粤教版(2019)高中信息技术必修一第五章 数据处理和可视化表达..docx
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第五章数据处理和可视化表达教学设计
一、项目简介
项目主题
网络购物平台商品销售数据分析和可视化表达
目前我国网购商品规模不断扩大,由此产生大量的网购商品数据,这些
数据中,存在一些规律。
通过对这些数据的采集、分析,就可以找到数据之项目背景 间的内在联系。
在商业活动中,这些数据可以为商业决策提供数据支持,由此产生更大的经济效益,所以网络购物平台的商品销售数据是一个巨大的商
业宝藏。
对应教材
广东教育出版社普通高中教科书信息技
术必修1《数据与计算》第五章
课时安排
7课时
二、课程标准及目标分析
(一)课程标准及教材分析
1.本章对应课标的内容要求
通过典型的应用实例,了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法。
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,理解对数据进行保护的意义。
2.本章对应的学业要求
A-1:
能够描述数据与信息的特征。
(信息意识)
A-3:
能够根据需要选用合适的数字化工具开展学习。
(数字化学习与创新)A-4:
了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法。
(计算思维)
A-5:
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,并能通过技术方法对数据进行保护。
(计算思维、信息社会责任)
A-6:
在数据分析的基础上,完成分析报告。
(计算思维)
3.本章的地位和作用
本章是本教科书的第五章,将带领学生学习“数据处理和可视化表达”的教学内容,也是学习选择性必修模块《数据管理与分析》和《人工智能初步》的基础知识与技能准备。
本章以培养信息素养为目标,以知识技能为载体,以项目学习活动为途径,开展自主、协作、探究学习,让学生了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法。
本章以“网络购物平台客户行为数据分析和可视化表达”为项目范例,通过“网络购物平台商品销售数据分析和可视化表达”项目,让学生理解随着社会数据量和个人数据量的增大,选用恰当的软件工具或平台处理数据、发现信息,已逐步成为人们解决问题的一种重要方式;并通过对数据和大数据进行采集、存储、处理,以及从中发掘有价值的信息等过程,让学生全面了解数据与计算的重要意义,从而提升学生的信息素养。
(二)本章对应达成的学科核心素养
(1)针对特定的信息问题,自觉、主动比较不同的信息源,能描述数据与信息的关系,确定合适的信息获取策略。
(信息意识1)
(2)依据特定任务需求,甄别不同信息获取方法的优劣,并能利用适当途径甄别信息。
(信息意识1)
(3)在日常生活中,根据实际解决问题的需要,恰当选择数字化工具,具备信息安全意识。
(信息意识1)
(4)主动关注信息技术工具发展中的新动向和新趋势,有意识地使用新技术处理信息。
(信息意识1)
(5)针对给定的任务进行需求分析,明确需要解决的关键问题。
(计算思维1)
(6)按照问题解决方案,选用适当的数字化工具或方法获取组织分析数据,并能迁移到其他相关问题的解决过程中。
(计算思维1)
(7)在学习过程中能够评估常用的数字化工具资源,根据需要合理选择。
(数字化学习与创新1)
(8)在信息活动中,具有信息安全意识,尊重和保护个人及他人的隐私(信息社会责任1)
(9)采用简单的技术手段,保护数据、信息以及信息设备的安全。
(信息社会责任1)
(三)目标分析
1.项目目标
本章以“网络购物平台客户行为数据分析和可视化表达”为项目范例,通过“网络购物平台商品销售数据分析和可视化表达”项目,组织学生进行自主、协作、探究学习,让学生认识大数据及其特征、理解数据对日常生活的影响,了解数据采集的基本方法及其对数据保护的意义,能够在一大批杂乱无章的数据中,运用数字化的工具和技术分析数据,并学会选用恰当工具实现数据的可视化表达,以便更好的理解数据。
学习过程将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中,促进本章对应课标的学科核心素养水平的达成,完成项目学习目标。
2.学业目标
(1)能够了解大数据的概念;
(2)能够理解大数据的特征;
(3)能够了解大数据对日常生活的影响;
(4)能够明晰传统数据与大数据的区别;
(5)能够明确数据应用项目的需求,能制定数据采集的需求清单;
(6)能够了解数据采集的方法和工具;
(7)能够掌握数据的存储方式;
(8)能够理解对数据保护的意义;
(9)能够了解数据预处理及分析;
(10)能够体验多种数据分析技术;
(11)能够掌握选用恰当的工具处理数据;
(12)能够掌握总结和归纳数据分析的方法和步骤;
(13)能够了解数据可视化的两种类型;
(14)能够学会选用恰当的工具可视化表达数据,揭示数据反映的本质问题,提升数据分析的效率;
(15)能够撰写数据分析报告。
²重点:
(1)了解数据采集的方法和工具;
(2)了解数据预处理及分析;
(3)体验多种数据分析技术;
(4)选用恰当的工具可视化表达数据,揭示数据反映的本质问题,提升数据分析的效
率。
²难点:
(1)体验多种数据分析技术;
(2)选用恰当的工具可视化表达数据,揭示数据反映的本质问题,提升数据分析的效
率。
三、学情分析
学生在第四章已经体验了利用程序去解决问题。
了解了python程序设计语言的基础知识,掌握了程序的顺序结构、选择结构和循环结构,学会了使用程序设计语言实现简单算法,体验了程序设计基本流程,掌握了程序调试与运行的方法。
四、教学方法和策略
创设数据处理和可视化表达的活动情境,组织学生在解决问题的过程中探究数据采集、数据分析和数据可视化表达的方法,通过小组学习选用恰当的软件工具或平台处理数据,完成分析报告发展学生的计算思维,提升学生的数字化学习与创新能力。
五、资源列表
资源名称
清单及描述
形式(类型)
来源
课件
第五章数据处理和可视化表达
(课件)
演示文稿
教师制作
5-1认识大数据
5-2采集上网行为管理系统数据
5-3-1第三方库模块安装与使用
微课 微课视频
教师制作
5-3-2Xampp搭建本地服务器
5-3-3爬虫程序采集网络数据
5-4数据的存储和保护
5-5-1创建MySQL数据库
5-5-2特征探索程序介绍
5-6聚类分析程序介绍
5-7数据分类程序介绍
5-8关联分析程序介绍
5-9词云图程序介绍
Xampp
软件工具
软件
互联网
Pycharm
六、学习活动流程
七、学习活动设计
项目主题
网络购物平台客户行为数据分析和可视化表达项目背景
随着移动互联网和物联网的飞速发展,人类社会产生的数据以惊
人的速度增长。
海量的数据几乎包含一切形式的结构化,半结构化以
及非结构化的数据,如网络日志、音频、视频、图片、地理位置信息
大儒诚信教育资源
范例学习
等。
如何高效地对这些数据进行采集、存储、处理,并从中发掘到有价值的信息,是数据分析处理需要解决的问题。
项目目标
通过项目的完成,认识大数据及其特征,认识大数据对人们日常生活的影响,了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法;学会选用恰当的软件工具或平台处理数据,完成分析报告;理解对数据进行保护的意义,从而实现项目学习的目标。
工具和方法
利用思维导图工具和“头脑风暴”的方法组建团队、明确任务;采用Python语言和数据分析方法等,实施探究。
实施过程
(1)明确项目问题
(2)规划设计:
制订项目学习的学习规划
(3)探究活动:
通过探究活动了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法;学会选用恰当的软件工具或平台处理数据,完成分析报告。
(4)作品制作:
“网络购物平台客户行为数据分析和可视化表达”可视化报告
(5)成果交流
(6)活动评价成果
“网络购物平台客户行为数据分析和可视化表达”可视化报告
项目选题
教师活动
提供更多的选题,并参与到小组的选题讨论中。
学生活动
根据教材选题、教师提供的附加选题或自拟,小组头脑风暴后确
定项目选题,以小组为单位,填写《项目学习活动记录表》“项目选题”栏目。
大儒诚信教育资源
大儒诚信教育资源
项目规划
教师活动
强调项目目标及学习目标,引导学生分析项目问题,指导小组完成项目规划,组织开展方案交流。
学生活动
小组依照项目范例,结合本组选题,制订本组项目规划方案,填写《项目学习活动记录表》“项目规划”栏目。
活动探究项目实施
活动1:
认识大数据。
通过查找资料、学习和交流,了解大数据的概念,理解大数据的特征,明晰传统数据与大数据的区别,知道大数据对日常生活的影响。
教师活动
在日常工作、生活和学习等活动中,人们的一举一动基本上都可以数字化,为此产生了大量数据,这些数据对我们有什么作用与影响呢?
通过提供认识大数据的微课,引导学生了解大数据及其特征、了解大数据对日常生活的影响、能区分传统数据与大数据。
学生活动
通过学习和交流,借助学习资源,了解大数据及其特征,了解大数据对日常生活的影响,能区分出传统数据与大数据,填写《项目学习活动记录表》“探究活动项目实施”栏目中的“活动1”的内容。
活动2:
确定项目数据需求。
通过查找资料,学习和交流,了解数据采集的基本方法和常用工具。
根据选定的项目主题,确定项目的数据需求,列出数据采集清单和内容大纲,
教师活动
提供采集上网行为管理系统数据基本操作指引(或微课)。
引导学生了解数据采集的基本方法和常用工具;以项目范例为例,引导学生对项目问题进行抽象与建模,确定项目需要利用爬虫程序从淘宝网-实惠热卖-零食类别中采集一份包括商品名称、店铺名称、商品价格、商品销量的数据(taobao.xls);需要利用爬虫程序从淘宝网-实惠热卖-零食类别中采集一份包括商品价格、商品销量、商品评论的数据
(sale_sample.csv);需要从店铺后台或手工采集一份店铺销售订单
大儒诚信教育资源
数据(orders.xls,包括每个订单卖出商品的名称),为本项目的数据采集具体实施做好准备。
学生活动
通过学习和交流,借助学习资源,了解系统日志采集法及其它数据采集法,并对小组项目问题进行抽象与建模,小组结合本组选题,分析和确定本组项目的数据内容需求、数据来源、采集方法和工具以及数据保存形式,填写《项目学习活动记录表》“探究活动项目实施”栏目中的“活动2”的内容。
活动3:
采集数据。
通过学习、交流、探究和实践,结合本小组选
题,了解Python第三方库的安装及使用,了解搭建本地服务器,体验爬虫程序,使用爬虫程序采集网络数据。
教师活动
提供项目范例中的Python程序代码,提供有关第三方库模块安装与使用、Xampp搭建本地服务器、爬虫程序采集网络数据的基本操作指引(或微课)。
指导学生安装Python第三方库、运行正弦函数程序了解第三方库的使用方法;指导学生安装、运行Xampp,启动本地web服务;指导学生安装chrome浏览器、体验采集本地WEB服务器数据;使用爬虫程序从淘宝网-实惠热卖-零食类别中采集一份包括商品标
题、店铺名称、商品价格、商品销量的数据,保存文件为
taobao.xls,为本项目的数据分析做好准备。
学生
- 配套讲稿:
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