信息技術(shù)（第2版）（拓展模塊）教案1-模塊3 3.1 認(rèn)知大數(shù)據(jù)；3.2 大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)

課題名稱認(rèn)識(shí)大數(shù)據(jù)授課類型理論課授課對象授課課時(shí)所授課程授課地點(diǎn)所授教材一、學(xué)情分析知識(shí)技能儲(chǔ)備方面：通過前2個(gè)模塊的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)掌握了計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)操作，對信息技術(shù)的發(fā)展有了一定的了解二、教學(xué)內(nèi)容四、教學(xué)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)通資源：驗(yàn)收評價(jià)表：學(xué)生課前自學(xué)、課堂表現(xiàn)和作業(yè)質(zhì)量的最終綜合性評價(jià)依據(jù)。六、教學(xué)策略教法：啟發(fā)引導(dǎo)式、講授法七、教學(xué)流程八、教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)一單元導(dǎo)入(10分鐘)【問題導(dǎo)入】了解身邊的大數(shù)據(jù)現(xiàn)象現(xiàn)在的社會(huì)是一個(gè)高速發(fā)展的社會(huì)，科技發(fā)達(dá)，信息流通，人們之間的交流越來越密切，生活也越來越方便，大數(shù)據(jù)就是這個(gè)高科技時(shí)代的產(chǎn)物。本節(jié)介紹大數(shù)據(jù)的概念、大數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)類型、核心特征等，了解大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】(1)了解大數(shù)據(jù)的基本概念、結(jié)構(gòu)類型、核心特征；(2)了解大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景及發(fā)展趨勢；【知識(shí)圖譜】教師活動(dòng)確本次學(xué)習(xí)任務(wù)為了解大數(shù)據(jù)。2.播放視頻:3.PPT明確展示本次課任學(xué)生活動(dòng)2.明確本單元的學(xué)習(xí)任務(wù)PPT展示任務(wù)驅(qū)動(dòng)（設(shè)計(jì)意圖：真實(shí)具體工作任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的積極性，理實(shí)一體）教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)二知識(shí)講解什么是大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型？什么是大數(shù)據(jù)的核心特征？（30分鐘）結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)就是數(shù)據(jù)庫，也稱作行數(shù)據(jù)，是由二維表結(jié)構(gòu)來邏輯表達(dá)和實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)，嚴(yán)格地遵循數(shù)據(jù)格式與長度規(guī)范，主要通過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和普通純文本相比具有一定結(jié)構(gòu)性，但和具有嚴(yán)格理論模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)相比更靈活。是一種適于數(shù)據(jù)庫集成的數(shù)據(jù)模型，適合描述包含在兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)攜帶了關(guān)于其模式的信息，并且這樣的模式可以在單一數(shù)據(jù)庫內(nèi)任意改變。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)相對的，不適合用數(shù)據(jù)庫二維表來表現(xiàn)，包括所有格式的辦公文檔、XML、HTML、各類報(bào)表、圖片和音頻、視頻信息等。支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫采用多值字段、變長字段機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)項(xiàng)的創(chuàng)建與管理，廣泛應(yīng)用于全文檢索和各種多媒體信息處理領(lǐng)域。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)三小組分工合作學(xué)習(xí)：深入了解大數(shù)據(jù)概念和使用范圍（20分鐘）合作探究大數(shù)據(jù)在我國各行各業(yè)的體現(xiàn)。1.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用業(yè)務(wù)流程優(yōu)化、提高醫(yī)療和研發(fā)、改善我們的城市、理解客戶、滿足客戶服務(wù)需求2.大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)的資源化、與云計(jì)算的深度結(jié)合、數(shù)據(jù)安全升級(jí)、數(shù)據(jù)管理已成為核心競爭力、數(shù)據(jù)質(zhì)量是BI（商業(yè)智能）成功的關(guān)鍵教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)四：作品展示、修改完善（15分鐘）教師活動(dòng)對學(xué)生活動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)五：總結(jié)評價(jià)拓展延伸（5分鐘）1.什么是大數(shù)據(jù)2.大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型3.大數(shù)據(jù)的核心特征多元評價(jià)：1.學(xué)生自評2.學(xué)生互評3.教師評價(jià)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)1.網(wǎng)上評價(jià)（簡單有趣，便于在問卷網(wǎng)上信息匯總、分析數(shù)據(jù)）2.多元評價(jià)（通過自評、互評、教師評價(jià)，解決分組教學(xué)中，學(xué)習(xí)能力的差異性）九、反思與改進(jìn)自學(xué)內(nèi)容存在問題課程名稱項(xiàng)目任務(wù)小組名稱積極參與課堂互動(dòng)情況生生互助協(xié)同情況學(xué)習(xí)過程中遇到的問題及解決方法離開實(shí)訓(xùn)室前規(guī)定操作？（？（？（？（課題名稱大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)、認(rèn)識(shí)大數(shù)據(jù)工具授課類型理論課授課對象授課課時(shí)所授課程授課地點(diǎn)所授教材一、學(xué)情分析知識(shí)技能儲(chǔ)備方面：通過前2個(gè)模塊的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)掌握了計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)操作，對信息技術(shù)的發(fā)展有了一定的了解二、教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)架構(gòu)的相關(guān)知識(shí)以及對應(yīng)的大數(shù)據(jù)工具理解大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)，理解大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)；（2）了解大數(shù)據(jù)常用工具。四、教學(xué)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)通資源：驗(yàn)收評價(jià)表：學(xué)生課前自學(xué)、課堂表現(xiàn)和作業(yè)質(zhì)量的最終綜合性評價(jià)依據(jù)。六、教學(xué)策略教法：啟發(fā)引導(dǎo)式、講授法七、教學(xué)流程八、教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)一單元導(dǎo)入(15分鐘)【問題導(dǎo)入】大數(shù)據(jù)技術(shù)是一系列技術(shù)的總稱，它是集合了數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理與分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)，是一個(gè)龐大而復(fù)雜的技術(shù)體系。根據(jù)大數(shù)據(jù)從來源到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)牧鞒蹋梢詫⒋髷?shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)治理與建模層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】理解大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)。從宏觀上描述架構(gòu)的層次：教師活動(dòng)確本次學(xué)習(xí)任務(wù)。2.PPT圖片明確展示本次課任學(xué)生活動(dòng)2.明確本單元的學(xué)習(xí)任務(wù)。PPT展示任務(wù)驅(qū)動(dòng)（設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)圖，激發(fā)學(xué)生對問題的深入探究）教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)二知識(shí)講解大數(shù)據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)各層功能（40分鐘）數(shù)據(jù)收集層主要采用了大數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的ETL操作，數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)來源端經(jīng)過抽取、轉(zhuǎn)換、加載到目的端。大數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)類型，主要有以下三類：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。當(dāng)大量的數(shù)據(jù)被收集完以后，需要對其進(jìn)行存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)分為持久化存儲(chǔ)和非持久化存儲(chǔ)。對于持久化存儲(chǔ)而言，最關(guān)鍵的概念就是文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。常見的有分布式文件系統(tǒng)HDFS、對應(yīng)的分布式非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Hbase。當(dāng)數(shù)據(jù)被收集、存儲(chǔ)、正常讀寫、備份后，還需要考慮到利用它們產(chǎn)生更大的價(jià)，那么首先需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。大數(shù)據(jù)處理分為兩類，批量處理（離線處理）和實(shí)時(shí)處理（在線處理）。通過利用R語言、Python等對數(shù)據(jù)進(jìn)行ETL預(yù)處理，然后再根據(jù)算法模型、業(yè)務(wù)模型進(jìn)行融合建模，從而更好地為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供優(yōu)質(zhì)底層數(shù)據(jù)。5.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用大數(shù)據(jù)架構(gòu)為大數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供了一種通用的架構(gòu)，還需要根據(jù)行業(yè)領(lǐng)域、公司技術(shù)積累以及業(yè)務(wù)場景，從業(yè)務(wù)需求、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)選型到實(shí)現(xiàn)方案流程上具體問題具體分析，利用大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，進(jìn)一步深入，形成更為明確的應(yīng)用，包括基于大數(shù)據(jù)交易與共享、基于開發(fā)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用、基于大數(shù)據(jù)的工具應(yīng)用等。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)策略與意圖環(huán)節(jié)三知識(shí)講解認(rèn)知大數(shù)據(jù)工具（25分鐘）認(rèn)知大數(shù)據(jù)工具：1.大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理工具（1）Cloudera（2）MongoDB（3）Talend2.大數(shù)據(jù)清理工具（1）OpenRefine（2）DataCleaner（3）Excel3.大數(shù)據(jù)挖掘工具（1）RapidMiner（2）IBMSPSSModeler4.大數(shù)據(jù)可視