2020-2021学年高中信息技术粤教版（2019）必修1 2.1 知识与智慧 教案

2.1 知识与智慧
[教学目标]
1、理解知识与智慧的概念；
2、能够举例说明生活中应用知识解决问题的案例；培养学生分析问题、解决问题的能力；
3、掌握数据、信息、知识与智慧之间的关系；
4、激发学生科技创新意识。
[教学重难点]
重点：知识与智慧的概念；理解数据、信息、知识与智慧的相互关系。
难点：在对数据、信息进行综合处理的基础上，掌握数字化学习的方法。
[教学方法]
讲授法、任务驱动法，小组合作法，自主探究法。
[教学环境]
网络机房
[教学过程设计]
一、创设情境，激趣导入
首先通过多媒体广播呈现问题：同学们，生活中，我们常听到这样的话“知识改变命运”、“知识就是力量”，人们把读书人叫“知识分子”，也见过许多关于知识的名言名句，大家有没有想过，到底什么是知识？我们每天在学校读书学习，学的是什么呢？那么我们所学的知识是怎么被发现的？引入本节课的内容——知识与智慧。
二、探究欧姆定律实验
探究活动一：欧姆定律实验内容
（一）实验内容
运用数字化工具探究数理知识的实验内容：探究电流与电压、电阻的关系。
（二）实验步骤
运用数字化工具探究数理知识的实验步骤包括：
（1）收集实验数据。
（2）分析数据，建立模型。
（3）实验验证模型。
（4）利用数字化工具进行数学实验。
（三）实验工具与方法
利用思维导图工具和“头脑风暴”的方法组建团队、明确任务；
采用结构化的系统分析方法，使用可视化分析工具，实施探究。
（四）实施实验过程
欧姆在研究电流与电压、电阻关系的实验利用了控制变量法，即保持电压不变，探究电流和电阻的关系；或保持电阻不变，探究电流和电压的关系。我们运用Python工具，利用控制变量法采集实验数据，研究当导体电压保持不变时，通过导体的电流随导体电阻变化的规律。
三、运用数字化工具探究欧姆定律，体验知识发现的有效途径
通过探究欧姆定律实验活动来体验知识发现的过程，理解什么是知识？什么是智慧？
知识发现的有效路径：做实验、从实验中获取观察数据、对数据进行分析处理、通过推理建立一定的数学模型、实验验证模型、最后形成知识、并应用知识解决实际问题”。
1.做实验（借助数字化工具：nobook 虚拟实验室）
（1）连接电路图如右图所示。连接电路时注意：接线时开关要断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片要滑到最大阻值处。
（2）把电阻 R1（记下阻值）接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数U=3 V，记录电流表示数 I1。
（3）把电阻 R1 换成电阻 R2（记下阻值），再次移动滑动变阻器的滑片使电压表示数U=3 V，记录电流表示数 I2。
（4）如此类推，把电阻 R9 换成电阻 R10，再次移动滑片使电压表示数U=3 V，记录电流表示数 I10。
2.收集实验数据
实验室所得到观察数据如表2-2所示。
电阻R 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
电流I 586 291 198 143 101 98 72 68 59 55
↖ 数据
3.分析数据
运用Excel图表工具和Python工具处理数据，绘制图像。
（1）绘制散点图。把表2-2中的数据输入Excel表格中，尝试用图表工具绘制电流 I 与电阻 R 关系数据散点图和曲线图。用Python散点图程序绘制图形，执行程序后得到如下图所示的电流 I 与电阻 R 关系数据散点图。
（2）在“绘制散点图”程序中加上指令“plt.plot（x0,y0）”，执行程序后，得到如下图所示的电流 I 与电阻 R 关系数据曲线图。
↖ 信息
4.推理建立模型
观察电流 I 与电阻 R 关系数据曲线图后，猜想电流 I 与电阻 R 的关系是反比例关系，建立数学模型即I=U/R。
5.实验验证模型
按I=U/R的关系对数据作曲线拟合。利用曲线拟合程序，执行后得到如下图所示的电流I与电阻R关系数据曲线拟合图。其中，U=2905.67607341 mV与电压表的示数基本吻合， 即 ：I=2905.06/R
6.实验验证模型
经过推理和实验验证，电流 I 与电阻 R 反比例关系成立，即。
↖ 知识
7.应用知识解决实际问题
电子秤、握力计、家庭电路……
↖ 智慧
四、知识与智慧的定义
探究活动二：通过对欧姆定律的探究活动，总结知识与智慧的含义
问题引领：请同学们相互讨论一下，什么是知识？你能列举出哪些独特的知识来和大家分享。并思考什么是智慧，知识是否等于智慧，知识和智慧之间有什么联系？
知识是人们运用大脑对获取或积累的信息进行系统化地提炼、研究和分析的结果，能够精确地反映事物的本质。它来源于实践，经过加工提炼，又高于实践。知识由概念、事实、规则三个基本要素组成，它不仅可以反映个别事物运动状态及其具体的变化方式，更可以反映一类事物运动状态及其共同变化规律。
智慧是达到预定目标，所具有获取、选择、应用知识解决问题的实践创新能力。数据是现实世界客观事物的符号记录；知识是人们运用大脑对获取或积累的信息进行系统化地提炼、研究和分析的结果，能够精确地反映事物的本质；智慧是应用知识解决问题的实践创新能力。
五、数据、信息、知识和智慧之间的联系
问题引领：通过之前的学习，在你的眼中，数据、信息、知识、智慧究竟有着怎样的关系？
(
达到预定目标而运用知识解决问题的创新思维能力
) (
生成知识
启迪智慧
)
(
内化
)
(
对获取或积累的信息进行系统化地提炼、研究和分析的结果
)
(
转化
)
(
处理
)
(
具有意义的数据
)
(
客观事物的符号记录
)
六、课堂练习
1．以下关于知识和智慧的关系描述正确的是（）
A．知识是固有不变的，需要我们不断的学习
B．人类的智慧是生命的体征结构，不需要积累
C．知识是信息的前提和基础，智慧是知识的抽象与升华
D．智慧是为了达到预定目标而运用知识解决问题的创新思维能力。
2．以下关于知识的说法正确的是（ ）
A．数据就是知识。
B．知识等价于信息。
C．知识就是智慧。
D．知识是人们运用大脑对所获取或积累的信息进行的提炼、研究和分析的结果，能够精确的反应事物的本质。
3．以下关于数据、信息、知识与智慧的理解，正确的是（ ）
A．数据是发展的事物现象的符号记录
B．信息就是知识
C．数据就是信信息，不用经过加工、处理的有意义的信息
D．知识是人们运用大脑对所获取或积累的信息进行的提炼、研究和分析的结果，能够精确的反应事物的本质
4．“珠穆朗玛峰（简称'珠峰’）是喜马拉雅山脉的主峰，也是世界海拔最高的山峰，位于中国与尼泊尔的 边境线上。珠峰的高度，尼泊尔等国采用的雪盖高（总高）是8848米，与中国测绘工作者于1975年测量的值一致； 中国采用的是2005年中国国家测绘局测量的岩面高（裸高，即地质高度）约为8844米，作为中国统一采用的标准 数据一直沿用至今。”结合上述事例，下列对于数据、信息、知识的描述，正确的是（ ）
A．若在纸上单独书写“8844”这几个数字，它就已经被赋予了一定的意义
B．当人们看到海拔8000多米的高度时，会联想到缺氧、寒冷等词汇，这是知识的体现
C．“珠峰峰顶海拔过高，不宜人类居住。”这体现了人类的智慧
D．不同国籍的人引用珠峰高度时可能会采用不同的数据，这体现了信息的真伪性
5．在教科书中利用Python探究电流和电压、电阻的关系实验里，下列说法错误的是（ ）。
A．实验中的“5，10，15，586，291，198……”等数字表示的是一系列数据
B．实验中的U=2905.67607341mV表示的是一个具体信息
C．通过实验，我们验证了I=U/R这一知识
D．经过实验验证，我们得出电流I与电阻R成反比例关系，这是智慧
七、课堂总结
八、板书设计
教学反思
本节通过“运用数字化工具探究欧姆定律知识”项目，进行自主、协作、探究学习，让学生利用数字化学习工具进行个性化学习，不仅可以开阔视野、开发思维、启迪智慧，而且可以直观地感受知识形成的过程，提高学习效率。