項目一第一課時-采集鳥類活動的數(shù)據(jù)

第一單元數(shù)據(jù)與信息

項目一探秘鳥類研究——認(rèn)識數(shù)據(jù)、信息與知識第一課時采集鳥類活動的數(shù)據(jù)■教學(xué)目標(biāo)1.通過實例分析，感知其中的數(shù)據(jù)，描述數(shù)據(jù)的概念和特征，理解并應(yīng)用數(shù)據(jù)。2.通過分析大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例，了解大數(shù)據(jù)的概念、特征和常見應(yīng)用領(lǐng)域，認(rèn)識數(shù)據(jù)在信息社會中的重要價值，能夠舉例說明大數(shù)據(jù)對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憽?.通過數(shù)字化學(xué)習(xí)活動，逐步適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)的方法，能夠根據(jù)需要選用恰當(dāng)?shù)臄?shù)字化工具和資源開展學(xué)習(xí)?！鼋虒W(xué)重點和難點1.重點：數(shù)據(jù)的概念和特征，大數(shù)據(jù)的特征、應(yīng)用及其對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憽?.難點：數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。■教學(xué)準(zhǔn)備1.軟硬件環(huán)境：機房、思維導(dǎo)圖軟件、大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺。2.教學(xué)素材：鳥類研究的案例或其他體現(xiàn)數(shù)據(jù)的案例，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用案例?！鼋虒W(xué)過程一、導(dǎo)入“人類社會已進入大數(shù)據(jù)時代，信息技術(shù)與社會各領(lǐng)域的交互融合引發(fā)了數(shù)據(jù)量的迅猛增長，同時帶來了海量信息。現(xiàn)實社會中，數(shù)據(jù)和信息無處不在，我們時刻處于數(shù)據(jù)和信息的包圍之中。那么，什么是數(shù)據(jù)？今天，我們將學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的基本知識?！倍?、什么是數(shù)據(jù)1.學(xué)生自主學(xué)習(xí)明確自主學(xué)習(xí)的任務(wù)和要求：（１）閱讀教材中的項目一“采集鳥類活動的數(shù)據(jù)”，完成“導(dǎo)學(xué)案”第一部分的問題和任務(wù)。（２）閱讀知識鏈接中的“數(shù)據(jù)和信息”，結(jié)合“采集鳥類活動的數(shù)據(jù)”，完成“導(dǎo)學(xué)案”第二部分的問題和任務(wù)。（３）閱讀知識鏈接中的“數(shù)據(jù)、信息與知識的關(guān)系”及相關(guān)資料，完成“導(dǎo)學(xué)案”第三部分的問題和任務(wù)。借助教材和網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)相關(guān)知識，完成“導(dǎo)學(xué)案”中的問題和任務(wù)（詳見件中的“探秘鳥類研究”項目導(dǎo)學(xué)案）。小組交流明確小組交流的要求：（１）小組內(nèi)學(xué)生依次分享自主學(xué)習(xí)的成果，要求每個學(xué)生都參與。（２）所有組員都完成交流后，選出小組代表，并幫助他完善發(fā)言，準(zhǔn)備代表本組在班級里分享。3.數(shù)據(jù)的定義數(shù)據(jù)是對客觀事物屬性的描述，是記錄下來的某種可以識別的符號。在計算機科學(xué)中，數(shù)據(jù)是指所有能輸入到計算機中并能被計算機程序處理的符號的總稱。數(shù)據(jù)的定義很多，以下列舉了兩種。（１）數(shù)據(jù)是事實或觀察的結(jié)果，是對客觀事物的邏輯歸納，是用于表示客觀事物的未經(jīng)加工的原始素材。數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式和載體，可以是符號、文字、數(shù)字、語音、圖像、視頻等。數(shù)據(jù)和信息是不可分離的，數(shù)據(jù)是信息的表達，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。數(shù)據(jù)本身沒有意義，數(shù)據(jù)只有對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。數(shù)據(jù)可以是連續(xù)的值，比如聲音、圖像，稱為模擬數(shù)據(jù)。也可以是離散的，如符號、文字，稱為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在計算機系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)以二進制信息單元０，１的形式表示?！瘧?yīng)學(xué)，吳燕．計算機應(yīng)用基礎(chǔ)教程．武漢：華中師范大學(xué)出版社，２０１４（２）數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示，在計算機科學(xué)中是指所有能輸入到計算機中并被計算機程序處理的符號的總稱。它是計算機程序加工的“原材料”。對計算機科學(xué)而言數(shù)據(jù)的含義極為廣泛，如圖像、聲音等都可以通過編碼而歸之于數(shù)據(jù)的范疇?！獓?yán)蔚敏．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)．北京：清華大學(xué)出版社，２００９獲取數(shù)據(jù)的方法近年來，人們利用各種信息技術(shù)工具，實現(xiàn)了自動采集數(shù)據(jù)。例如，在鳥類棲香山地安裝實時監(jiān)控設(shè)備，利用紅外報影機全天候拍攝視頻數(shù)據(jù)，利用錄音設(shè)備錄制聲音數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以直接保存到信息系統(tǒng)中，供人們分析研究。三、大數(shù)據(jù)特征大數(shù)據(jù)是指無法在可承受的時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)

集合。大數(shù)據(jù)通常具有4V特征,也就是

Volume(數(shù)據(jù)量)、

Velocity(處理速度)、vani

(多樣性)

Veracity(真實性

(1)數(shù)據(jù)量:大數(shù)據(jù)的體量很大,且數(shù)據(jù)集合的規(guī)模還在不斷擴大。隨著信息技術(shù)的大規(guī)模普及和應(yīng)用,教育、商業(yè)、工業(yè)、科學(xué)研究、醫(yī)療等各行各業(yè)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量都呈現(xiàn)出指數(shù)增長的趨勢。

(2)處理速度:由于數(shù)據(jù)量增長速度快,大數(shù)據(jù)處理速度也必須快,且時效性要求高大數(shù)據(jù)往往以數(shù)據(jù)流的形式動態(tài)地、快速地產(chǎn)生,需要在一定的時間限度下得到及時處理。

(3)多樣性:大數(shù)據(jù)來自多種數(shù)據(jù)源,數(shù)據(jù)種類和格式非常豐富。隨著智能設(shè)備,社交網(wǎng)絡(luò)等的流行,機器和傳感器數(shù)據(jù)(如設(shè)備日志、地理位置數(shù)據(jù))、社交數(shù)據(jù)(如網(wǎng)站用戶行為記錄數(shù)據(jù)等)等各種新類型數(shù)據(jù)越來越多

(4)直實性:大數(shù)據(jù)的直實性主要包括數(shù)據(jù)的可信性、真?zhèn)涡浴碓春托抛u、有效性等。四、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用大數(shù)據(jù)的價值體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用上，人們關(guān)心大數(shù)據(jù)，最終是關(guān)心大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，關(guān)心如何從業(yè)務(wù)和應(yīng)用出發(fā)讓大數(shù)據(jù)真正實現(xiàn)其所蘊含的價值，從而為我們的生產(chǎn)生活帶來有益的改變。目前，大數(shù)據(jù)應(yīng)用在各行各業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)“階梯式”格局：互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)跑者，金融、零售、電信、公共管理、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域積極嘗試大數(shù)據(jù)。（一）互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)跑者互聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)源地，大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是當(dāng)前大數(shù)據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)跑者。搜索引擎作為最早的互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，其不斷的發(fā)展推動谷歌公司在２０００年左右提出了ＭａｐＲｅｄｕｃｅ／ＢｉｇＴａｂｌｅ等技術(shù)，從此開啟了大數(shù)據(jù)技術(shù)的新篇章。經(jīng)過十多年的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)上形成了多種相對成熟的大數(shù)據(jù)應(yīng)用模式，按照用途可分為以下三類：第一，商業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，即主要以盈利為目的的大數(shù)據(jù)應(yīng)用。目前常見的應(yīng)用有：一是基于用戶個人信息、行為、位置、微博等數(shù)據(jù)而進行的個性化推薦、交叉推薦、品牌監(jiān)測等營銷類大數(shù)據(jù)應(yīng)用。由于其商業(yè)模式清晰可見，市場需求廣泛旺盛，因此這是目前互聯(lián)網(wǎng)上最熱門最普遍的應(yīng)用，被互聯(lián)網(wǎng)廣告、電子商務(wù)、微博、視頻、相親等公司普遍采用。二是基于用戶、商鋪的交易數(shù)據(jù)而進行的經(jīng)營分析報告、反欺詐、反虛假交易、促銷和團購選品、產(chǎn)業(yè)集聚判斷等交易輔助類大數(shù)據(jù)應(yīng)用，這些應(yīng)用目前已經(jīng)逐漸成為電子商務(wù)企業(yè)的必備工具。三是利用網(wǎng)站動態(tài)數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行實時監(jiān)控預(yù)警、網(wǎng)站分析優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)信息安全保護（如用戶信息保護、防網(wǎng)絡(luò)攻擊、防釣魚、防垃圾郵件等）的網(wǎng)絡(luò)安全大數(shù)據(jù)應(yīng)用。第二，公共服務(wù)類大數(shù)據(jù)應(yīng)用，即不以盈利為目的、側(cè)重于為社會公眾提供服務(wù)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用。典型案例如谷歌開發(fā)的流感、登革熱等流行病預(yù)測應(yīng)用能夠比官方機構(gòu)提前一周發(fā)現(xiàn)疫情暴發(fā)狀況。國內(nèi)也有搜索引擎公司提供諸如春運客流分析、失蹤兒童搜尋的公益大數(shù)據(jù)服務(wù)。第三，技術(shù)研發(fā)類大數(shù)據(jù)應(yīng)用，即利用大數(shù)據(jù)技術(shù)促進前沿技術(shù)研發(fā)、持續(xù)改進產(chǎn)品性能的應(yīng)用?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用在新版本的研發(fā)中，常常進行Ａ／Ｂ測試，這就是大數(shù)據(jù)在產(chǎn)品開發(fā)中的典型應(yīng)用。Ａ／Ｂ測試中，服務(wù)商同時收集新老版本下的用戶行為數(shù)據(jù)（如點擊行為、訪問時長、鼠標(biāo)停留等），并進行分析比對，用以指導(dǎo)產(chǎn)品后續(xù)的改進方向。另外，利用各種語言版本的網(wǎng)頁數(shù)據(jù)不斷提高翻譯質(zhì)量的機器翻譯、利用更多話音指令不斷提升質(zhì)量的話音識別技術(shù)，以及無人汽車等前沿技術(shù)的研發(fā)也廣泛應(yīng)用了大數(shù)據(jù)技術(shù)。（二）大數(shù)據(jù)應(yīng)用加速向傳統(tǒng)領(lǐng)域拓展大數(shù)據(jù)應(yīng)用起源于互聯(lián)網(wǎng)，正在向以數(shù)據(jù)生產(chǎn)、流通和利用為核心的各個產(chǎn)業(yè)滲透。目前金融、零售、電信、公共管理、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域在積極地探索和布局大數(shù)據(jù)應(yīng)用，主要呈現(xiàn)兩種發(fā)展方向：一是積極整合行業(yè)和機構(gòu)內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)源，通過對整合后的數(shù)據(jù)進行挖掘分析，從而發(fā)展大數(shù)據(jù)應(yīng)用。例如，一些新興的大型百貨商場利用大數(shù)據(jù)平臺整合ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔｏｆｓａｌｅ）機、企業(yè)ＣＲＭ（ＣｕｓｔｏｍｅｒＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＭａｎａｇｅｍｅｎｔ）系統(tǒng)、免費無線網(wǎng)絡(luò)、客流監(jiān)控設(shè)備等數(shù)據(jù)，對用戶進行聚類分析，支撐包括商品位置擺放、打折信息投放、移動端營銷、客戶習(xí)慣查詢、客戶群路徑分析等應(yīng)用，提高商場營銷效率和營業(yè)額?；诖髷?shù)據(jù)的智慧城市決策系統(tǒng)也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，可整合來自經(jīng)濟、統(tǒng)計、民政、教育、衛(wèi)生、人力等政府部門內(nèi)部數(shù)據(jù)和來自物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，設(shè)計經(jīng)濟社會運行分析模型，支撐智慧人口、智慧醫(yī)療、智慧教育、智能物流、智能環(huán)保等相關(guān)決策應(yīng)用。二是積極借助外部數(shù)據(jù)，主要是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用。例如，金融機構(gòu)通過收集互聯(lián)網(wǎng)用戶的微博數(shù)據(jù)、社交數(shù)據(jù)、歷史交易數(shù)據(jù)來評估用戶的信用等級；證券分析機構(gòu)通過整合新聞、股票論壇、公司公告、行業(yè)研究報告、交易數(shù)據(jù)、行情數(shù)據(jù)、報單數(shù)據(jù)等，試圖分析和挖掘各種事件和因素對股市和股票價格走向的影響；監(jiān)管機構(gòu)將社交數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)新聞數(shù)據(jù)、網(wǎng)頁數(shù)據(jù)等與監(jiān)管機構(gòu)的數(shù)據(jù)庫對接，通過比對結(jié)果進行風(fēng)險提示，提醒監(jiān)管機構(gòu)及時采取行動；零售企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)分析商品銷售趨勢、用戶偏好等。———摘自工業(yè)和信息化部電信研究院《大數(shù)據(jù)白皮書（２０１４年）》五、思維導(dǎo)圖1.思維導(dǎo)圖及思維導(dǎo)圖軟件思維導(dǎo)圖（ＭｉｎｄＭａｐ）是１９世紀(jì)７０年代初期出現(xiàn)的一種新型筆記方法。它是一種表達發(fā)射性思維的圖形思維工具，它運用圖文并重的技巧，把各級主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級圖表現(xiàn)出來。2.常見的思維導(dǎo)圖軟件如下：●ＸＭｉｎｄ：這是一款實用的思維導(dǎo)圖軟件，它簡單易用、美觀、功能強大，擁有高效的可視化思維模式，具備可擴展、跨平臺、穩(wěn)定性等性能?！瘢疲颍澹澹停椋睿洌哼@是一款基于Ｊａｖａ的完全免費的思維導(dǎo)圖軟件。它具有一鍵“展開／折疊”功能以及“鏈接”跟隨操作，因而操作與導(dǎo)航十分便捷。●Ｉｍｉｎｄｍａｐ：其界面友好，容易使用，功能豐富，是全球首個提供３Ｄ視圖的思維導(dǎo)圖軟件?！瘢危铮觯幔?/p>