第1章数据与数据科学1.1从数据到数据科学 教案(表格式)-高中教学同步《信息技术数据管理与分析》(人教-中图版2019)

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名称 第1章数据与数据科学1.1从数据到数据科学 教案(表格式)-高中教学同步《信息技术数据管理与分析》(人教-中图版2019)
格式 docx
文件大小 28.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教中图版(2019)
科目 信息技术(信息科技)
更新时间 2024-07-20 21:52:12

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文档简介

《信息技术-数据管理与分析》教案
课 题 第1章数据与数据科学1.1从数据到数据科学 课 型 班课 课 时 1
授课班级 高一1班
学习目标 1.1.1 数据及其价值 理解数据的定义和重要性:学生能够描述数据在现代社会中的角色,理解数据是如何成为信息的载体,以及如何通过计算机科学进行识别、存储和加工。 认识数据的实际应用:通过具体例子(如电话数据改进通话网络、公共交通数据优化公交网络等),学生能够认识到个人和社会如何从数据中获得价值。 掌握数据、信息、知识与智慧的层次关系:学生能够根据DIKW金字塔模型,解释数据如何转化为信息、知识,最终达到智慧的应用。 分析数据的价值实现过程:学生能够讨论如何通过有效的数据分析和管理提升数据的价值,并在实际生活中应用这一过程。 1.1.2 大数据及其应用价值 定义和内涵的理解:学生能够从不同学科的角度(计算科学与技术、统计学、机器学习)理解大数据的定义和内涵。 认识大数据的主要特征:学生能够识别并解释大数据的四大特征:巨量性、多样性、迅变性、价值性,并通过实例加深对这些特征的理解。 探讨大数据的应用价值:学生能够讨论大数据在不同领域(商业、产业、科研、社会)中的应用价值,并理解这些应用对社会发展的推动作用。 了解大数据的来源:学生能够概述大数据的主要来源,包括传统数据库、互联网数据和物联网数据,并理解这些来源对大数据应用的贡献。 1.1.3 数据科学 认识数据科学的兴起背景:学生能够描述新技术(如云计算、物联网)如何促进大数据时代的到来,并成为数据科学发展的必要条件。 理解数据科学的内涵:学生能够根据德鲁·康威的维恩图和朝乐门博士的定义,解释数据科学作为一门交叉型新兴学科的定位和研究内容。 探索数据科学的研究方向:学生能够概述数据科学研究的两个主要层面——用数据的方法研究科学和用科学的方法研究数据,并理解这两个方向的重要性和应用前景。 分析数据科学的核心活动:学生能够详细讨论数据科学中的五项核心活动:数据加工、数据计算、数据管理、数据分析、数据产品开发,并了解这些活动如何共同推动数据科学的发展。
学习重难点 教学重点 数据的定义和重要性:强调数据在现代社会中的角色,作为信息载体和计算机识别、存储、加工的对象。 数据的实际应用价值:通过实例(如电话数据改进通话网络等),展示如何从数据中获取价值。 数据、信息、知识与智慧的关系:解释DIKW金字塔模型,阐明从数据到智慧的转化过程。 大数据的特征和应用价值:详细讨论大数据的巨量性、多样性、迅变性、价值性,并分析其在商业、产业、科研和社会中的应用。 数据科学的兴起和内涵:介绍数据科学的历史背景、学科定位以及跨学科的研究内容和方法。 教学难点 理解数据的价值实现过程:学生需要理解如何通过有效的数据分析和管理提升数据的价值,并将其应用于实际生活和决策中。 深入分析大数据的特征及其技术挑战:巨量性和多样性带来的数据处理难题,以及如何从海量数据中提取有价值的信息。 掌握数据科学交叉学科的特性:数据科学涉及计算机科学、统计学、机器学习等多个领域,学生需要理解这些领域的相互作用和融合。 应用数据科学理论与方法解决实际问题:将理论知识应用于具体的数据分析、管理、计算和产品开发中,特别是在数据密集型科学中的运用。
教学方法 讲授法:通过教师的讲解来传授数据及其价值、大数据的特征和应用价值以及数据科学的内涵和研究内容等理论知识。这种方法有助于系统地介绍概念和理论框架。 案例分析法:利用具体的实例(如电话数据改进通话网络、公共交通数据优化公交网络等)来展示数据的应用价值,帮助学生理解数据如何转化为信息、知识乃至智慧。 图表展示法:使用DIKW金字塔模型图和数据科学维恩图等视觉辅助工具来阐明复杂的概念,如数据到智慧的转化过程和数据科学的学科定位。 讨论与互动法:鼓励学生参与讨论,例如探讨大数据在不同领域的应用价值,以培养学生的批判性思维和实际应用能力。 归纳总结法:在课程的不同部分,教师对关键概念和知识点进行归纳总结,确保学生能够把握核心内容并形成完整的知识体系
课前准备 教学材料和资源:收集并整理与数据及其价值、大数据特征和应用价值、数据科学兴起和发展相关的资料,包括定义、理论框架、案例研究等。 课件制作:设计并制作包含图表、图像和关键点的PPT或其他形式的视觉辅助材料,例如DIKW金字塔模型和数据科学的维恩图,以帮助学生更好地理解复杂概念。 案例选择:筛选具体的实例(如电话数据改进通话网络、公共交通数据优化公交网络等),用于在课堂上讨论,以便展示数据如何转化为信息、知识乃至智慧。 互动环节设计:规划课堂讨论和互动环节,如小组讨论或思考题,以促进学生深入理解课程内容,并培养批判性思维能力。 技术设备检查:确保所有必要的技术设备(如投影仪、电脑、音响系统等)均处于良好状态,以避免课堂上的技术问题。 预习指导:为学生提供预习材料或指导问题,确保他们对即将学习的主题有基本的了解和准备。 评估工具准备:准备课后评估工具,如测验、作业或项目,以衡量学生对课程内容的掌握情况。 参考资料更新:查阅最新的研究和行业动态,确保教学内容贴近当前的技术发展和市场需求。
教学媒体 图表展示:通过DIKW金字塔模型图和数据科学维恩图等视觉辅助工具来阐明复杂的概念,如数据到智慧的转化过程和数据科学的学科定位。 案例分析:利用具体实例(如电话数据改进通话网络、公共交通数据优化公交网络等)来展示数据的应用价值,帮助学生理解数据如何转化为信息、知识乃至智慧。 讲授法:教师通过口头讲解传授数据及其价值、大数据特征和应用价值以及数据科学的内涵和研究内容等理论知识。 讨论与互动:鼓励学生参与讨论,例如探讨大数据在不同领域的应用价值,以培养学生的批判性思维和实际应用能力。 归纳总结:在课程的不同部分,教师对关键概念和知识点进行归纳总结,确保学生能够把握核心内容并形成完整的知识体系。 实践探索:引导学生从日常生活中发现数据的例子,如观察城市景象中隐藏的数据,提升学生对数据角色的认识和理解。
教学过程
教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图
活动一: 创设情境 生成问题 引入话题:展示一段城市生活的视频,包括交通、购物、通信等方面,引导学生思考这些日常活动中隐藏的数据。 提问引导:询问学生在生活中是否注意到了数据的存在和作用,以及他们对数据的基本理解是什么。 观察与思考:观看视频,关注视频中的各种数据表现形式。 小组讨论:学生分组讨论观察到的数据类型及其可能的用途。 通过具体的生活场景引起学生的共鸣,激发对数据的兴趣。 培养学生从日常生活中发现和关注数据的能力。
活动二: 调动思维 探究新知 讲解概念:详细介绍数据的定义、信息、知识和智慧的区别与联系。 案例分析:以赵明购买牙膏的思考过程为例,说明数据如何转化为智慧。 听讲与记录:认真听取教师关于数据的讲解,并做笔记。 案例讨论:分析赵明的案例,讨论数据如何转化为决策的过程。 帮助学生理解数据及其价值的基本概念。 通过具体案例让学生了解理论在实际生活中的应用。
活动三: 调动思维 探究新知 介绍大数据特征:讲解大数据的巨量性、多样性、迅变性和价值性。 探讨大数据应用:举例说明大数据在商业、科研和社会等方面的应用价值。 互动问答:教师提问大数据的特征,学生回答。 小组探讨:每组选择一个大数据应用的案例,讨论其对社会的影响。 加深学生对大数据特征的理解。 通过探讨大数据的应用,拓展学生的视野。
活动四: 巩固练习 素质提升 布置任务:要求学生收集自己一天中产生的数据,并分析这些数据的潜在价值。 总结反馈:收集学生的作业,进行点评,强调数据在日常生活中的应用。 数据收集:记录一天中的活动数据(如步数、网购、社交媒体使用等)。 分析报告:撰写报告,分析收集到的数据的价值和潜在用途。 实践操作,让学生亲身体验数据的收集和分析过程。 通过实际操作加深对数据价值和应用的理解。
课堂小结 作业布置 课堂小结 本节课我们探讨了数据及其在现代社会中的价值。我们了解到,数据不仅仅是数字和字符的堆积,而是信息、知识和智慧的载体。通过分析数据,人们可以从中获得有价值的信息,进而学习知识、增长智慧。我们还学习了DIKW金字塔模型,它展示了从数据到智慧的转化过程。 此外,我们深入讨论了大数据的特征和应用价值。大数据以其巨量性、多样性、迅变性和价值性特征,正在改变我们的工作和生活方式。我们了解了大数据在不同领域如商业、科研和社会服务中的应用实例。 最后,我们介绍了数据科学的概念和内涵。数据科学是一门交叉型新兴学科,涉及计算机科学、统计学、机器学习和领域知识等多个方面。数据科学的兴起和发展为处理复杂数据问题提供了新的思路和方法。 作业布置 思考题:请结合自己的生活经验,举例说明在日常生活中如何从数据中提取有用信息,并描述这一过程如何帮助你做出更好的决策。 实践题:选择一个你感兴趣的数据集(例如社交媒体数据、天气数据或购物数据),描述你将如何分析和利用这些数据,以及你期望从中获得什么样的洞察或知识。 阅读任务:阅读有关数据科学的最新文章或研究论文,并撰写一篇简短的报告,总结文章的主要观点和你从中学到的内容。 小组项目:与小组成员合作,选择一个实际问题,设计一个基于数据分析的解决方案。准备一份提案,包括问题定义、数据收集方法、分析技术和预期成果。
板书设计 1.1 从数据到数据科学 1.1.1 数据及其价值 数据定义: 描述事物的符号记录,信息的载体。 数据在计算机科学中的角色: 字符、图像、音频等的识别、存储和加工对象。 数据创造: 电话、公交、购物等活动产生的数据。 数据获取: 交通拥堵、空气质量、天气等信息工具。 数据的价值: 信息、知识、智慧的层次转化。 DIKW金字塔: 数据 → 信息 → 知识 → 智慧 1.1.2 大数据及其应用价值 大数据特征: 巨量性、多样性、迅变性、价值性。 大数据来源: 物联网、云数据库、移动互联网等。 大数据应用价值: 商业价值、产业价值、科研价值、社会价值。 1.1.3 数据科学 数据科学兴起: 彼得·诺尔首次提出,后续发展。 数据科学内涵: 以数据为中心,涉及多学科交叉。 数据科学研究内容: 数据加工、计算、管理、分析、产品开发。 数据科学的双重层面: 用数据的方法研究科学 & 用科学的方法研究数据。
教学反思 在教学过程中,我深刻体会到了数据科学这一主题的复杂性和丰富性。第1章“数据与数据科学”的内容涵盖了从基础的数据概念到复杂的大数据应用,再到数据科学作为一个学科的形成和发展。以下是我对这一章节教学的一些反思: 成功之处 实例引入:通过城市景象中隐藏的数据作为引子,有效地引起了学生的兴趣,使他们意识到数据无处不在,并且具有实际应用价值。 理论与实践结合:在讲解DIKW金字塔模型时,不仅解释了理论,还通过赵明的案例展示了如何将理论应用于实际生活中,增强了学生的理解和记忆。 跨学科视角:强调了数据科学是一个交叉学科,涉及统计学、机器学习、领域知识等多个方面,为学生提供了一个全面的视角来理解数据科学。 需要改进的地方 深入案例分析:虽然提供了一些大数据的应用案例,但未能深入讨论这些案例背后的数据处理和技术细节,未来可以结合具体的数据分析工具和方法进行更深入的探讨。 互动环节增加:在讲授理论的同时,应该设计更多的互动环节,如小组讨论、案例分析等,以提高学生的参与度和思考深度。 技术实操演示:考虑到数据科学是一门实践性很强的学科,应该在课堂上增加一些简单的数据处理和分析演示,让学生对数据科学的操作流程有更直观的认识。 评估与反馈:课后应提供相关的练习和小项目,以评估学生对知识点的掌握情况,并给予及时反馈,帮助学生巩固和深化理解。 总结 通过本次教学,我认识到了将理论知识与实际应用相结合的重要性,同时也看到了在教学方法和内容上还有待提高的地方。未来,我计划通过增加实践操作、互动讨论等方式,使课程更加生动和实用,帮助学生更好地理解和掌握数据科学的知识。