《走進數據分析》第一課時教學設計

課題：《走進數據分析》第一課時

課時：1課時

學科核心素養

1.能夠分析數據中所承載的信息；在合作解決問題的過程中，願意與團隊成員共享信息，實現信息的更大價值。（信息意識）

2.在信息活動中能夠採用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特徵、建立結構模型、合理組織數據；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。（計算思維）

3.掌握數字化學習系統、學習資源與學習工具的操作技能，用於開展自主學習、協同工作、知識分享與創新創造，助力終身學習能力的提高。（數字化學習與創新）

課程標準要求

1.通過典型的應用實例，瞭解數據採集、分析和可視化表達的基本方法。

2.根據任務需求，選用恰當的軟件工具或平台處理數據，完成分析報告。

教材分析

本節課是教科版信息技術必修一《數據與計算》第五章《數據分析與人工智能》中第一節《走進數據分析》第一課時。本節課內容與第五章後續的課程銜接緊密，是後續學習的基礎，實踐性強。在本節，學生將在對數據與計算有全面認識的基礎上，綜合運用所學知識，從解決實際問題的角度，較為深入地體驗數據分析的完整過程。

學情分析

1.學生的認知能力 美國教育學家布盧姆將思維過程具體化為六個教學目標，記憶、理解、應用、分析、綜合、評價和創造，其中前三項是低階思維，後三項是高階思維。高一學生經過九年義務教育應經具備較高水平的低階思維，但是高階思維相對欠缺。

2.學生的知識儲備以無為一中學生為例，其在國中階段已經初步接觸表格加工軟件，有基本的數據統計和圖表製作的經驗。但是對於數據分析的方法缺少歸納和總結，缺少應用分析工具解決實際問題的能力。

教學目標

通過“分析公交高峯期”案例，瞭解數據分析的基本方法（對比分析法和平均分析）和可視化表達的特點，感受數據分析的一般過程；

通過閲讀數據報告範例，瞭解分析報告的一般結構和表述規範；

通過公共自行車項目，能夠熟練選用合適的數據分析方法與可視化工具，形成結論，並用數據分析報告表述觀點。

教學重難點

教學重點：瞭解數據分析的基本方法（對比分析法和平均分析）；瞭解數據可視化表達的特點；瞭解分析報告的一般結構和表述規範。

教學難點：能夠根據實際解決問題的需要，選擇恰當的分析方法，多角度進行分析，得出結論，並有效表達。

教學策略

數據分析方法、數據可視化表達和分析報告的撰寫都是實踐性很強的教學內容，結合我校學生的實際情況，我採用項目式教學，讓學生在解決“公共自行車使用情況調查”問題的過程中，獲取理論知識，提升能力素養。

開放性學習環境

多媒體網絡機房教學廣播系統智慧教育平台

教學過程

課程導入

師：同學們，上課前我們先來觀看《大數據時代》系列紀錄片第一集《數據時代》中的一個片段，並思考問題“龍湖國小時如何選拔足球運動員的？”

生：觀看視頻並思考問題

師：（視頻看完後）時間有限，我們先看到這裏，現在請一位同學來回答剛才的問題。

生：回答問題

師：（對學生的回答進行簡單評價，引入本節課的主題）視頻中龍湖國小通過分析傳感器收集到的數據來分析運動員的特點，從而發現運動員的優缺點，以此決定運動員在場上的位置。實際上這就是數據分析在現實生活中的體現。我們生活在大數據時代，碎片化的數據雜亂無序、沒有太大價值。瞭解數據分析並具備一定的數據分析能力，是大數據時代對我們的基本要求。今天這節課我們就來走進數據分析。

項目任務佈置

師：隨着我國經濟建設的快速發展和城市化進程的加快，城市交通擁堵現象日益嚴重。大力發展公共交通成為解決交通問題的有效途徑之一。越來越多的人出行選擇乘坐公交或地鐵，但是從家到車站、從車站到目的地就需要廉價便捷的交通工具。為了解決此問題，公共自行車應運而生。今天我們就面臨這樣一個項目任務，關於公共自行車使用情況的調查分析。

項目主題：某市公共自行車使用情況調查分析

項目説明：某市第一期建設了50個公共自行車站點，主要佈局在居民生活工作集聚區出入口、公交車站附近等地。1240個鎖車柱已經全部建成，1000輛自行車也已經配備到位。在一段使用時間之後，相關管理部門對公共自行車使用數據進行採集，詳見“某市公共自行車一月份運營數據”（附件1）。同時對使用者進行訪談。受訪者均表達了公共自行車方便了自己的出行，但也提出了很多問題。如自行車損壞嚴重，借不到車，還車樁滿等問題。

項目要求：

1.學生4人一組，閲讀整理相關文字和表格數據資料，明確項目任務，填寫《項目合作分工表》（附件2）；

2.對資料進行分析，發現該市公共自行車使用中存在的問題，為二期工程建設提出合理化建議；

3.完成《某市公共自行車使用情況調查分析報告》。評價要求見附件3《分析報告評價量規》。

項目任務實施

活動1：項目初步思考

師：首先給各組5分鐘的時間閲讀相關材料，利用已學知識對數據進行分析，並提出可能存在的問題。

生：閲讀材料，分析數據

活動2：數據分析及其表達

師：同學們剛剛已經初步分析了數據，其實涉及到了某些數據分析方法。下面我們對數據分析的基本方法進行一個簡單的梳理。為了不干擾大家對項目任務的思考，我們通過課本118頁活動1中的案例感受一下數據分析的過程。

小明每天7:00乘坐27路去學校，17:00左右放學回家。他覺得每天往返途中，公交車上並不擁擠。而媽媽8:00乘坐49路出發，18:00下班，她卻總是抱怨乘車者太多。

師：請各小組根據以上材料提出假設。

生：提出假設

師：讓我們用數據來驗證假設是否成立。由於乘車人數在不斷變化，我們收集到了27路和49路公交車的月平均時段客流量數據。請大家對數據進行分析。

生：對數據進行分析（引導學生利用圖表）

師：依據你們剛才的分析，你得出什麼樣的結論。

生：6-19點，49路客流量>27路客流量。高峯期一般出現於7-9點，17-19點，高峯期49路客流量>27路客流量。

師：大家剛才經歷了一個完整的數據分析的過程。

總結：進行數據分析，首先要根據分析的目標提出假設，然後選擇恰當的分析方法進行分析，驗證假設是否正確，繼而得出相應的結論。數據分析的方法有很多，如對比分析和平均分析。

對比分析是指將兩個或兩個以上的數據進行比較，分析它們的差異，從而揭示這些數據所代表的事物發展變化情況和規律。對比分為橫向對比和縱向對比。

橫向對比指的是類似的事物或者同類的事物之間進行比較；

縱向對比指的是和相同事物的不同時期進行比較。

對比小明和媽媽所坐公交線路的客流量，來分析哪一條線路更加繁忙屬於橫向對比；

對比一條公交線路一天內不同時段的客流量，分析高峯期出現的時間屬於縱向對比。

平均分析就是運用計算平均值的方法，來反映總體在一定時間、地點條件下某一數量特徵的一般水平。平均分析和對比分析常結合使用，例如比較不同線路的平均客流量。

師：剛才我們還利用了圖表來展示客流量對比，更加的直觀形象，同時通過圖表發現早高峯和晚高峯出現的時間，有利於發現事物的規律。我們將這種以圖形、圖像和動畫等方式更加直觀生動地呈現數據及數據分析結果，揭示數據之間的關係、趨勢和規律等的表達方式稱為數據可視化表達。數據可視化的應用範圍廣泛，例如第五屆互聯網大會關鍵詞雲和手機記錄的健身數據。

活動3：項目數據分析，得出結論

師：現在請各小組利用剛剛歸納總結的數據分析和表達對“公共自行車使用情況調查分析”項目數據進一步分析，用可視化的方式表述分析結論。

生：數據分析

活動4：撰寫數據分析報告

師：雖然圖表在表達數據分析結果的時候直觀形象，但是單一的表現形式仍然侷限性。我們需要結合文字，用數據分析報告的形式完整的體現你的分析結論和建議。數據分析報告是項目研究結果的展示，也是數據分析結論的有效承載形式。通過報告不僅是把數據分析的起因、過程、結果及建議完整的展現出來，更為決策者提供科學、嚴謹的決策依據。在數據分析報告中首先要明確數據分析的目的和背景，闡述目前存在的問題及通過分析希望解決的問題；其次需要描述數據來源和數據分析的思路、方法和模型；重點要呈現數據分析的過程、結論和建議。

現在請各組閲讀《中學生上網行為典型特徵與潛在需求調查報告》，模仿該報告撰寫公共自行車使用情況調查分析報告。

項目評價

活動5：項目評價

生：各小組將數據分析報告提交至學習的平台。

師：展示部分小組分析報告，教師和其他組給出評價意見。

生：對其他組的分析報告進行評價，填寫附件4 《數據分析報告評價表》。

板書設計

教學反思

本節課完成了既定的教學任務，教學效果良好。通過小組協作完成“公共自行車使用情況調查分析”項目任務，使學生的信息意識、計算思維得到了提升，數字化學習與創新能力得到了培養。但思考再三，尚存在以下三點不足：

1.環節略多，導致時間略顯緊湊；

2.學生表格數據加工能力層次不一，部分小組活動3、活動4進度稍緩；

3.課堂整體氛圍活躍，但仍有少數學生參與度不高。

在以後的教學中，我將立足於激發學生的主觀能動性和創造力、增強教學感染力，為打造有靈魂、有生命的課堂而不懈努力。

附件1 某市公共自行車一月份運營數據

附件2：項目合作分工表

小組名稱_____________ 組長____________

附件3 數據分析報告評價量規

附件4數據分析報告評價表

小組

注：評價等次分為“初顯”、“發展中”、“熟練”、“高級”。