2023-2024學(xué)年粵教版（2019）高中信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第五章第二節(jié)《數(shù)據(jù)的采集》教案

2023-2024學(xué)年粵教版（2019）高中信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第五章第二節(jié)《數(shù)據(jù)的采集》教案主備人備課成員設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以粵教版高中信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第五章第二節(jié)《數(shù)據(jù)的采集》為教學(xué)內(nèi)容，旨在讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)采集的基本方法和技巧。課程設(shè)計(jì)將圍繞實(shí)際生活中的數(shù)據(jù)采集案例，引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)據(jù)采集的重要性，并通過實(shí)踐操作，培養(yǎng)他們運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的能力。課程內(nèi)容將與課本緊密結(jié)合，注重理論聯(lián)系實(shí)際，以提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)關(guān)注日常生活中數(shù)據(jù)的價(jià)值，提高發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力。

2.計(jì)算思維：訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維分析數(shù)據(jù)采集過程，掌握數(shù)據(jù)采集的方法和技巧。

3.信息處理能力：提升學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、整理、分析和應(yīng)用的能力。

4.信息道德與倫理：引導(dǎo)學(xué)生遵循信息倫理，合法合規(guī)地采集和使用數(shù)據(jù)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-數(shù)據(jù)采集的基本概念：明確數(shù)據(jù)采集的定義、目的和重要性，例如，介紹數(shù)據(jù)采集在科學(xué)研究、市場(chǎng)分析等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-數(shù)據(jù)采集的方法：詳細(xì)講解問卷調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、傳感器數(shù)據(jù)采集等常見方法，如通過案例展示如何使用問卷星進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。

-數(shù)據(jù)采集的工具：介紹Excel、Python等工具在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用，例如，使用Excel的篩選和排序功能進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)整理。

-數(shù)據(jù)采集的步驟：闡述數(shù)據(jù)采集的一般步驟，包括需求分析、數(shù)據(jù)源選擇、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗等，如通過具體案例講解如何從網(wǎng)站采集商品價(jià)格數(shù)據(jù)。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-數(shù)據(jù)采集的法律和倫理問題：學(xué)生可能難以理解數(shù)據(jù)采集過程中的法律約束和倫理要求，例如，如何合法合規(guī)地獲取和使用個(gè)人信息。

-復(fù)雜數(shù)據(jù)采集方法的應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)爬蟲等技術(shù)性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集方法可能對(duì)學(xué)生來說較難掌握，如編寫簡單的爬蟲腳本來獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

-數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理：學(xué)生在面對(duì)大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)時(shí)，可能難以進(jìn)行有效的清洗和預(yù)處理，例如，如何從文本數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息。

-數(shù)據(jù)采集的誤差控制：如何識(shí)別和減少數(shù)據(jù)采集過程中的誤差，例如，通過重復(fù)實(shí)驗(yàn)、增加樣本量等方法來提高數(shù)據(jù)的可靠性。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：粵教版高中信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)與計(jì)算》教材，確保每位學(xué)生都有一份。

2.輔助材料：準(zhǔn)備相關(guān)的數(shù)據(jù)采集案例資料，包括文本、圖片和視頻等多媒體資源，以便于直觀展示數(shù)據(jù)采集過程。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備電腦、網(wǎng)絡(luò)連接、Excel軟件、Python編程環(huán)境等，確保實(shí)驗(yàn)操作的順利進(jìn)行。

4.教室布置：將教室分為小組討論區(qū)，每組配備必要的電腦設(shè)備，便于學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

-（我）通過一個(gè)生活中的實(shí)例，比如天氣預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)采集，引發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)采集的思考，讓學(xué)生談?wù)勛约簩?duì)數(shù)據(jù)采集的理解和感受。

-（我）簡要介紹本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.理論講解

-（我）詳細(xì)講解數(shù)據(jù)采集的定義、目的和重要性，結(jié)合教材中的案例，讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)采集在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

-（我）介紹數(shù)據(jù)采集的常見方法，如問卷調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、傳感器數(shù)據(jù)采集等，并通過具體案例讓學(xué)生了解每種方法的應(yīng)用場(chǎng)景。

-（我）講解數(shù)據(jù)采集的步驟，包括需求分析、數(shù)據(jù)源選擇、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗等，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)采集的完整過程。

3.案例分析

-（我）展示一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)采集案例，如使用問卷星進(jìn)行問卷調(diào)查的數(shù)據(jù)采集，讓學(xué)生跟隨案例步驟，理解數(shù)據(jù)采集的具體操作。

-（我）引導(dǎo)學(xué)生分析案例中的數(shù)據(jù)采集方法、步驟和可能遇到的問題，讓學(xué)生思考如何解決這些問題。

-（學(xué)生）在小組內(nèi)討論案例中的數(shù)據(jù)采集過程，分享自己的觀點(diǎn)和想法。

4.實(shí)踐操作

-（我）為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，如電腦、網(wǎng)絡(luò)連接、Excel軟件等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的實(shí)踐操作。

-（我）示范如何使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和初步處理，如篩選、排序等。

-（學(xué)生）在老師的指導(dǎo)下，使用Excel或其他工具進(jìn)行數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)，如從網(wǎng)站采集商品價(jià)格數(shù)據(jù)。

-（學(xué)生）在實(shí)驗(yàn)過程中，遇到問題時(shí)，可以隨時(shí)向老師提問，老師給予解答和指導(dǎo)。

5.數(shù)據(jù)清洗與預(yù)處理

-（我）講解數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理的重要性，以及常見的數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理方法。

-（我）通過具體的例子，如從文本數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息，展示數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理的過程。

-（學(xué)生）在老師的指導(dǎo)下，對(duì)自己的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和預(yù)處理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性。

6.數(shù)據(jù)采集的誤差控制

-（我）介紹數(shù)據(jù)采集過程中可能出現(xiàn)的誤差，如樣本偏差、數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤等，并講解如何控制這些誤差。

-（我）通過實(shí)際案例，如重復(fù)實(shí)驗(yàn)、增加樣本量等，展示如何減少數(shù)據(jù)采集誤差的方法。

-（學(xué)生）在老師的引導(dǎo)下，討論如何在自己的數(shù)據(jù)采集過程中減少誤差，并嘗試實(shí)施。

7.法律和倫理問題討論

-（我）引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)采集過程中的法律和倫理問題，如個(gè)人隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)使用權(quán)限等。

-（我）組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，探討如何合法合規(guī)地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

-（學(xué)生）分享自己的觀點(diǎn)，討論如何遵循信息倫理，合法合規(guī)地使用數(shù)據(jù)。

8.總結(jié)與反思

-（我）回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)采集的重要性和實(shí)際應(yīng)用。

-（我）引導(dǎo)學(xué)生反思自己在數(shù)據(jù)采集過程中遇到的問題和解決方案，總結(jié)學(xué)習(xí)收獲。

-（學(xué)生）在小組內(nèi)分享自己的學(xué)習(xí)心得，討論如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中。

9.作業(yè)布置

-（我）根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，布置相關(guān)的作業(yè)，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目，讓學(xué)生在課后實(shí)踐。

-（我）提醒學(xué)生在完成作業(yè)時(shí)，注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和合法性，遵守信息倫理。教學(xué)資源拓展1.拓展資源

-數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：介紹當(dāng)前數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展，如大數(shù)據(jù)采集、人工智能在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用等。

-數(shù)據(jù)采集在實(shí)際行業(yè)中的應(yīng)用案例：分析金融、醫(yī)療、教育等行業(yè)中數(shù)據(jù)采集的具體應(yīng)用，如股票交易數(shù)據(jù)采集、醫(yī)療影像數(shù)據(jù)采集等。

-數(shù)據(jù)采集相關(guān)的法律法規(guī)：介紹《中華人民共和國個(gè)人信息保護(hù)法》等相關(guān)法律法規(guī)，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)采集的法律約束。

-數(shù)據(jù)采集工具的進(jìn)階使用：講解Excel高級(jí)功能、Python數(shù)據(jù)采集庫如Scrapy的使用，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)采集技能。

-數(shù)據(jù)可視化技術(shù)：介紹數(shù)據(jù)可視化工具如Tableau、PowerBI的使用，幫助學(xué)生更好地呈現(xiàn)和分析數(shù)據(jù)。

2.拓展建議

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀《大數(shù)據(jù)時(shí)代》、《數(shù)據(jù)科學(xué)入門》等書籍，以加深對(duì)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的理解。

-建議學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外數(shù)據(jù)采集相關(guān)的新聞和報(bào)道，了解數(shù)據(jù)采集在現(xiàn)實(shí)世界中的最新應(yīng)用。

-提議學(xué)生參加線上或線下的數(shù)據(jù)科學(xué)講座、研討會(huì)，與業(yè)界專家交流，拓寬知識(shí)視野。

-指導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)際的數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目，如學(xué)?？蒲许?xiàng)目、社會(huì)實(shí)踐等，以增強(qiáng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

-建議學(xué)生定期瀏覽專業(yè)網(wǎng)站和論壇，如數(shù)據(jù)科學(xué)博客、GitHub上的數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目，以獲取最新的技術(shù)和工具信息。

-鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)編程語言如Python、Java等，掌握更多的數(shù)據(jù)采集工具，提高自己的技能水平。

-提醒學(xué)生在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，要注重?cái)?shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，遵循數(shù)據(jù)采集的倫理規(guī)范，確保個(gè)人信息安全。

-建議學(xué)生將所學(xué)的數(shù)據(jù)采集知識(shí)與其他學(xué)科知識(shí)結(jié)合，如統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等，形成跨學(xué)科的綜合能力。板書設(shè)計(jì)①數(shù)據(jù)采集的基本概念

-數(shù)據(jù)采集的定義

-數(shù)據(jù)采集的目的

-數(shù)據(jù)采集的重要性

②數(shù)據(jù)采集的方法與步驟

-問卷調(diào)查法

-網(wǎng)絡(luò)爬蟲法

-傳感器數(shù)據(jù)采集法

-數(shù)據(jù)采集的步驟：需求分析、數(shù)據(jù)源選擇、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗

③數(shù)據(jù)采集的實(shí)踐與倫理

-數(shù)據(jù)采集工具的使用

-數(shù)據(jù)清洗與預(yù)處理的方法

-數(shù)據(jù)采集的法律和倫理問題

-合法合規(guī)的數(shù)據(jù)采集原則課后作業(yè)1.設(shè)計(jì)一個(gè)問卷調(diào)查，旨在收集同學(xué)們的閱讀習(xí)慣數(shù)據(jù)。請(qǐng)列出問卷的主要問題和設(shè)計(jì)原則。（答案：問卷主要問題包括閱讀頻率、閱讀偏好、閱讀時(shí)間等；設(shè)計(jì)原則包括問題清晰、選項(xiàng)全面、避免引導(dǎo)性問題等。）

2.描述一個(gè)使用網(wǎng)絡(luò)爬蟲進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的場(chǎng)景，并說明如何確保采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量。（答案：場(chǎng)景：采集電商平臺(tái)商品信息；確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法：設(shè)置合理的爬取頻率、驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性、去除重復(fù)數(shù)據(jù)等。）

3.設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)清洗流程，用于處理從文本文件中采集的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。（答案：數(shù)據(jù)清洗流程包括：數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)清洗（去除無關(guān)字符、統(tǒng)一格式）、數(shù)據(jù)驗(yàn)證（檢查數(shù)據(jù)完整性、一致性）、數(shù)據(jù)導(dǎo)出。）

4.討論在數(shù)據(jù)采集過程中可能遇到的法律和倫理問題，并提出相應(yīng)的解決方案。（答案：可能遇到的問題包括個(gè)人隱私泄露、數(shù)據(jù)使用不當(dāng)?shù)?；解決方案包括：明確數(shù)據(jù)使用目的、獲取用戶同意、加密存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等。）

5.編寫一個(gè)Python腳本，使用requests庫和一個(gè)HTML解析庫（如BeautifulSoup）從網(wǎng)頁上采集特定信息。（答案：示例代碼如下：

```python

importrequests

frombs4importBeautifulSoup

#網(wǎng)頁URL

url=''

#發(fā)送HTTP請(qǐng)求

response=requests.get(url)

#解析網(wǎng)頁內(nèi)容

soup=BeautifulSoup(response.text,'html.parser')

#采集特定信息，例如采集所有段落的文本

paragraphs=soup.find_all('p')

forparagraphinparagraphs:

print(paragraph.text)

```

6.分析一個(gè)實(shí)際案例，說明如何通過增加樣本量來減少數(shù)據(jù)采集的誤差。（答案：案例：市場(chǎng)調(diào)查公司為了減少調(diào)查誤差，通過增加樣本量來提高調(diào)查結(jié)果的可靠性。增加樣本量可以降低隨機(jī)誤差，使得調(diào)查結(jié)果更接近真實(shí)情況。）

7.編寫一個(gè)數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目的報(bào)告，包括項(xiàng)目背景、數(shù)據(jù)采集方法、數(shù)據(jù)分析結(jié)果和結(jié)論。（答案：報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：項(xiàng)目背景介紹、數(shù)據(jù)采集方法描述、數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示、項(xiàng)目結(jié)論總結(jié)。）

8.設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)可視化的案例，說明如何使用圖表來展示數(shù)據(jù)采集的結(jié)果。（答案：案例：使用柱狀圖來展示不同班級(jí)學(xué)生的閱讀時(shí)長分布，通過圖表可以直觀地比較各班級(jí)的閱讀習(xí)慣差異。）

9.編寫一個(gè)關(guān)于數(shù)據(jù)采集的短文，闡述數(shù)據(jù)采集在科學(xué)研究中的重要性。（答案：短文應(yīng)包括數(shù)據(jù)采集的定義、在科學(xué)研究中的應(yīng)用、對(duì)研究結(jié)果的影哪些方面，如提高研究準(zhǔn)確性、幫助建立假設(shè)等。）

10.討論如何在實(shí)際操作中應(yīng)用課堂上學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)采集知識(shí)，提出至少三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。（答案：應(yīng)用場(chǎng)景包括：社交媒體數(shù)據(jù)分析、在線教育資源采集、城市交通流量監(jiān)測(cè)。通過應(yīng)用這些知識(shí)，可以有效地收集和分析數(shù)據(jù)，為決策提供支持。）教學(xué)反思與總結(jié)在教學(xué)《數(shù)據(jù)的采集》這一節(jié)課中，我嘗試了多種教學(xué)方法，以期望能夠更好地幫助學(xué)生理解和掌握數(shù)據(jù)采集的知識(shí)和技能。以下是我對(duì)這次教學(xué)過程的反思和總結(jié)。

教學(xué)反思：

在設(shè)計(jì)課程時(shí)，我注重了理論與實(shí)踐的結(jié)合，通過案例分析和實(shí)踐操作，讓學(xué)生能夠直觀地了解數(shù)據(jù)采集的過程。在教學(xué)方法上，我采用了問題引導(dǎo)的方式，激發(fā)學(xué)生的思考，但在實(shí)際操作中，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解仍然不夠深入，可能是因?yàn)槲以谥v解理論時(shí)的例子不夠生動(dòng)，或者沒有完全貼近學(xué)生的實(shí)際生活。

在課堂管理方面，我盡量讓每個(gè)學(xué)生都參與到課堂活動(dòng)中來，但我也注意到，有些學(xué)生在小組討論時(shí)較為被動(dòng)，沒有積極參與討論。這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)新知識(shí)的接受程度不同，或者是對(duì)課堂討論的形式不夠適應(yīng)。

在教學(xué)策略上，我嘗試使用多媒體資源來輔助教學(xué)，但我發(fā)現(xiàn)，過多的視覺信息可能會(huì)分散學(xué)生的注意力，而不是幫助他們更好地理解內(nèi)容。因此，我需要更加謹(jǐn)慎地選擇和使用教學(xué)資源。

教學(xué)總結(jié)：

從學(xué)生的反饋來看，他們對(duì)數(shù)據(jù)采集的基本概念和方法有了較好的理解，但在數(shù)據(jù)采集的實(shí)際操作中，仍然存在一些困難。例如，在編寫簡單的爬蟲腳本時(shí)，一些學(xué)生對(duì)于編程語言的使用不夠熟練。這說明在今后的教學(xué)中，我需要更多地關(guān)注學(xué)生的實(shí)際操作能力，提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。

在知識(shí)掌握方面，學(xué)生能夠復(fù)述數(shù)據(jù)采集的基本步驟，但在面對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集任務(wù)時(shí)，他們可能難以獨(dú)立完成。這表明，我需要在課堂上引入更多實(shí)際案例，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中深化理解。

在技能提升方面，學(xué)生在使用Excel等工具進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理時(shí)，表現(xiàn)出了積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，但他們?cè)谔幚矸墙Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)時(shí)仍然感到困難。為此，我計(jì)劃在后續(xù)的課程中增加更多關(guān)于數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處