新版高中信息技術(shù)《數(shù)據(jù)與計算》(教科版)《我們身邊的數(shù)據(jù)》教學(xué)設(shè)計

《我們身邊的數(shù)據(jù)》教學(xué)設(shè)計一、學(xué)科核心素養(yǎng)（一）能夠敏銳感覺到信息的變化，分析數(shù)據(jù)中所承載的信息，采用有效策略對信息來源的可靠性、內(nèi)容的準(zhǔn)確性、指向的目的性做出合理判斷。（信息意識）（二）合理組織數(shù)據(jù)；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題的方案。（計算思維）（三）適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的習(xí)慣；掌握學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具的操作技能。（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）（四）具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準(zhǔn)則。（信息社會責(zé)任）二、課程標(biāo)準(zhǔn)要求（一）在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎(chǔ)上，描述數(shù)據(jù)與信息的特征。（二）在運(yùn)用數(shù)字化的工具的學(xué)習(xí)活動中，理解數(shù)據(jù)、信息與知識的相互關(guān)系，認(rèn)識數(shù)據(jù)對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憽＃ㄈ┽槍唧w學(xué)習(xí)任務(wù)，體驗數(shù)字化學(xué)習(xí)過程，感受利用數(shù)字化工具和資源的優(yōu)勢。三、學(xué)業(yè)要求學(xué)生能夠描述數(shù)據(jù)與信息的特征；掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)的方法，能夠根據(jù)需要選用合適的數(shù)字化工具開展學(xué)習(xí)（信息意識、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）；能夠利用軟件工具或平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、組織、計算與呈現(xiàn)（計算思維）。四、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容是本書的起始節(jié)，要求學(xué)生了解數(shù)據(jù)、信息和知識的相互關(guān)系。關(guān)于數(shù)據(jù)、信息和知識的定義，不同的領(lǐng)域和組織有不同的認(rèn)識。因此只能結(jié)合多個實例讓學(xué)生理解這三個概念。在理解概念的基礎(chǔ)之上，感受數(shù)據(jù)的特征。教科書上還提到數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式的多樣性和不變的數(shù)據(jù)、變化的數(shù)據(jù)和隨機(jī)的數(shù)據(jù)。通過分析了解數(shù)據(jù)、信息和知識的相互關(guān)系也是本節(jié)的重點內(nèi)容。五、學(xué)習(xí)者分析學(xué)生基于平時的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和初中的知識儲備，對課程往往容易只停留在對工具軟件的學(xué)習(xí)上。另一方面，學(xué)生對數(shù)據(jù)、信息和知識有一定的感性認(rèn)識，但是對具體的概念和相互關(guān)系缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。六、學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）了解數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式，根據(jù)任務(wù)需求選用恰當(dāng)?shù)能浖ぞ咛幚頂?shù)據(jù)；（二）理解數(shù)據(jù)、信息與知識的基本含義，并能體會三者之間的相互關(guān)系；（三）體驗數(shù)字化學(xué)習(xí)過程，感受利用數(shù)字化工具的優(yōu)勢。七、教學(xué)重難點重點：數(shù)據(jù)、信息和知識的概念及相互關(guān)系難點：數(shù)據(jù)、信息和知識相互關(guān)系八、教學(xué)策略與手段（一）概念通俗化教材上的概念學(xué)生比較難懂，結(jié)合多個版本教材和部分論文的解讀，提煉出了通俗易懂的概念解釋。比如數(shù)據(jù)的概念就是原始的、未解釋的符號。（二）實例簡單化教材受單元設(shè)計等局限所設(shè)計的活動比較正規(guī)、復(fù)雜，不利于學(xué)生快速體驗。從學(xué)生的實際出發(fā)，設(shè)計了一些貼近學(xué)生的實例。九、教學(xué)過程（一）感知數(shù)據(jù)、信息和知識1.感知數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式從人類文明開始，由于地區(qū)文明的差異，以及學(xué)科之間的不同，“O”這個符號代表了各種各樣的含義。同學(xué)們，你們能從不同的學(xué)科角度解釋一下這個符號嗎？大家先思考一分鐘。限時一分鐘，頭腦風(fēng)暴開始！活動1：學(xué)生根據(jù)學(xué)科情境解釋數(shù)據(jù)（學(xué)生可能的回答：漢語拼音、句號、數(shù)字、圓、英文字母、元素符號、血型、事物總是周而復(fù)始的、休止符、球、操場、鏡子、地球、眼睛……）數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式多種多樣，除了數(shù)字以外，還有文字、圖形、圖像、聲音和視頻等形式。我們一起來分析一下，剛才大家在“頭腦風(fēng)暴”里所想到的都是什么數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。（數(shù)字0是數(shù)字，漢語拼音、英文字母、元素符號等是文字，球等是圖形……）2.感知信息當(dāng)這個“0”符號被賦予不同的學(xué)科情境后，我們就獲得了不同的信息。3.感知知識我們在課堂上學(xué)習(xí)了很多關(guān)于這些信息的知識，比如數(shù)字零和英文字母O，這些知識會被一代一代地傳承下去。那什么是數(shù)據(jù)、信息和知識呢？設(shè)計意圖：“0”這個符號可能是世界上最簡單的符號了，用這個符號導(dǎo)入很容易打開學(xué)生的思維空間，他們自然比較感興趣。他們可以利用他們的學(xué)科知識來解讀這個符號，并能回憶所學(xué)相關(guān)知識，基本上人人有話可講，最終能感知數(shù)據(jù)、信息和知識。老師利用思維導(dǎo)圖收集學(xué)生所提供的數(shù)據(jù)和整理課堂上的信息，最終形成知識結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖，這種方法會讓學(xué)生感受到利用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的優(yōu)勢。（二）認(rèn)識數(shù)據(jù)、信息和知識1.認(rèn)識數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是原始的、未解釋的符號，比如這幾個數(shù)據(jù)，有同學(xué)們能解釋一下這可能是什么嗎？再加上一組數(shù)據(jù)，最后給出單位Kg/m3。2.認(rèn)識信息老師現(xiàn)在處理一下數(shù)據(jù)，把它們放在表格里，這些數(shù)據(jù)就變成了有意義的信息。這種經(jīng)過處理、賦予具體情境的數(shù)據(jù)，我們稱之為信息。3.認(rèn)識知識從這些數(shù)據(jù)或信息里，你能提煉出物質(zhì)密度的相關(guān)規(guī)律嗎？可以從整體分析數(shù)據(jù)，分組、個別對比分析數(shù)據(jù)，總結(jié)“物質(zhì)密度的相關(guān)規(guī)律”，感受加工提煉的過程。知識表述的是事物運(yùn)動狀態(tài)和狀態(tài)變化的規(guī)律。剛才同學(xué)們從物質(zhì)密度表里提煉了物質(zhì)密度的相關(guān)知識，我們把這種經(jīng)過加工提煉后數(shù)據(jù)或信息稱為知識。這些知識會指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)生活。比如利用了氫氣或氦氣密度小于空氣密度的這個知識，可以制作氫氣或氦氣球。你們能利用化學(xué)知識解釋一下到底要選購哪種氣球呢？……這就是知識的力量?，F(xiàn)在我們來感受一下知識的強(qiáng)大魅力！（播放一分多鐘的科技史視頻）設(shè)計意圖：數(shù)據(jù)、信息如何轉(zhuǎn)變?yōu)橹R是一個比較抽象的過程，學(xué)生不太容易理解。結(jié)合初二物理的密度知識，從數(shù)據(jù)出發(fā)，賦予數(shù)據(jù)具體的情境變成信息。讓學(xué)生從表格里提煉數(shù)據(jù)或信息，經(jīng)過思維整理，歸納出關(guān)于物質(zhì)密度的相關(guān)知識。（三）理解數(shù)據(jù)、信息和知識1.理解數(shù)據(jù)繼續(xù)我們的知識之旅，再看一組數(shù)據(jù)，這可能是一組數(shù)據(jù)或幾組數(shù)據(jù)的組合。它表達(dá)了什么信息呢？（它有可能被解釋成銀行卡號、錢、商品編號、音樂簡譜等。）2.理解信息再給它加上一定的情境，這是每個人唯一的、不變的法定號碼。它就是中國公民的身份證號。3.理解知識關(guān)于身份證號你們又了解多少呢？請兩位同學(xué)分享他們的身份證號。對比講解身份證號相關(guān)知識。(身份證號一共18位，分四段，從左至右依次為:六位數(shù)字地址碼，八位數(shù)字出生日期碼，三位數(shù)字順序碼和一位數(shù)字校驗碼。地址碼表示你所在的城市地區(qū)。順序碼表示在同一地址碼所標(biāo)識的區(qū)域范圍內(nèi)，對同年同月同日出生的人員編定的順序號。其中第十七位奇數(shù)分給男性，偶數(shù)分給女性。作為尾號的校驗碼，是由號碼編制單位按統(tǒng)一的公式計算出來的。主要是為了校驗計算機(jī)輸入公民身份證號碼的前17位數(shù)字是否正確，其取值范圍是0至10，當(dāng)值等于10時，用羅馬數(shù)字符X表示。)知識除了可以指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)生活，還可以幫助我們收集數(shù)據(jù)、獲取信息。剛才我們對比“冰”和“水”的密度這一組數(shù)據(jù)得出“同種物質(zhì)狀態(tài)不同密度不同”的規(guī)律，我們能不能再增加一組“鐵”和“鐵水”密度數(shù)據(jù)驗證一下這個規(guī)律？“鐵水”的密度如何獲取呢？……利用密度知識采集數(shù)據(jù)。知識是認(rèn)識世界的結(jié)果，同時也是改造世界的依據(jù)。4.理解數(shù)據(jù)、信息和知識的相互關(guān)系數(shù)據(jù)、信息、知識的關(guān)系也可以是一個三層金字塔結(jié)構(gòu)，知識在頂層，而數(shù)據(jù)在底層。我們把底層的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理、賦予具體的情境后變成有意義的信息，人腦對數(shù)據(jù)和信息加工提煉后變成知識，知識不僅指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)生活，也幫助我們重新采集數(shù)據(jù)、獲取信息，最終提煉新的知識?！菊n堂檢測】練習(xí)一：判斷“霧大少駕”、“明日大霧”、“霧”這三種描述是數(shù)據(jù)、信息還是知識練習(xí)二：判斷“圓周率近似值=3.14”、“3.14”、“圓的面積=3.14×r2”這三種描述是數(shù)據(jù)、信息還是知識活動2：利用身份證和WPS表格函數(shù)知識獲取身份證出生日期和年齡信息操作步驟：①打開要在WPS中編輯的表格；②在身份證號后面的空格即“出生年月日”那一列第一格輸入公式=MID(B2,7,8)，輸入完成后按下enter鍵，B2指身份證號的單元格，數(shù)字7為數(shù)字開始位置，8為字符個數(shù)；③鼠標(biāo)點擊綠色框右下角的小方框“填充柄”并下拉至身份證號的最后一行；④在“年齡”一列第一格輸入公式“=2020-MID（A2，7，4）”，按下enter鍵；⑤用“自動填充”功能，就能讓同類型單元格用同樣的公式計算結(jié)果。（學(xué)有余力的同學(xué)可以嘗試獲取性別的方法）設(shè)計意圖：身份證號是一個人非常重要的信息，但是因為相應(yīng)知識的匱乏，很多學(xué)生并不能牢牢記住自己的身份證號，所以設(shè)計了這一個環(huán)節(jié)。現(xiàn)實生活中，我們經(jīng)常利用知識來采集數(shù)據(jù)和獲取信息，通過提取身份證出生年月日和計算年齡這一實踐操作讓學(xué)生能感受到知識的作用。（四）鞏固總結(jié)數(shù)據(jù)、信息和知識1.了解數(shù)據(jù)的變化身份證中同一個地區(qū)的人地址碼是固定不變的，因為出生日期或出生順序的不同，這段數(shù)據(jù)是在不斷變化的。你們也能舉一些數(shù)據(jù)固定不變或不斷變化的例子嗎？（水變成冰時密度在變化，每天的氣溫也在不斷變化……）其實還有一些隨機(jī)變化的數(shù)據(jù)，比如拋硬幣，是正面向上還是反面向上是隨機(jī)的。2