《大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）》792-4（覃事剛）教案 第1課 大數(shù)據(jù)概述（一）

PAGE6PAGE6PAGE7PAGE7《大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)》

教案課時(shí)分配表章序課程內(nèi)容課時(shí)備注1大數(shù)據(jù)概述42大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)Hadoop43數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理44數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理45數(shù)據(jù)處理與分析66數(shù)據(jù)可視化47大數(shù)據(jù)思維與安全28城市空氣質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析實(shí)戰(zhàn)4合計(jì)32文旌課堂APP

課題大數(shù)據(jù)概述（一）課時(shí)2課時(shí)（90min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：（1） 理解大數(shù)據(jù)的概念和主要特征。（2）了解大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)。（3）了解我國(guó)的大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略（4）理解大數(shù)據(jù)的處理流程思政育人目標(biāo)： 深刻理解大數(shù)據(jù)作為國(guó)家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源的重要意義，如推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、完善社會(huì)治理、提升政府服務(wù)和監(jiān)管能力等，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)信息化新階段和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的認(rèn)識(shí)，不斷提升自身的信息素養(yǎng)。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：大數(shù)據(jù)的概念和特征教學(xué)難點(diǎn)：大數(shù)據(jù)的處理流程教學(xué)方法案例分析法、問答法、討論法、講授法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計(jì)第1節(jié)課：→→→傳授新知（18min）→課堂討論（10min）第2節(jié)課：→傳授新知（20min）→課堂互動(dòng)（15min）→課堂小結(jié)（3min）→作業(yè)布置（2min）教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)意圖第一節(jié)課考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況新課預(yù)熱

（10min）【教師】自我介紹，與學(xué)生簡(jiǎn)單互動(dòng)，介紹課程內(nèi)容、考核標(biāo)準(zhǔn)等【學(xué)生】聆聽、互動(dòng)【教師】利用多媒體課件展示大數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，并和學(xué)生互動(dòng)，詢問學(xué)生對(duì)于大數(shù)據(jù)的印象隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)教育的普及，社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)的依賴越來越大，大數(shù)據(jù)應(yīng)用也隨處可見，我們經(jīng)常使用的各類軟件都有大數(shù)據(jù)應(yīng)用的痕跡，例如抖音，淘寶，微博，微信等等?！緦W(xué)生】聆聽、記錄、互動(dòng)、理解通過老師自我介紹，與學(xué)生相互熟悉，并讓學(xué)生了解這門課的大致要求問題導(dǎo)入（5min）【教師】提出以下問題：你認(rèn)為什么是大數(shù)據(jù)？它的優(yōu)缺點(diǎn)各是什么？【學(xué)生】思考、舉手回答【教師】通過學(xué)生的回答引入要講的知識(shí)通過問題導(dǎo)入的方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣傳授新知

（18min）【教師】通過學(xué)生的回答引入要講的知識(shí)，介紹大數(shù)據(jù)的概念、特征和發(fā)展一、什么是大數(shù)據(jù)?【教師】通過多媒體展示數(shù)據(jù)的基本概念和對(duì)于生活的重要作用數(shù)據(jù)是用來記錄客觀事物或事件的符號(hào)，具體來說，是對(duì)客觀事物或事件的性質(zhì)、狀態(tài)及相互關(guān)系等信息進(jìn)行記錄的物理符號(hào)。它是可識(shí)別的、抽象的符號(hào)（詳見教材）?【教師】提出問題：我們已經(jīng)知道了數(shù)據(jù)的概念，那么大數(shù)據(jù)是否只是數(shù)量較多的數(shù)據(jù)呢？如果不是，那你是怎么理解大數(shù)據(jù)呢？?【學(xué)生】思考、舉手回答?【教師】組織學(xué)生閱讀“家國(guó)情懷”中的內(nèi)容（詳見教材），并提問：通過閱讀上面的案例，你認(rèn)為大數(shù)據(jù)對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)具有哪些重要意義？?【學(xué)生】思考、舉手回答二、大數(shù)據(jù)的特征?【教師】提出以下問題：你知道大數(shù)據(jù)具有哪些特征嗎？?【學(xué)生】思考、舉手回答大數(shù)據(jù)的特征包括大數(shù)據(jù)具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（volume）、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（velocity）、多樣的數(shù)據(jù)類型（variety）和數(shù)據(jù)價(jià)值密度低（value）四大特征，簡(jiǎn)稱4V。三、大數(shù)據(jù)的發(fā)展?【教師】展示與大數(shù)據(jù)發(fā)展相關(guān)的圖片大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面（1）大數(shù)據(jù)底層技術(shù)逐步成熟。（2）大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模平穩(wěn)增長(zhǎng)。（3）數(shù)據(jù)合規(guī)要求日益嚴(yán)格。（4）大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略持續(xù)拓展。（詳見教材）【學(xué)生】聆聽、記錄、理解通過教師的講解和演示，互動(dòng)以及案例，使學(xué)生了解大數(shù)據(jù)的概念、特征和發(fā)展課堂討論（10min）【教師】組織學(xué)生閱讀“青山綠水”中的案例（詳見教材），然后組織學(xué)生以小組為單位討論以下問題：這個(gè)案例體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)在什么領(lǐng)域的應(yīng)用？你還知道哪些大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域？【學(xué)生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表上臺(tái)發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學(xué)生一起評(píng)價(jià)各組的討論結(jié)果通過課堂討論，加深學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)發(fā)展歷史的認(rèn)識(shí)第二節(jié)課問題導(dǎo)入（5min）【教師】提出問題：你知道大數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的流程是怎樣的嗎？【學(xué)生】聆聽、思考、舉手回答通過問題導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣傳授新知（20min）【教師】通過學(xué)生的回答引入新的知識(shí)，介紹大數(shù)據(jù)的處理流程一、數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理由于大數(shù)據(jù)超大規(guī)模的體量，以及眾多用戶的頻繁操作訪問，使得僅使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法難以滿足業(yè)務(wù)需求，因此需要通過專門的采集方法對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。采集形式主要有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集（如提取網(wǎng)頁中的圖片、文本等）、系統(tǒng)日志采集（業(yè)務(wù)平臺(tái)每天都會(huì)產(chǎn)生大量的日志數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)采集（如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的接入）等，常用的工具有網(wǎng)絡(luò)爬蟲工具、Flume、Kafka、Sqoop等?！ㄔ斠娊滩模?【教師】提出以下問題：大數(shù)據(jù)在處理數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，這是為什么呢？?【學(xué)生】思考、舉手回答?【教師】對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)想要獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，必須在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，即對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。數(shù)據(jù)預(yù)處理是指將雜亂無章的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相對(duì)單一且便于處理的結(jié)構(gòu)，或者去除沒有價(jià)值甚至可能對(duì)分析造成干擾的數(shù)據(jù)，從而為后期的數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)。二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理經(jīng)過預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，被放到文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)與管理。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理是指用存儲(chǔ)器把采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，以便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和調(diào)用。目前，主要采用HDFS分布式文件系統(tǒng)、NoSQL數(shù)據(jù)庫（非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）、數(shù)據(jù)倉庫、云數(shù)據(jù)庫等來存儲(chǔ)和管理大數(shù)據(jù)。其中，常用的NoSQL數(shù)據(jù)庫包括HBase、Redis、Cassandra、MongoDB、Neo4j等。（詳見教材）?【教師】提出問題：你知道什么是分布式系統(tǒng)嗎？?【學(xué)生】聆聽、思考、舉手回答?【教師】對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)分布式系統(tǒng)是由一組通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，為了完成共同的任務(wù)而協(xié)調(diào)工作的計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)包括分布式計(jì)算和分布式存儲(chǔ)，作用是使用眾多計(jì)算機(jī)完成單個(gè)計(jì)算機(jī)無法完成的計(jì)算和存儲(chǔ)任務(wù)。其中，分布式存儲(chǔ)又包括分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫等。三數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)處理與分析是指通過各種算法從大量的數(shù)據(jù)中找出潛在的有用信息，并研究數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律和相互間的關(guān)系。數(shù)據(jù)處理與分析大多需要在大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)上進(jìn)行，借助分布式并行框架，通過結(jié)合一系列算法完成。常用的工具或技術(shù)有MapReduce、Spark、Storm、Hive、Pig、Flink、Impala、Mahout等。四、數(shù)據(jù)可視化?【教師】展示“數(shù)據(jù)可視化示意圖”，協(xié)助講解知識(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)可視化是指利用可視化手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果用圖表或文字等形式展現(xiàn)出來，從而使讀者對(duì)數(shù)據(jù)的分布、發(fā)展趨勢(shì)、相關(guān)性和統(tǒng)計(jì)信息等一目了然。?【教師】提出問題：你知道常用的可視化工具有哪些？?【學(xué)生】聆聽、思考、舉手回答?【教師】總結(jié)學(xué)生的回答常用的數(shù)據(jù)可視化工具有Tableau、D3.js、GoogleChartAPI、ApacheECharts等。?【教師】提出任務(wù)舉例說明大數(shù)據(jù)平臺(tái)需要具備的能力。（以文檔形式提交到過文旌課堂APP或其他學(xué)習(xí)軟件）?【學(xué)生】聆聽要求、進(jìn)行操作通過講授，提問，討論等教學(xué)方式，讓學(xué)生了解大數(shù)據(jù)的處理流程課堂互動(dòng)（15min）【教師】組織學(xué)生以小組為單位搜集Tableau、D3.js、GoogleChartAPI、ApacheECharts等軟件的信息，然后討論以下問題：這些軟件的主要功能是什么？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？搜索軟件信息，小組討論，由小組代表上臺(tái)發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學(xué)生一起評(píng)價(jià)各組的討論結(jié)果通過課堂互動(dòng)，使學(xué)生熟悉數(shù)據(jù)可視化軟件，為后面的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡(jiǎn)要總結(jié)本節(jié)課的要點(diǎn)本節(jié)課學(xué)習(xí)了大數(shù)據(jù)的概念和主要特征，了解大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，了解我國(guó)的大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略，理解大數(shù)據(jù)的處理流程和關(guān)鍵技術(shù)。希望大家在課下多復(fù)習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)【學(xué)生】總結(jié)回顧知識(shí)點(diǎn)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，鞏固學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)知識(shí)的印象作業(yè)布置

（2min）【教師】布置課后作業(yè)請(qǐng)根據(jù)課堂知識(shí)，完成本章節(jié)課后相關(guān)習(xí)題【學(xué)生】完