智慧教育环境下高中信息技术大单元教学实践——以教科版“初识数据与计算”单元为例

文| 徐 欢

一、教学内容

“初始数据与计算”是高中信息技术课程的一个重要单元。本节课通过引导学生理解数据、信息、知识和智慧之间的关系，体验数字化学习过程，学会使用数字化计算工具，并以“健康体检”项目活动为载体，让学生利用所学知识分析、比较数据，从而培养学生的计算能力和思维能力。同时，在活动的参与中，学生还将理解数据隐私保护的重要性。

二、教学目标

帮助学生理解数据、信息、知识和智慧之间的关系，体验数字化学习过程，并学会选择适合的数字化计算工具。通过“健康体检”项目活动，学生将感受到数字化学习工具和网络资源的优势，并扫除数据和计算的误区和盲区。

在本单元教学中采用项目式教学的方式，将学科知识构建、技能培养和学科思维发展融入智慧教育环境下的课堂自主学习、科学探究和协作交流研讨活动中，同时以数字化学习工具和网络资源为载体，融入身体健康相关数据信息，让学生利用所学知识进行数据分析、数据比较，培养学生的计算能力和思维能力。在活动的参与中，有助于学生理解数据隐私保护的重要性。

三、教学重难点

教学重点：理解数据、信息、知识和智慧之间的关系，掌握数字化计算工具的使用方法，能够进行数据分析和处理。

教学难点：如何引导学生进行深入的数据分析和处理，以及如何帮助学生将所学知识应用到实际生活。此外，如何确保每个学生都能在有限的课堂时间内充分参与并展示自己的成果。

四、教学过程

师：同学们，大家好。在我们每天的生活中，数据无处不在。从早晨起床查看天气预报，决定穿什么衣服，到出门前查看交通状况，选择最合适的出行路线，数据都在默默地影响着我们的决策。今天，我们就来一起探究数据是如何影响我们的生活，并且如何运用数据来指导我们的健康生活。

（借助PPT，展示一张北京当前的天气状况图）

师：大家看，这是北京当前的天气状况。我们可以通过各种天气软件，获取到温度、湿度、空气质量等各种各样的数据。这些数据，经过处理和分析，就变成我们可以理解的信息，如“今天天气晴朗，适合外出活动”或者“空气质量较差，建议减少户外活动”。这就是数据到信息的转化过程。

师：现在，我请大家利用网络渠道，查找并记录你们所在地的气象生活指数，完成表1 的填写。

表1

（学生活动：查找并记录气象生活指数）

师：通过这些数据，我们可以了解到今天的天气状况，以及对应的生活建议。这就是数据给我们带来的便利。

师：那么，数据还可以帮助我们了解什么呢？比如，我们每天早晨吃的早餐，大家有没有想过，早餐吃什么才能更好地补充身体营养呢？

（学生讨论并分享自己的早餐）

师：看来大家的早餐选择都很丰富。那么，有没有一种方法，可以帮助我们判断早餐是否营养均衡呢？其实，科学家已经通过大量的研究，得出一些关于早餐与身体健康关系的数据。如国家教育质量监测中心首席专家、北京师范大学中国教育创新研究院院长刘坚就做了一个非常有趣的实验。

（展示刘坚院长的实验数据图表）

师：大家看，这是刘坚院长对“每周吃早餐不同次数的学生的平均成绩”进行统计的结果。你们发现了什么？

生A：我发现，每周吃早餐次数较多的学生，相比不规律吃早餐的学生，每天都吃早餐的学生表现出更好的学习成绩，并且这种关系呈现出均衡的上升趋势。

师：很好，你观察得很仔细。确实，我们可以看出，吃早餐的次数与学生的学习成绩之间存在一定的关联。这并不是偶然现象，《健康报》也曾发布过类似的数据，显示学生经常吃早餐，能开发大脑功能、增强其记忆力，有效提高其学习成绩。

（学生思考并讨论早餐的重要性）

师：所以，同学们，不要小看我们每天的那一顿早餐哦！它可是关系到我们的身体健康和学习成绩的。从今天开始，我们都要养成吃早餐的好习惯，并且尽量选择营养丰富、均衡的食物。这样，我们才能拥有健康的身体和充沛的精力去迎接每天的挑战！

师：同学们，我们不仅要吃早餐，还要吃好。你们知道吗，每种食物的热量和营养素都是不同的。比如，油条虽然香酥可口，但是因为高温烹饪，其中的营养被破坏，反而热量很高。所以，如果我们将油条作为早餐的主食，长期下来可能并不利于我们的身体健康。

师：相反，豆浆作为优质的饮品，长期饮用可以补充人体所需营养。但是，很多同学都喜欢在豆浆中加糖，这样虽然口感更好了，但热量也会相应增加。所以，在选择早餐的时候，我们需要均衡考虑各种食物的营养价值和热量含量。

（学生纷纷点头表示理解）

师：好，现在我们来讨论。通过刚才我们讲的天气指数及生活建议、调研数据和热量数据图（如图1），你们对数据、信息、知识和智慧有怎样的理解呢？

图1

（学生思考了一会儿后，开始发表自己的看法）

生A：我认为数据就像是收集到的具体数字或观察结果，如天气指数和热量数据。而信息是对这些数据进行整理、加工和传达的过程，通过信息我们能够获取更深层次的意义和价值。

师：很好，A 同学对数据和信息的理解很到位。那么，知识和智慧又是什么呢？

生A：知识是在获取信息的基础上通过学习和理解形成系统化、结构化的认识。而智慧则是在运用知识的基础上，通过创新思维解决复杂的问题。

师：非常棒！A 同学对知识和智慧的解释也很准确。确实，数据、信息、知识和智慧是层层递进的关系，它们在我们的学习和生活中都扮演着非常重要的角色。我们要学会搜集数据、整理信息、获取知识，并运用智慧去解决问题。

师：同学们，我们现在来进行一个活动。请大家以不记名的方式，将自己的身高和体重写在纸上，然后交给我。

（学生纷纷写下自己的身高和体重交给教师）

师：好，现在老师手里有了大家的身高和体重数据。那么，同学们，你们知道怎么样才算是身体健康吗？世界卫生组织提出一个身体质量指数（BMI）的概念，用来衡量人体胖瘦程度以及是否健康。但是，什么是BMI 呢？如何计算身体质量指数呢？请同学们借助网络查找，并根据公式计算出自己的身体BMI 数值。

（学生开始上网查找BMI 的概念和计算公式，并动手计算自己的BMI 数值）

师：同学们，你们刚才计算自己的BMI 时，采用了什么方法呢？

生A：我是用手工计算的方法，根据公式算出自己的BMI 数值。

师：嗯，手工计算是一种方法。但是，如果现在老师想要计算全班同学的BMI 呢？你们有什么更方便快捷的方法吗？

生B：老师，您可以用电子表格软件，将同学们的身高、体重数据输入进去，然后利用软件自带的函数功能，直接计算出每位同学的BMI 数值。

师：B 同学说得非常好！电子表格确实可以大大提高我们处理数据的效率。为了让大家更快速地理解，老师提前在网络上做了一份调研问卷，并生成了调研结果数据统计表。现在，请同学们将自己的BMI数值填写到这份表格中，并按照从大到小的顺序进行排序。

（学生开始动手操作，将自己的BMI 数值填入表格，并进行排序）

师：通过这次活动，同学们不仅了解了自己的身体健康状况，还亲身体验了数字化工具在处理数据方面的便利性。

师：同学们，通过刚才的数据统计和分析，我们形成了一份份“健康体检报告”。这些报告不仅是数字的堆砌，还是对我们身体健康状况的一次全面检查。那么，在这份报告中，你们获得了哪些信息呢？

生A：老师，从这份报告中可以看到，共有50 名调研对象，其中包括男生和女生。在调研中我们发现，大部分人的BMI 都处于正常水平，BMI 值极端低或高的人数相对较少。这说明我们班级的整体身体状况还是不错的。

生B：是的，根据我们的数据分析，正常范围内的人数最多，占总样本的60%。这一数据进一步印证了A 同学的观点，说明我们班级中大部分人符合健康标准。

生C：但是，我也发现了问题。调研对象中约有20%的人被归类为超重，而约5%的人被归类为肥胖。这些数据表明，肥胖问题在我们班级中也是存在的，这部分人群需要加强健康管理。

生D：另外，我们还对不同性别的BMI 数值进行了比较。发现在男生中，超重和肥胖的比例略高于女生，而女生中偏瘦的比例略高于男生。这可能与男女的生理差异和生活方式有关。

生E：除此之外，我们还对不同年龄段的BMI 分布进行了分析。结果发现，年轻人中超重和肥胖的比例相对较低，而随着年龄的增长，这一比例逐渐增加。这可能与年龄引起的代谢变化、生活习惯的改变以及工作压力增加等因素有关。因此，我们需要特别关注中老年人群的健康状况。

师：同学们分析得非常到位！通过这份“健康体检报告”，我们不仅了解了自己班级同学的身体状况，还发现了存在的问题和需要关注的重点人群。这就是“小数据与大智慧”的魅力所在。通过收集、整理和分析数据，我们可以更加科学、全面地制订有效的健康管理计划。

五、教学反思

在教学过程中，我采用了项目式教学的方式，将学科知识构建、技能培养和学科思维发展融入课堂自主学习、科学探究和协作交流研讨活动中。同时，以数字化学习工具和网络资源为载体，融入身体健康相关数据信息，让学生进行数据分析、数据比较。通过“健康体检”项目活动，学生不仅感受到了数字化学习工具和网络资源的优势，还扫除了对数据和计算的误区和盲区。

在教学过程中也发现了一些问题。首先，部分学生在进行BMI 计算时存在困难。其次，在引导学生进行数据分析时，部分学生的分析能力有待提高。最后，课堂时间有限，部分学生未能充分展示和分享自己的成果。针对以上问题，我将在后续教学中采取以下改进措施：一是提前准备更详细的计算方法和步骤指导资料，供学生参考和学习。二是加强数据分析方法和技巧的教学，引导学生进行更深入的数据分析。三是合理规划课堂时间，确保每个学生都有机会展示和分享自己的成果。