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视频标签：数据科学,大数据
所属栏目：信息技术优质课视频
视频课题：中图版高一必修《信息技术基础》1.2《数据科学与大数据》北京市 - 昌平区
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对应信息技术主题
数据科学与大数据 开始时间 2018.12.10 结束时间 2018.12.10 学科 信息技术 学段
高中
年级
高一
案例名称 感知大数据 教材
课程说明（信息技术与学科教学内容结合方面的指导思想与理论依据）：
1、课程设计：探究、开发和综合信息，加强课程内容与现代社会科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，设计满足学生认知需求的教学过程
2、课程实施：倡导学生主动参与、探索知识，通过在线学习系统设计随堂练习，以全班在线答题的方式提升学生学习的主动性。
3、思维发展：综合开发基于信息与综合通信技术的先进信息手段培养学生独立探索知识的能力 4、表达交流：运用多种通信工具和媒介有效的分析、交流和表达信息
5、课程评价：在活动进展中观察、修改和评价信息，培养学生利用结果，评估自己和他人运行信息与通信技术解决问题的有效性的能力，发挥评价存进学生发展、促进教师提高和改进教学实践的功能。 信息技术环境软硬件要求及搭建环境情况
基础环境：机房、锐捷云平台
课堂活动：Arduino开源硬件及传感器，Mixly，Python3.0环境 教学背景分析
教学内容：必修数据与计算部分第一章“认识数据与大数据”部分第三节内容：数据科学与大数据。 学生学情：
1、 学生已经了解数据、信息、知识的关系
2、 学生已经了解基本信息载体（文字、图像、声音、视频等）的数字化存储过程，并对以上载体数字化的
过程有深入的体会。
3、 通过应用软件识别植物的过程，学生对数据已有感知。通过校园植物报告的撰写，已经体验过数据整理、
分析及可视化的过程，为大数据相关技术（大数据采集、预处理、存储与管理、分析与挖掘、可视化与应用等）做知识、认知的储备。
教学目标
1、知识目标：
（1）感知大数据，体会大数据对学习生活和社会发展的影响 （2）了解大数据的产生，了解大数据的相关处理技术 2、能力目标：
（1）通过硬件传感器应用实例，体验大数据的产生及采集过程，培养数据意识
（2）通过软件程序爬取数据的实践操作，体会计算机程序解决问题的过程，体会大数据产生、获取的软件技术
3、情感目标：
认知：数据科学的认知；生活中不同领域大数据应用的认知；大数据相关技术的认知 认同：科学技术知识的实际应用价值；大数据对社会发展的积极影响
教学重点： 1、感知大数据 2、数据意识的培养
教学难点：
课例中软硬件的操作；
体验数据产生、处理过程。
教学过程(文字描述)
教学过程(表格描述)
教学阶段 教师活动
学生活动
设置意图
时间安排
大数据感知
【小组学习】
实践描述：6-7组学生，每组4-5人，硬件：
①大数据是巨量的、迅变、
多样、真实的，通过开源硬
5分
每组学生一组Arduino开源硬件，含核心控制板，四种传感器（温度、温湿度、气体、人体红外）
软件：Mixly编程，实现不同传感器控制灯的开关状态
实验观察：通过运行Mixly程序，观察传感器在控制灯开关过程中串口数据的变化
【提问】
1．用的是什么传感器？ 2．看到的是什么数据？ 3．为什么灯会亮、灭？
4．与日常接触到的数据有什么区别？
操作实践： 选择一个程序并运行， 观察串口数据
思考、回答问题
件的实践，能够直观感知大数据的以上特点
②引导学生学会阅读学习资料，为后续学生头脑风暴活动做准备
明确学习主题
对比日常数据与小实验中观察到的传感器数据，说一说二者的区别。
小结：大数据是巨量的、迅变、多样、真实的 大数据（big data），指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。 课程目标：
在一节课中感知大数据，认识大数据技术，理解大数据的意义和影响
体会理解 对比总结，加深认知深度；在理解大数据特点的基础
上给出大数据概念，有益于学科知识的理论化学习
5分
头脑风暴 情境铺垫：通过实践能够感受到传感器的数理解
短时间内创造作品，考察的10分
据意义，在生活中很多场景都有传感器发挥作用。比如汽车，在汽车设计中，加入传感器，能够提升驾驶的安全性、舒适性。 随着技术的发展，人们对驾驶有了更高目标的追求，希望实现车辆的无人驾驶。如果你是一个无人驾驶汽车的设计师，请你结合学习资料文档中的传感器相关说明、参数，为一辆车设计传感器物联系统。 时间要求：10分钟 活动要求：设计完成后，选出小组代表对本组设计进行阐述说明。
教师引导点评
小组合作，设计无人驾驶汽车传感器
小组作品展示
是学生的头脑灵活性、综合设计意识、团队协作能力，同时为后续大数据技术知识内容做铺垫，学生有了对传感器设计的思考，必然应考虑传感器数据的处理、存储、应用、可视化等内容
理论概念学习
（教师引导总结） 大数据技术： 1.采集
物联网、互联网、视频监控 2.预处理
清晰数据，保证数据的统一、可用 3.存储与管理 数据体量大，需有尖端的技术解决存储和管理问题。
eg. 互联网1分钟数据量、无人驾驶半小时数据量等。 4.分析与挖掘
基于大数据的分析，能够提取数据来源的对象特征。
eg. 精准扶贫大数据平台、在线学习平台的学习者行为分析 5.可视化与应用 人是视觉动物，把数据用恰当、美观的方式呈现出来，表达数据背后的信息。
eg. 北京地铁24小时、漫威人物网、卫星大数据可视化等
观察实例，体会大数据技术的作用和意义，理解大数据技术对社会方方面面带来的影响
通过大量实例，引导学生深入认知大数据，形成数据意识
10分
大数据实践
大数据离你并不远。 【爬取数据】
实践描述：教师将准备好的Python程序下发给学生，学生在命令行界面运行程序，观
察结果。
运行Python
示例程序，观察运行结果
网络是大数据产生最直接的源头，通过Python程序爬取交通拥堵路段，体会大数据产生到获取的过程，提升大数据意识，培养大数据思维。
同时也是对前面介绍的大数据技术的呼应。
5分
总结提升 1.大数据的意义，大数据技术的发展，推动了信息社会的发展。
eg. 人工智能发展曲线，最近一次高潮得益于大数据技术的崛起。
大：数据集能够训练算法，推进机器学习； 数据：数据的处理离不开软硬件的支撑，软
件处理数据的效率直接取决于程序的算法；硬件处理数据的速率取决于硬件的算力。 深度学习、神经网络都是基于硬件GPU的技术飞跃（英伟达的GPU、谷歌的GPU）等。
算法+算力+大数据——人工智能基础 体会、理解
引导学生客观的看待技术发展所带来的影响。数据并不是海量无穷最好，机器的算力、程序的算法都影响着数据价值的挖掘。以此形成客观观点，能够冷静的辩证的看待技术
5分
学习效果评价
学习意识：
学生是否能够协作学习；
是否能够借助辅助学习资料进行自主学习思考； 协作意识：
是否能够在小组合作学习中发挥自身的作用，能够快速找好本人在协作学习小组中的角色定位； 思维意识：
头脑风暴活动，学生表达内容的丰富性及考虑的维度，能够体会学生的思维意识是否积极主动； 操作技能：
本节课涉及到两种软件的基本操作，学生操作熟练与否，决定了课堂内容实施进度与质量。
本教学设计与以往未使用信息技术教学设计相比的特点(300-500字数)
1.问题导向：在“感知大数据”的基础上，设计了无人驾驶传感系统设计等头脑风暴等活动，想通过STEAM的结合，培养学生工程、计算思维意识；
2．课堂准备了丰富的自学资源，目的是培养学生自主学习的能力
3.能够客观、宏观的把握教学内容，从大处着眼，给学生一个科学的学科位置认知 教学反思
硬件资源有限，学生不能分解为更小的单位参与活动，在参与深度方面，学生体验有限； 学生软硬件操作水平参差不齐，造成教学进度不一致等情况，课堂上教师起到的作用是有限的； 课时量小，课时内容体量稍大，往往会造成课时不能按计划完成的情况。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
