高中信息技术：表格数据加工的多元性-教案

2.计算思维：在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各3.数字化学习与创新：掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开4.信息社会责任：具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息【课程标准要求】1.在运用数字化工具的学习活动中，理解数据、信息与知识的相互关系，认识数据对人3.根据任务需求，选用恰当的软件工具或平台处理数据，完成分析报告，理解对数【学业要求】1.掌握数字化学习的方法，能够根据需要选用合适的数字化工具开展学习(信息意识、2.了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法，能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织、计算与呈现(信息社会责任、计算思维)。【教学内容分析】本节课内容是《普通高中信息技术课程标准2017年版》必修课程的模块1“数据与计算”部分的内容，针对数据(包括大数据)在信息社会中的重要价值，分析数据与信息的关系，强调数据处理的基本方法和技能，发展学生利用信息能认识到数据在信息社会中的重要价值，合理决生活与学习中的问题，认识到人工智能在信息社教学对象是高二年级学生，学生已经掌握了表格数据的等操作对数据进行简单处理，并且能够图形化展示表格数据，2.简单运用程序设计语言(如Python),调用相应的接口函数，完成一定的大数据处理信息意识)5.大数据技术虽然给我们生活学习带来便利，但是数据安全问题不容忽视，应用大数据时需要遵循大数据应用的道德规范，树立正确的信息社会责任感。(核心素养：信息社会责任)(核心素养：数字化学习与创新贯穿整节课)【教学重点】能从实际生活中发现大数据应用的价值，认识到有效的大数据处理对于提高大数据价值【教学难点】运用程序设计语言，调用相应的接口函数，完成一定的大数据处理任务，得出大数据分【教学策略分析】本节课中运用到的教学策略主要有创设情境、任务驱动、自主探究、支架式教学等。创设情境：从学生身边的数据入手，有目的地创设趣味和内容并存的学习情境，激发学生兴趣，调动积极性。如课前查询学生参与的运动会的成绩数据、课上挖掘分析校园卡大数据、从识别校园植物体验图片大数据、从识别校园歌曲体验音频大数据等。任务驱动、自主探究：以教师为主导，学生为主体，任务驱动，充分发挥学生的学习主动性。如体验文本大数据环节，利用Python程序语言，调用接口函数，分析唐诗300首。支架式教学：在学生自主探究环节，提供自主学习支架，帮助学生高效率的完成任务。如分析唐诗300首文本大数据时，提供学习引导单，指引学生完成分析任务。【教学环境】硬件环境：网络机房。软件环境：教学网站、Python开发平台(Spyder),手机APP。【教学流程图】立非非结构化大数据【教学过程】【核心素养：数字化学习与创新】课前：课前热身学生用姓名登陆教学网站，登陆上以后查询校运动会的成绩。提示：点击对应的班级、项高三1高三2高三3高三5高二1高二2高二3高二5高二6高一年级高一1高一5高一6【设计意图】:通过对学生刚参与的运动会成绩的查询，吸引学生注意的同时感受身边的数据。Focusky课件中图片(上课班级运动会的镜头，增强带入感)解释学生所看到结果的来源与过程：学生比赛→裁判计分→数据录入→平台分析→呈现结果，学生了解普通数据的分析处理过程，引入大数据。第一环节：结构化大数据师：数据无处不在，我们每天都在产生大量的数据，比如用餐、洗澡、买文具、借书等行为都会产生校园卡数据，据统计，我们开学到现在，已经产生四十多万条校园卡数据了，那么从我们刚开始使用校园卡到现在，数据量已经很庞大了。这些大数据存放在这里，只是作为我们校园卡的消费凭证，为了让这些大数据更有意义，我们能不能从中挖掘一些对我们有用或者我们感兴趣的信息。比如，我们可以看看班里哪些同学最喜欢逛图书馆?我和我的同桌谁最喜欢去书店?我们餐厅哪个窗口最受欢迎?……下面我们就重新打开浏览器，根据操作提示，从校园卡大数据中挖掘你想发现的信息吧。体验子：按动校国保长数据体验子：按动校国保长数据品健壮的和品滑小的组的食时要好?四个常食高费是工?切选造的时向易长?址是要密图书情?R政我向查址总各吃名书店?餐厅响个室0号的3人?O【活动体验一】生：打开教学网站，根据操作提示，从校园卡大数据中挖掘自己比较感兴趣或者觉得比较有价值的信息。师：同学们从中发现了什么比较有趣的信息呢?校园卡消费数据分析2018-09-01周六早·~2018-10-17周三晚提交包读部海气班可的称思机一程想楼一机的买力加界突排物费扫华西位使高院率一是时芃青全是青语保原场林济技恰15产加要院文建马高璃现停洋三维理在段班营孙理空府是日相工江乐工标放工时商工张形工作魏测球景行n及师球辞5生1:查询医务室的消费情况，我发现我们班同学在医务室的消费记录都为0。师：说明我们同学们都很健康，是我们喜闻乐见的。生2:我们所有消费记录中，用餐的消费占的比重最多。师：这说明了民以食为天。大家从校园卡大数据中挖掘到了很多信息，信息是具有价值性的，那么我们获取到的信息有哪些价值呢?比如，我们医务室，根据同学们的刷卡记录来跟踪大家的健康。生：我们食堂，可以根据窗口消费情况，分析判断同学们爱吃什么菜，不爱吃什么菜，作为食堂菜谱调整的参考。师：没错，我们通过对校园卡大数据的挖掘，获取很多信息，这些信息对我们学校教育教学管理提供决策的依据，这才是我们对校园卡大数据挖掘分析的意义所在。【设计意图】:从学生每天都接触的校园卡大数据入手，吸引学生的注意，激发学生的兴趣。通过对学生自己感兴趣的消费情况查询，发现一些信息，教师引导学生从这些信息中分析出这些信息的价值。通过对校园卡大数据的挖掘分析，体验结构化大数据，同时让同学们意识到，从校园卡大数据中挖掘到的信息，用于学校教育教学管理的决策依据，这才是大数据挖掘的意义所在。第二环节：大数据的概念师：说到大数据，最近很火，那么什么是大数据呢?简单来说，大量的数据就是大数据，那么大到什么程度呢?大数据是指所涉及的数据资料量巨大，以致无法通过人脑，甚至常规大数据(bigdata)=师：我们从视频中看出，大数据已经融入我们生活的物，还能帮助警察抓逃犯。为了加强同学们对大数据的理解，我们数据库(池塘捕鱼)VS大数据(大海捕鱼)师：从数据类型来看，普通数据库基本是结构化数据【设计意图】:上一环节中体验了校园卡大数据，没有具体说明什么是大数据，从学生熟帮助学生更加直观的感受日常生活中的大数据。紧接着通过大数据与普通数据的对比，利用池塘和大海两个比喻，加深学生对大数据的文本文本图片非结构化大数据【设计意图】:由上一环节大数据的类型分类引出这部分内容，通过举例说明什么是非结生：唐诗300首。师：据资料显示，全唐诗一共有五万首左右，假如你每天背诵10首唐诗，背完全唐诗你需要13年的时间，数据量是相当大的。大家有没有思考过全唐出现最多的字是?出现最多的字是?诗人最喜欢的季节?铸人最喜欢的颜鱼是?出现最多的情感是?师：我们从全唐诗中除了获取这些信息外，我们还能挖掘出什么呢?比如全唐诗里出现最多的地名是哪里?哪种类型的诗最多?作品数排在前十名的诗人都有谁?十二生肖哪个生肖出现的频次最高?……这些我们也都能挖掘出来。但是大数据的处理需要依托于云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储技术、专业的分析平台唐诗三百首师：我们打开桌面“Spyder”软件；第二步，点击工具栏里面的运行按钮，完成数据载入；第三步，根据导学案选择你最感兴趣的2-3个项目完成，复制对应的代码，粘贴至右侧生：打开Spyder,根据操作引导单，体验对唐诗300首的分析。Editor-D:\tang\shic913makeword_cloud(results['title_text'],stopwordss18make_word_cloud(results['word_text'],pic=pi21#操作3诗歌类型-饼图23makepieplot(data,fnefn)师：我们一起看看大家提交上来的分析结果，首先是对唐诗300首标题进行词频统计分析，生成的云图，最开始我们生成了这张图，我们发现里面有商色未送丽并序石鱼,这辛新国春宫j日金陵湖上官吏/时古迹五首古迹五首送辛新调溶春言，并序石鱼二道之霸长十行家师：我们还对唐诗300首的诗句部分进行词频统计分析，生成了比较别致的云图，这张图是可以修改成自己喜欢的样子。从这张云图中我们可以看出唐诗诗句中出现最多的是万里。其实我们是可以利用这样的分析结果来自己作诗，挑选出现频次比较高的词组合成简单的诗王【设计意图】:体验非结构化文本大数据。以全唐诗为例，首先通过一组数字说明全唐诗属于文本大数据；再呈现大数据分析全唐诗的部分结果，如全唐诗中出现最多的字、最多的季节、最多的颜色、最多的情感等与学生的语文学习比较相关的内容，与学生的已有认知形成比较，然后引导学生思考我们还能从全唐诗中挖掘出哪些信息，激发学生的求知欲；之后说明大数据的分析处理需要专门的技术平台支持，课堂的时间与条件有限，暂且做不到对全唐诗进行分析，但我们可以利用相关技术对全唐诗的一部分——唐诗300首进行处理分析；引导学生利用Python程序语言，调用接口函数，完成对唐诗300首文本数据的分析：一共提供6项分析内容，①是词云显示唐诗标题中出现频次最高的词(分析结果中会出现很多意义不大的词),引导学生将部分词放进stopwords中，再生成词云会发现这些词不再出现在词云中，这就是大数据处理的数据清洗过程；②是图案词云显示唐诗正文中最常见的词，一个目的是揭秘网络上常出现的各种图案词云是怎么来的，二个目的是引导学生利用大数据分析文本为学习作帮助；③是饼图呈现唐诗类型占比；④是柱形图呈现唐诗中作品数排名前10的诗人；⑤是柱形图呈现你想知道的词在唐诗中的占比，如“梅兰竹菊”、十二生肖等；⑥是柱形图呈现唐诗中经常出现的地名，这个是通过对词性分析得出的结果。学生分析的结果自动上传至服务器中并在教学网站上以学生之名呈现出来，作为学习体验的反馈。同时简单分析其处理原理，帮助学生了解大数据分析处理的过程。另外，通过对唐诗文本大数据的分析，引导学生联想到利用大数据技术对其他文学作品的分析，为文学研究提供一个新的路径。【核心素养：计算思维】师：非结构化大数据除了文本大数据外，还有图片大花草草，你们都能说出他们的名字吗?这是个什么花?体验三体验三：探秘图片大数据校园里有很多花花草草.你认识多少?海量植物图片+图像识别大数据处理技术师：现在有一款拍照识花的APP,我们来体验一下。(手机同屏识别课件中的花，识别为金铃兰)师：世界上植物那么多，拍照识花APP是如何能比较精准的识别出来的呢?师：是的，需要海量的图片库，还需要结合图像识别APP就是图片大数据的一个应用。由学生互动完成，拍摄实际的盆栽进行识别(手机识别界面同屏到电脑上),选择的两种植物学生都见过，但都说不出名字，而又对名字比较熟悉的。完成互动之后引导学生思考，拍照体验四：探秘音频大数据体验四：探秘音频大数据++什么歌???(播放最美的期待，学生很熟悉副歌，但对前奏不熟悉，也不知道歌名)生：自己(手机)放，自己识别。师：听歌识曲能够比较精准的识别出歌名，其背后是有师：所以大数据已经融入了我们生活的方方面面，给家有没有想过，大数据时代，我们生活产生的数据都能被获取到，我们还有隐私吗?我们一(看视频)生1:大数据给我们生活学习带来便利的同时，也有可能将我们的隐私泄露，所以大数生2:我觉得很恐怖。生2:我们尽量使用一些开源软件，上网浏览的时候，启用无痕浏览……师：我们同学们说的都很好，要注意我们的信息安全视频引发学生的思考，引导学生正视大数据技术带来的影响，注意保护自己的信息安全，同体验结构化大数据了解大数据的概念文本大数据非结构化大数据音频大数据思考大致据安全问题(视频：大数据与隐私图片大数据之后我们一起挖掘了校园卡大数据，从中挖掘出一些比较说到大数据，我们通过大数据融入生活的这则视频了解