2021—2022学年粤教版（2019）信息技术必修一 数据与计算 2.1 知识与智慧 教案

第二章 知识与数字化学习
2.1 知识与智慧
一、项目简介
项目主题 运用数字化工具探究学科知识
项目背景 高中生热爱网络，喜欢互联网带给学习和生活的便利。除了课堂上的学习外，他们还利用一些资源和工具，展开个性化学习。很多同学在英语、语文、科学实验上面能够利用一些工具进行自主学习和探索，在探索的过程中，同学们能够真实的感知学习的过程，数据、信息、知识与智慧的内涵，体会其转换的过程，从而提升在数据、信息加工、知识获取方面的能力。
教学资源 PPT课件《2.1 知识与智慧》、教学设计、试题 mp4视频《2.1 知识与智慧》
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》第二章第一节 课时安排 1课时，线下活动不计
教学环境 计算机网络机房、投影仪、数字化学习工具
二、课程标准及目标分析
（一）课程标准及教材分析
1. 本节课对应课标的内容要求
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，认识到数据对人们日常生活的影响。
2. 本章本节的地位和作用
本章是教科书《数据与计算》的第二章，将带学生学习“知识与数字化学习”的教学内容，也是学习其他章节与模块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，让学生理解数据、信息、知识与智慧的相互关系，认识到数据对人们日常生活的影响。
本节课通过“运用数字化工具探究学科知识”项目范例，让学生借助数字化学习环境，体验数字化学习与创新活动过程，通过整合其他学科的学习任务，利用线下学习，课上评估的方式，让学生理解数据、信息、知识与智慧的转化过程，感知数字化学习工具在信息加工的过程中所展现出来的独特魅力。
（二）目标分析
1. 项目目标
本节通过“运用数字化工具探究学科知识”项目，组织学生进行自主、协作、探究学习，让学生体验数字化学习过程，能够描述数据、信息与知识的相互关系，感受利用数字化工具和资源的优势，从而将知识建构、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）能够理解数据、信息与知识的关系；
（2）能够利用一定的工具，进行知识的探究；
（3）能够在团队中扮演好相应的角色；
（4）能够评估数字化学习资源和工具的特点，选择合适的工具，完成任务；
（5）能够理解数字化学习资源和工具，在知识转化过程中所发挥的作用。
重点：
（1）理解数据、信息与知识的关系；
难点：
（1）理解数据、信息、知识与智慧逐层转化的关系
三、学情分析
学生在第一章中对数据、信息的概念和特性有足够的了解，对计算机与人之间的交互过程有了初步的认识，从理性上认识了计算机与人信息沟通的基础。但学生对于计算机作为学习工具、学习伙伴，在提高人的信息加工效率，提升人的认知能力上的认识还不足，在意识形态和运用能力上还有很大的提升空间。
四、教学方法和策略
通过组织同学进行课下的项目活动，在小组协作中开展项目学习，将知识探究的过程融入到项目实践的各个环节当中，让学生学会评估、反思，学会寻找、利用数字化学习工具。
五、项目活动流程
六、教学活动设计
项目主题 运用数字化工具探究学科知识
教学引导问题设计 问题 目的 重点、难点、关键点
如何形成团队？ 了解几个关于团队建设的重要问题 异质组合、目标取向
“头脑风暴如何进行” 从工具应用和思维方式上解决问题 研究头脑风暴的方法和工具
你从哪里找到适合研究相关学科的工具 了解工具的寻找，需要群体和网络的共同智慧 需要进行多次测试。
数据、信息、知识与智慧如何转换 了解知识的几个层次 结合实例，说明逐层转化的关系，利用项目活动理解数字化学习工具在促成知识层级转换中的作用。
教学过程设计 [说明]学生在课下完成项目活动的探究，课上老师重点评估项目活动的关键问题，新课授课时间1课时。 一、引入新课 1．最好的时代，最坏的时代，吸引同学关注数字化时代的学习。。 2．利用游泳比拟：说明在信息的海洋中生存的方式 3. 学生展示项目报告 二、教学内容 1．项目活动的过程？ 设问：小组团队的建设要注意什么？ 学生讨论，老师点评 2．“头脑风暴”的思维方式和可利用的工具是什么？ 通过小组的分析展示，让学生回答利用什么工具，老师提示可用思维导图记录和整理。 3.同学们都应用了什么方法去查找、选择和评价探究工具？ 结合小组分享的过程，对每个项目进行评估，调动学生积极性对各项目评估。 4．当面对一个未知的问题，采取的方法是什么？ 设置情景：对王阳明、爱迪生、疫苗研发的相关的故事进行展开。 重点提醒。 5.进行一场探究活动案例 活动：带领学生利用虚拟实验室及python工具，探究欧姆定律 实验1：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。 （1）收集实验数据 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。 所得到实验数据如表2-2所示。 （2）分析数据，建立模型 运用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Python绘制散点图程序（程序如图中所示）中，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。 ③实验验证模型 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，于是按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 ： 经过推理和实验验证，电流 I 与电阻 R 反比例关系成立，即。 6.知识探究的路径如何？ 举例说明知识转化的过程 7.数据、信息、知识与智慧在这个探究活动中是如何转化的？ 教师通过金字塔模型阐述四者之间的关系，举例说明并解析他们的区别 8．通过现实世界的真实事件，引导学生进行思考，在数据、信息、知识与智慧的转化中我们的学习遇到了什么问题？ 思考，我们在数字化学习时代应该如何学习，学什么？


七、结语
本节通过“运用数字化工具探究学科知识”项目，进行自主、协作、探究学习，让同学们体验数字化学习过程，理解数据、信息与知识的相互关系，感受利用数字化工具和资源的优势，从而将知识建构、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，促进信息技术学科核心素养达成，完成项目学习目标。