数据处理赋能认知：用图表分析与解读我国粮食安全现状-小学信息科技四年级跨学科主题学习第二课时

数据处理赋能认知：用图表分析与解读我国粮食安全现状——小学信息科技四年级跨学科主题学习第二课时一、教学内容分析  本课选自苏科版小学信息科技四年级下册，是“数说中国”跨学科主题学习单元的第二课时。本课遵循《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的理念，强调在真实情境中，通过解决问题的过程发展学生的数字素养与技能。从知识技能图谱看，本课承上启下：学生已在第一课时初步接触了我国粮食安全的基本数据，本节课的核心任务是学习使用图表软件（如表格中的图表功能）对数据进行可视化处理与分析。这要求学生不仅要掌握“选择数据→插入图表→修饰图表”的操作流程（应用层面），更要理解不同图表类型（如柱形图、折线图）的适用场景，并能从图表中提取有效信息，形成初步的数据解读能力。过程方法路径上，本课以“数据驱动决策”的学科思想为主线，将“获取数据→处理数据→表达数据→基于数据的简单分析与解释”这一信息处理流程，转化为“选定分析维度→选用合适图表→生成可视化视图→解读图表含义并联系现实”的课堂探究活动。素养价值渗透方面，知识载体“粮食安全数据”本身蕴含着深刻的育人价值。通过对我国粮食产量、进口依赖度等数据的图表化分析与解读，引导学生从冰冷的数字背后感受国家战略的深远意义，培育其用理性、科学的数据视角关注社会重大议题的家国情怀与责任感，实现信息科技素养与价值观念的有机融合。  基于“以学定教”原则进行学情诊断：四年级学生已具备基础的计算机操作能力，对图形化界面有亲切感，但对结构化数据的逻辑关系及图表的数据映射原理认知较浅。其已有基础可能包括：会进行简单的数据录入，在生活中见过各类统计图表。潜在障碍在于：面对多列数据时，如何选取合适的数据范围来制作图表；难以将图表中的“形”（柱体高低、趋势起伏）与数据所代表的“意”（粮食产量变化、结构对比）及现实问题有效关联。因此，过程评估设计需着重观察学生在任务操作中的逻辑选择（如为何选柱形图而非饼图），以及其在小组讨论中解读图表时的语言表述是否基于数据证据。教学调适策略上，对操作不熟练的学生提供“分步图示指引卡”；对思维较快的学生，则在其完成基础图表后，抛出更深层的问题：“如果我想同时对比近五年产量和进口量变化，哪种复合图表更合适？”以激发其探究欲望。二、教学目标  知识目标：学生能够阐述柱形图与折线图在表达数据差异与趋势上的核心特点，理解图表标题、坐标轴、数据系列等基本元素的功能，并能在教师指导下，准确描述给定粮食数据图表所呈现的主要事实。  能力目标：学生能够根据简单的数据分析需求，在图表软件中独立完成从数据表到基础柱形图或折线图的创建与基本美化，并能够协作小组成员，从生成的图表中提取至少两项关键信息，用规范的语言进行口头汇报。  情感态度与价值观目标：通过将我国粮食安全数据转化为直观图表的过程，学生能感受到数据可视化对于认知复杂问题的重要作用，在小组分享环节中能认真倾听同伴基于图表的分析，并初步形成用数据事实支撑观点的意识，增强对国家粮食安全战略的感性认识与认同感。  科学（学科）思维目标：本课重点发展学生的“数据思维”与“逻辑思维”。通过“为何用此图？”的追问，引导学生建立“问题—数据特征—图表类型”之间的关联模型；通过“从图中看到了什么？”的探究，训练其从可视化结果中进行信息提炼与归纳的逻辑推理能力。  评价与元认知目标：引导学生依据简易量规（如图表是否清晰、结论是否有数据支撑）对小组成果进行互评；在课堂尾声，通过“回顾一下，我们今天是用哪几个关键步骤让数据‘说话’的？”等问题，促使学生反思数据处理流程，内化学习方法。三、教学重点与难点  教学重点：根据数据分析的初步目的，选择合适的图表类型并完成创建。此重点的确立，源于课程标准中对“利用数字工具处理信息并解决问题”这一核心能力的强调。它不仅是本单元技能学习的枢纽，更是将抽象数据转化为可解读信息的关键一步，直接关乎学生数据素养的形成。掌握此技能，方能实现从“看数字”到“读数据”的认知飞跃。  教学难点：从生成的图表中提取有效信息，并结合粮食安全背景进行有逻辑的初步解读。难点成因在于，它跨越了单纯的操作技能，进入了需要调用跨学科知识（社会常识）和逻辑思维的分析层面。四年级学生易停留于描述图表表面现象（如“这根柱子最高”），而难以将其与数据标签代表的现实含义（如“该年份产量最高”）及更深层的意义（如“为何这个年份产量高？”）相联系。突破方向在于提供结构化的提问支架和小组协作讨论。四、教学准备清单1.教师准备  1.1媒体与教具：交互式电子白板课件、教学演示用计算机、广播教学系统。“数说中国粮食安全”学习任务单（内含分层次探究任务与数据包）。  1.2资源与素材：预置两组对比明显的我国近五年粮食总产量及进口量数据表格（格式）；图表制作微课片段（备用）；课堂评价用“麦穗”进度贴纸。2.学生准备  复习第一课时了解的粮食安全基本概念；以46人为一小组就座，确保每组至少一台可运行的计算机。3.环境布置  板书记划分区：左侧为“核心步骤”区，中间为“图表展示”区，右侧为“我们的发现”区。五、教学过程第一、导入环节  1.情境创设与旧知唤醒：同学们，上节课我们认识了守护国家粮食安全的“十八亿亩耕地红线”这些关键数字。但如果老师现在直接给大家看这样一串数字（课件快速闪现数据表格），是什么感觉？“对，有点眼花缭乱，不太直观。”那么，有没有什么神奇的工具，能让我们一眼就看懂数据背后的故事呢？  1.1提出驱动问题：今天，我们就来当一回“数据分析师”，学习一个让数据“会说话”的强有力工具——图表。我们的核心任务是：如何利用图表，把复杂的粮食安全数据，变成一目了然、甚至能帮助我们思考的“可视化地图”？  1.2勾勒学习路径：我们将分三步走：第一，认识两位“图表朋友”，了解它们各自的本领；第二，亲手将数据表格变成直观图表；第三，也是最关键的，学习从图表中“读”出信息，尝试解读我国粮食安全的现状。大家准备好了吗？让我们一起开启今天的“数图转化”之旅。第二、新授环节  本环节采用支架式教学，通过环环相扣的探究任务，引导学生主动建构知识与技能。任务一：图表选秀会——明特点，知用途  教师活动：首先，不直接告知图表类型，而是在白板上并排呈现两幅图：一幅是近五年我国粮食总产量的柱形图，一幅是近五年大豆进口量占比变化的折线图。我会引导学生观察：“同学们，火眼金睛比一比，这两幅图在‘长相’上有什么根本不同？”预计学生会说“一个是一根根柱子”、“一个是一条线连着点”。接着追问：“那为什么产量数据适合用‘柱子’，而占比变化适合用‘折线’呢？大家猜猜设计师是怎么考虑的？”通过讨论，引导学生归纳：柱子擅长比“高低”（比较数量多少），折线擅长显“起伏”（展示变化趋势）。最后总结：“所以，选择合适的图表，就像给数据穿上最合身的‘外衣’，第一原则是——你想突出数据的什么关系？”  学生活动：观察教师提供的对比图表，积极参与比较和讨论，尝试用自己的语言描述两种图表的直观差异。在教师引导下，思考并初步归纳柱形图与折线图的核心适用场景。  即时评价标准：1.能否准确指出两幅图表在视觉形式上的显著区别。2.在讨论“为何用此图”时，表达的观点是否与图表传递的信息意图相关联。  形成知识、思维、方法清单：★图表类型初选择：柱形图，主要用于比较不同类别数据的多少，直观显示“谁多谁少”。★图表类型初选择：折线图，主要用于显示数据随时间或其他连续序列而变化的趋势，清晰展现“如何变化”。▲学科思想渗透：初步建立“问题需求决定图表形式”的数据表达思维，这是信息可视化的核心逻辑起点。任务二：动手创图表——学操作，重逻辑  教师活动：现在，我们进入实战环节。请各小组打开任务单中的“数据包一”，里面是某省近四年三种主要粮食作物的产量表。“我们的目标是，用一张图清晰比较去年（2022年）三种作物（水稻、小麦、玉米）的产量。大家认为该请哪位‘图表朋友’出场？”“没错，是柱形图。”接下来，我将进行关键操作演示，并特别强调“思维步骤”：首先，明确“比什么”（比较不同作物产量）→其次，在表格中“选什么”（只选中作物名称和2022年产量这两列数据，注意不包括总计行）→然后，“点哪里”（插入图表，选择簇状柱形图）。演示时，我会故意犯一个常见错误，比如选中了全部数据（包括年份），生成一个杂乱图表，然后问学生：“哎，这个图看起来怎么不对劲？问题出在哪儿？”以此强化“精准选择数据区域”的重要性。演示后，发布分层操作指引：基础版提供每一步的截图指引；挑战版则要求尝试更改图表标题和柱体颜色。  学生活动：聆听教师讲解，观察演示过程，特别是数据区域选择的逻辑。以小组为单位，在计算机上协作完成“2022年三种粮食作物产量对比柱形图”的创建。操作快的同学可尝试美化图表或帮助组内同伴。  即时评价标准：1.生成的图表数据源是否准确，是否错误地包含了无关数据行/列。2.图表是否具备基本的标题、坐标轴标签，是否清晰可读。  形成知识、思维、方法清单：★核心操作流程：“插入图表”的标准路径：选中目标数据区域→点击【插入】选项卡→选择合适的图表类型。▲关键操作认知：数据区域的选择是图表制作的灵魂，决定了图表的准确性与有效性，必须“先想清楚，再选准确”。▲差异化支持策略：对于技能掌握较快的学生，引导其探索“图表元素”添加（如数据标签），实现从“做出图表”到“做好图表”的进阶。任务三：慧眼析图表——提信息，练表达  教师活动：图表创建成功，只是第一步。更重要的，是读懂它。现在，请各组将完成的图表通过屏幕广播展示给大家。我会指向图表，提出结构化问题链：“首先，我们‘看到了什么事实？’——请直接从图表中描述，比如‘玉米的柱子最高’。”“很好，那么‘这说明了什么？’——把看到的事实和数据标签联系起来，比如‘这说明在2022年，该省玉米的产量是三种作物中最高的’。”“再进一步，‘这可能意味着什么？或者引发什么新问题？’——比如‘玉米是该省的优势粮食品种’或者‘为什么玉米产量最高？’。”我将把学生们的发现，用关键词记录在板书“我们的发现”区域。同时，我会鼓励学生使用“从图中可以看出…”、“数据表明…”等规范性语言进行汇报。  学生活动：观察本组及其他小组生成的图表，在教师引导的问题链下，练习从图表中提取直观信息，并将其转化为有逻辑的句子进行描述和分享。学习使用基于证据的表达方式。  即时评价标准：1.信息描述是否严格基于图表中的视觉元素和数据。2.表达是否清晰，能否将图形信息（柱子高低）准确转化为语义信息（产量多少）。  形成知识、思维、方法清单：★数据分析方法：解读图表的三层递进法：描述现象（是什么）→关联数据（说明了什么）→思考延伸（可能意味着什么）。▲学科能力发展：培养“用数据说话”的实证意识，这是信息时代公民的关键素养。▲课堂语言规范：引导学生使用“基于此图，我们发现…”、“数据显示…”等术语，提升表达的规范性与科学性。任务四：综合挑战营——辨趋势，联现实  教师活动：现在，迎接一个综合挑战。打开“数据包二”，里面是我国近五年粮食进口总量变化数据。“如果我想分析进口量的变化趋势，该选哪种图？”“折线图！非常好。”请大家独立或两人合作，完成这个折线图的创建。完成后，我将出示一组分层问题单供小组讨论：基础层——“哪一年到哪一年进口量增长最快？”；综合层——“总体来看，我国粮食进口量呈现出怎样的趋势？”；挑战层——“结合第一课时的知识，你认为这种趋势可能反映了我国粮食安全形势的哪些特点或挑战？”我将巡视指导，并参与部分小组的讨论，提供背景知识支持。  学生活动：根据问题需求，选择合适的图表类型（折线图）并独立完成制作。围绕教师提供的分层问题单，进行小组讨论，尝试结合已有知识对数据趋势进行更深入的解读。  即时评价标准：1.能否根据分析趋势的需求正确选择并创建折线图。2.在讨论挑战层问题时，能否尝试将数据趋势与粮食安全（如“自给率”、“供应链”）等宏观概念进行初步关联。  形成知识、思维、方法清单：★知识综合应用：在真实数据分析任务中，巩固“根据问题需求选择图表类型”的能力。★跨学科思维联结：初步尝试将数据趋势（信息科技）与国家粮食安全战略议题（道德与法治、社会）建立有意义的联系，理解数据的社会价值。▲差异化任务设计：通过分层问题单，确保不同认知水平的学生都能在挑战中获得成功体验，并“跳一跳，够得着”。第三、当堂巩固训练  设计分层、变式的练习体系，促进知识迁移与内化。  基础层（全体必做）：提供一份新的、结构简单的数据表（如某学校近四年“光盘行动”节约粮食重量），要求学生独立完成：1.判断比较各年节约量应用何种图表；2.正确创建该图表。目的是巩固核心操作流程与图表选择的基本逻辑。  综合层（大部分学生可尝试）：提供一份稍复杂的数据（包含“产量”与“进口量”两项指标），要求设计并制作一张复合图表（如组合图），或制作两张关联图表，分别展示产量稳定性与进口量变化。我会提示：“想想，怎么布局能让对比更鲜明？”  挑战层（学有余力选做）：提供一个开放情境：“如果你要向低年级同学介绍我国粮食产量成就，除了柱形图，你还能设计哪种更生动、更有创意的数据可视化方式？（可文字描述或草图示意）”激发创新思维。  反馈机制：基础层练习通过教师巡视和同学屏幕展示快速核对；综合层成果由小组内互评，依据“图表选择合理”、“数据表达清晰”两条标准；挑战层想法在全班进行简短分享，教师给予鼓励性、开放性的点评。第四、课堂小结  引导学生进行结构化总结与元认知反思。  知识整合：同学们，今天我们完成了一次完整的数据探索之旅。谁能用“先…然后…最后…”的句式，来回顾一下我们让数据“开口说话”的主要步骤？对，先是根据想分析的问题（比多少还是看趋势）来选择合适的图表类型，然后精准地选择数据并插入图表，最后也是最重要的，是学会从图表中读取信息并思考其意义。这个过程本身，就是一种强大的学习工具。  方法提炼：我们不仅学会了操作，更掌握了一种“数据思维”：面对信息时，多问一句“能不能用图表让它更清晰？”；看到图表时，多问一句“它到底想告诉我什么？”  作业布置与延伸：必做作业是完善并提交课堂上的“粮食产量对比柱形图”或“进口趋势折线图”。选做作业是（二选一）：1.寻找一份家庭月度开支数据，尝试用图表分析食品支出的占比或变化。2.思考：我们今天分析的更多是“现状”，那么，要预测未来的粮食安全形势，可能还需要收集和分析哪些方面的数据呢？把你的想法列出来。下节课，我们将带着这些思考，继续深化我们的“数说中国”研究。六、作业设计  基础性作业（必做）：请每位同学从课堂任务中，选择自己完成得最好的一幅图表（“作物产量对比柱形图”或“粮食进口趋势折线图”），进行适当美化（如添加恰当的标题、调整颜色使之更清晰），并将最终作品保存提交。目标是确保每一位学生都巩固了图表创建的核心技能。  拓展性作业（建议大部分学生完成）：开展一个“家庭数据小调查”微型项目。记录你家最近三个月在购买粮食（如大米、面粉）上的支出，将数据整理成表格，并选择合适的图表来展示这三个月支出的变化或各月占比情况。用几句话简要说明从图表中观察到了什么。此作业将数据分析技能迁移至真实生活情境。  探究性/创造性作业（学有余力学生选做）：假设你是一位粮食安全宣传员，需要制作一张面向社区居民的科普海报，主题是“端牢中国饭碗”。请设计一个海报草图，构思如何将我们今天课上分析的“产量”与“进口”数据，用至少两种不同类型的、富有吸引力的图表（可超越课堂所学，构思象形图、示意图等）可视化地呈现出来，并配上简洁有力的宣传语。此作业强调创造性应用与跨学科整合（信息科技+美术+语文）。七、本节知识清单及拓展  ★数据可视化：指将抽象的数据通过图形、图像等视觉元素表现出来，使其特征、关系或趋势一目了然的过程。它是信息时代理解复杂数据的关键工具。  ★图表类型选择核心原则：取决于你想要表达的数据关系。比较类别间数据多少时，优先考虑柱形图；展示数据随时间或序列的变化趋势时，优先考虑折线图。  ★创建图表标准流程：1.明确目标：想用图表回答什么问题？2.选择数据：在表格中精准选中与目标相关的数据区域（行与列）。3.插入图表：在软件“插入”选项卡中找到相应图表类型并点击。这是不可颠倒的操作逻辑。  ★图表基本元素：一个规范的图表至少应包含：标题（明确图表主题）、坐标轴（通常横轴为分类，纵轴为数值）及其标签（说明轴的含义）、数据系列（图表中代表数据的图形，如柱体、折线）。美化图表应从增强这些元素的清晰度入手。  ▲数据区域选择要点：这是最易出错环节。务必只选中你需要图表化呈现的具体数据单元格，通常不包括“总计”、“平均”等汇总行/列，除非它们正是你要比较的对象。  ★解读图表三步法：第一层：描述（直接陈述从图形中看到了什么，如“2022年的柱子最高”）。第二层：关联（将图形特征与具体数据标签结合说明，如“这说明2022年的粮食产量达到了近五年最高”）。第三层：思考（基于数据事实，结合背景知识提出推论或新问题，如“这可能与当年的惠农政策有关”）。  ▲“用数据说话”的思维：在分析与表达时，让自己的结论有据可依。习惯使用“根据图表显示…”、“数据表明…”等表达方式，这是培养科学理性精神的重要起点。  ▲图表的美化与伦理：美化是为了更清晰、准确地传达信息，而非花哨。应避免使用误导性的颜色或扭曲的比例（如非零起点纵轴）。好的图表是诚实的图表。八、教学反思  （一）目标达成度与证据分析  从假设的课堂实施来看，知识目标基本达成。学生通过“图表选秀会”的对比观察和教师引导，能准确说出柱形图与折线图的核心用途。操作练习环节，绝大多数小组能产出正确的图表，表明对流程的掌握是有效的。能力目标的实现存在分层：基础的数据到图表转化能力，通过任务二、四的实操与巡视得到普遍落实；而从图表中提取信息并进行表达的能力（任务三），则更依赖于教师的提问支架和小组讨论的深度，从学生“用数据表明…”的汇报语言中可见初步成效。情感与思维目标的渗透较为成功，尤其在任务四讨论粮食进口趋势时，学生展现出了将数据与国家议题联系的兴趣，数据思维的种子得以播下。评价与元认知目标主要通过课堂尾声的回顾性提问和小结环节实现，引导学生对学习过程进行梳理，但如何设计更系统的元认知提示语贯穿全课，值得进一步思考。  （二）核心环节有效性评估  1.导入环节：用数据表格的“乱”与图表的“清”形成对比，快速切入主题并激发学习动机，效果直接。2.任务二（动手创图表）：故意演示错误数据选择是点睛之笔，有效击中了学生的认知盲点，比单纯讲解正确操作更能引发深度注意。学生们在操作时普遍表现出对数据区域选择的谨慎，说明此策略成功。3.任务三（慧眼析图表）：提供的三层问题链是关键支架，它结构化了学生的认知路径，避免了分析流于表面。但实践中，部分小组可能仍需教师介入，帮助其跨越从“描述现象”到“关联数据”的台阶。4.分层任务与支持：任务四的分层问题单和全环节的操作指引卡，较好关照了差异性。观察发现，能力强的学生在完成基础图表后，能主动探索美化或挑战深层问题；而需要支持的学生也能凭借指引完成任务，获得了成功体验。如何让小组内的协