6.2 POI数据的组织与应用-教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 6.2 POI数据的组织与应用-教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 543.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版（2019） | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2024-04-29 21:01:38 | ||
图片预览
文档简介
教学设计
课程基本信息
课题 POI数据的组织与应用
教学目标
1.课标内容要求 1.2 通过列举实例，认识到数据作为新的、生产资料和基础设施的价值与意义。 1.3 结合生活实际，理解数据结构的概念，认识数据结构在解决问题过程中的重要作用。 2.核心素养指向 有目的的获取信息并分享（信息意识） 用数据结构表达数据的逻辑关系（计算思维） 运用数字化工具建构知识（数字化学习与创新） 分析数据与社会各领域间的关系；对信息技术创新产生的新观念和新事物，有积极的学习态度（信息社会责任） 3.教学目标 熟悉POI数据的特点与应用。 了解空间索引技术，熟悉POI数据典型的数据组织与处理方式，初步分析POI数据处理过程中的算法效率。 理解数据结构与算法的迭代性。
教学内容
教学重点： 1. 了解POI数据的特点与应用
2. 熟悉POI数据的组织与处理 教学难点： 了解空间索引技术，简单分析POI数据处理过程中的算法
教学过程
环节 过程 设计意图
模拟选 址 归纳要 素 任务一：商铺选址 情境：越来越多的年轻人将梦想“种”在家乡… 学生使用在线地图软件，填写商铺选址信息， 学生完善POI要素并将POI发送给教师，教师汇总表格后在“QGIS”地图软件中绘制POI数据图层 讲解POI数据的概念与要素。学生讨论谈论POI数据的作用。 学生通过导航软件去搜索，让学生在不同平台下搜索数据，进行讨论与思维碰撞。教师汇总、归纳POI的基本要素。学生有目的的搜集信息并分享，培养学生信息意识。让学生体验POI数据的真实产生过程，直观观察POI数据，为后续大规模POI数据的组织与处理提供生成性材料。 举例说明POI的其他用途，认识到数据作为新的、生产资料和基础设施的价值与意义，并呼应后续项目挑战课时。
上机实 践 体会局 限 任务二：体验“搜周边” 在自己选择的商铺所在位置，体验在线地图“搜周边”功能，搜索同类店铺，并回答下列问题。 教师通过查找POI数据中附件同类竞争的商铺，结合在线地图“搜周边功能”，探索通过经纬度搜索100m以内的数据。 学生体验枚举1w条POI数据，并模拟完成5w、20w条POI数据上机实验，完成实验报告。 在地图上查找学生周边同类商铺，以常见而真实的任务引导学生将注意力放在基于经纬度的检索上。枚举检索需要计算目标点与全范围内所有的数据。 在体验20w的POI数据之后，学生顺其自然的需要思考如何在空间索引中提升效率，减少索引等待的时间。
破陈出 新 空间索 引 1.空间索引——网格索引 教师以离你家最近的同学为例，探索将POI数据按网格划分，初步了解空间索引及其数据存储结构。 教师以小艾书店附近的POI数据为例，介绍网格空间索引的数据组织与表示。 学生思考网格索引存储的数据结构。 学生体验网格索引的python实现，并完成程序体验报告。师生探讨算法的效率与优缺点。 2.空间索引——Geohash编码 教师从网格空间索引的缺点，引出Geohash编码。介绍Geohash编码的算法，并分析算法的效率。Geohash算法将二维的空间经纬度编码成一个字符串。可以用传统数据库进行存储与高效索引。 学生思考生活常识，教师从常识中抽象出一般方法，并介绍新知。 学生在教师讲解后进行上机时间，以运行时间，直观的体会空间检索算法及其数据结构带来的检索优势，并分析其算法效率，启发学生进一步的探索空间索引技术。 从空间索引的不足之处引出Geohash算法，介绍基于四叉树的Geohash算法的实现过程并分析其优劣势。 空间索引的迭代是核心素养：用数据结构表达数据的逻辑关系；用迭代思维看待数据结构与算法的核心载体。学生在此过程中体会了从特殊到一般，再到优化的思维过程。
小结 教师回顾本节课核心知识，并总结本节课的核心概念。 回顾本节所学的内容，总结POI数据处理对理解数据结构迭代更新的启示。
教学设计思路
本单元作为“数据与数据结构”的升华之作，既综合应用了本书所学的数据结构内容，也包含了大量的新技术、新思想。为了突破本节课所带来的大量专业技术的负担，帮助学生开拓眼界，设计时候考虑了以下几个方面： 找准定位 POI数据的组织与处理课时的目的是让学生了解新的技术，拓展视野，为以后的深入学习提供指引。但本节课内容很多是超出了学生现有的知识水平。所以在设计课程的时候需要教师定位好课程目标，拨开知识的层层迷雾，锚定学生的最近发展区，选出最能达到理解意义，但又相对来说比较简单，且符合学生旧有知识的水平的内容帮助学生理解本课大概念。 重视体验 不同的学生对在线地图的熟悉程度不同，对在线地图有不同的认知。所以在课堂的情境设置了商铺选址，并让学生体验在线地图的使用，让学生对其有一个直观的认识。 本节课需要学习的重点不是算法实现，而是创新、改造数据结构与算法带来的效率提升。既然如此，本课没有过多程序设计，而是安排学生在地图选址、“搜周边”、枚举索引、网格索引环节都进行实际操作，完成实验报告。 理解迭代 课程进入到最后一章、最后一节，意义并不在于让学生多学一种数据结构，也不是多学一种算法。其意义是学生能理解拓展视野，并理解数据结构与算法的迭代性。没有最好的数据结构，只有根据实际情境不断创新与迭代的数据结构。所以在课时中安排了算法效率与不足之处的分析，并根据不足迭代出新的方法与技术。
对核心素养的考虑
本节课可以融入以下核心素养，其落实方法如下： 信息意识 有目的的获取信息，乐于分享。通过商铺选址，并提供信息给运营商，有意识地通过数字化工具获取信息，并分享信息给其他同学。 计算思维 用数据结构表达数据的逻辑关系。本书的前序章节，学生学习了数据的组织与表达，如数组、链表、树等。本节课学生将体会结合实际问题，创造性地使用数据结构与算法。课程难度较大，需要老师遴选出最合适地内容并做出必要地简化设计来帮助学生理解。 数字化学习与创新 运用数字化工具建构知识。运用在线地图、开源QGIS软件以及Jupyter等数字化工具帮助学生理解POI数据的概念与组织。 信息社会责任 学生能够初步分析数据与社会各个领域的关系。体会到数据、技术与社会之间的密切联系。对信息技术创新所产生的新事物保持积极的学习态度。
课程基本信息
课题 POI数据的组织与应用
教学目标
1.课标内容要求 1.2 通过列举实例，认识到数据作为新的、生产资料和基础设施的价值与意义。 1.3 结合生活实际，理解数据结构的概念，认识数据结构在解决问题过程中的重要作用。 2.核心素养指向 有目的的获取信息并分享（信息意识） 用数据结构表达数据的逻辑关系（计算思维） 运用数字化工具建构知识（数字化学习与创新） 分析数据与社会各领域间的关系；对信息技术创新产生的新观念和新事物，有积极的学习态度（信息社会责任） 3.教学目标 熟悉POI数据的特点与应用。 了解空间索引技术，熟悉POI数据典型的数据组织与处理方式，初步分析POI数据处理过程中的算法效率。 理解数据结构与算法的迭代性。
教学内容
教学重点： 1. 了解POI数据的特点与应用
2. 熟悉POI数据的组织与处理 教学难点： 了解空间索引技术，简单分析POI数据处理过程中的算法
教学过程
环节 过程 设计意图
模拟选 址 归纳要 素 任务一：商铺选址 情境：越来越多的年轻人将梦想“种”在家乡… 学生使用在线地图软件，填写商铺选址信息， 学生完善POI要素并将POI发送给教师，教师汇总表格后在“QGIS”地图软件中绘制POI数据图层 讲解POI数据的概念与要素。学生讨论谈论POI数据的作用。 学生通过导航软件去搜索，让学生在不同平台下搜索数据，进行讨论与思维碰撞。教师汇总、归纳POI的基本要素。学生有目的的搜集信息并分享，培养学生信息意识。让学生体验POI数据的真实产生过程，直观观察POI数据，为后续大规模POI数据的组织与处理提供生成性材料。 举例说明POI的其他用途，认识到数据作为新的、生产资料和基础设施的价值与意义，并呼应后续项目挑战课时。
上机实 践 体会局 限 任务二：体验“搜周边” 在自己选择的商铺所在位置，体验在线地图“搜周边”功能，搜索同类店铺，并回答下列问题。 教师通过查找POI数据中附件同类竞争的商铺，结合在线地图“搜周边功能”，探索通过经纬度搜索100m以内的数据。 学生体验枚举1w条POI数据，并模拟完成5w、20w条POI数据上机实验，完成实验报告。 在地图上查找学生周边同类商铺，以常见而真实的任务引导学生将注意力放在基于经纬度的检索上。枚举检索需要计算目标点与全范围内所有的数据。 在体验20w的POI数据之后，学生顺其自然的需要思考如何在空间索引中提升效率，减少索引等待的时间。
破陈出 新 空间索 引 1.空间索引——网格索引 教师以离你家最近的同学为例，探索将POI数据按网格划分，初步了解空间索引及其数据存储结构。 教师以小艾书店附近的POI数据为例，介绍网格空间索引的数据组织与表示。 学生思考网格索引存储的数据结构。 学生体验网格索引的python实现，并完成程序体验报告。师生探讨算法的效率与优缺点。 2.空间索引——Geohash编码 教师从网格空间索引的缺点，引出Geohash编码。介绍Geohash编码的算法，并分析算法的效率。Geohash算法将二维的空间经纬度编码成一个字符串。可以用传统数据库进行存储与高效索引。 学生思考生活常识，教师从常识中抽象出一般方法，并介绍新知。 学生在教师讲解后进行上机时间，以运行时间，直观的体会空间检索算法及其数据结构带来的检索优势，并分析其算法效率，启发学生进一步的探索空间索引技术。 从空间索引的不足之处引出Geohash算法，介绍基于四叉树的Geohash算法的实现过程并分析其优劣势。 空间索引的迭代是核心素养：用数据结构表达数据的逻辑关系；用迭代思维看待数据结构与算法的核心载体。学生在此过程中体会了从特殊到一般，再到优化的思维过程。
小结 教师回顾本节课核心知识，并总结本节课的核心概念。 回顾本节所学的内容，总结POI数据处理对理解数据结构迭代更新的启示。
教学设计思路
本单元作为“数据与数据结构”的升华之作，既综合应用了本书所学的数据结构内容，也包含了大量的新技术、新思想。为了突破本节课所带来的大量专业技术的负担，帮助学生开拓眼界，设计时候考虑了以下几个方面： 找准定位 POI数据的组织与处理课时的目的是让学生了解新的技术，拓展视野，为以后的深入学习提供指引。但本节课内容很多是超出了学生现有的知识水平。所以在设计课程的时候需要教师定位好课程目标，拨开知识的层层迷雾，锚定学生的最近发展区，选出最能达到理解意义，但又相对来说比较简单，且符合学生旧有知识的水平的内容帮助学生理解本课大概念。 重视体验 不同的学生对在线地图的熟悉程度不同，对在线地图有不同的认知。所以在课堂的情境设置了商铺选址，并让学生体验在线地图的使用，让学生对其有一个直观的认识。 本节课需要学习的重点不是算法实现，而是创新、改造数据结构与算法带来的效率提升。既然如此，本课没有过多程序设计，而是安排学生在地图选址、“搜周边”、枚举索引、网格索引环节都进行实际操作，完成实验报告。 理解迭代 课程进入到最后一章、最后一节，意义并不在于让学生多学一种数据结构，也不是多学一种算法。其意义是学生能理解拓展视野，并理解数据结构与算法的迭代性。没有最好的数据结构，只有根据实际情境不断创新与迭代的数据结构。所以在课时中安排了算法效率与不足之处的分析，并根据不足迭代出新的方法与技术。
对核心素养的考虑
本节课可以融入以下核心素养，其落实方法如下： 信息意识 有目的的获取信息，乐于分享。通过商铺选址，并提供信息给运营商，有意识地通过数字化工具获取信息，并分享信息给其他同学。 计算思维 用数据结构表达数据的逻辑关系。本书的前序章节，学生学习了数据的组织与表达，如数组、链表、树等。本节课学生将体会结合实际问题，创造性地使用数据结构与算法。课程难度较大，需要老师遴选出最合适地内容并做出必要地简化设计来帮助学生理解。 数字化学习与创新 运用数字化工具建构知识。运用在线地图、开源QGIS软件以及Jupyter等数字化工具帮助学生理解POI数据的概念与组织。 信息社会责任 学生能够初步分析数据与社会各个领域的关系。体会到数据、技术与社会之间的密切联系。对信息技术创新所产生的新事物保持积极的学习态度。