教科版 (2019)必修1 数据与计算5.1 走进数据分析第一课时教学设计

这是一份教科版 (2019)必修1 数据与计算5.1 走进数据分析第一课时教学设计，共10页。教案主要包含了教材内容分析，教学目标，学习者特征分析，教学模式选择与设计，教学环境及资源准备，教学过程，教学结构流程的设计，学习评价设计等内容，欢迎下载使用。

学校名称
东北师范大学
执教教师
xx
课程内容
《探秘数据可视化之旅》
课程学时
第1课时（共2课时）
所属学科
信息科技
教学对象
高一年级学生
一、教材内容分析
“数据可视化”是教科版《信息技术必修1 数据与计算》第五单元“数据分析与人工智能” 中的第一节教学主题，重点讲解数据可视化的概念、方法、工具和应用。该主题是第三单元“认识数据”的延伸，旨在通过图形、图像、动画等形式生动直观地展示数据及其分析结果，并为下一知识点“数据分析报告与应用”打下基础，更是响应了整本教材“数据”的主题。此外，该主题也符合新课标培养学生四大核心素养的目标，因此本节内容在信息科技课程中占据重要地位。
基于该课程主题的重要性和具体内容，将其设计为两个课时，以保证在有限的时间内尽可能优化教育传播的效果。本教学设计是第一课时。
数据可视化
数据分析报告与应用
认识数据

二、教学目标
1.知识与技能
（1）掌握数据可视化的基本含义；
（2）掌握数据可视化的第一种形式：图表，掌握图表类型并能够解读基本的含义。
【信息意识】
2.过程与方法
（1）根据教师提示的步骤，利用提供的数据使用Excel表格绘制相应的图表，体会数据可视化的过程。
（2）以小组为单位，结合提供的学习资源包，利用Pythn语言制作简单的可视化图表并形成作品，深入掌握数据可视化的方法与原理，提高数据分析的能力。
【数字化学习与创新、计算思维】
3.情感态度与价值观
（1）体会图表处理数据的作用，由此体会数据可视化的应用价值，形成应用数据可视化解决实际问题的意识；
（2）感受数据可视化之美，体会数据反映的本质问题，提高对信息科技课程的兴趣和学习积极性；
（3）体会团队协作的优势，提高团队协作的意识。
【信息社会责任】
【教学重点】掌握数据可视化的图表形式并能够解读其基本含义，体会数据可视化的作用与应用价值。
【教学难点】掌握利用Pythn语言实现图表可视化的原理及代码。
三、学习者特征分析
1.学习风格分析
（1）知觉风格：高一年级学生具有一定的思考能力，属于“场独立”型。
（2）记忆风格：高一年级学生具备一定的逻辑思维，能够精确地知觉新的信息以及能够察觉到新旧知识的不同和变化，从而能够较为精确地记忆新知识。
（3）思维风格：高一年级学生的思维较为活跃，具有丰富的想象力和良好的发散思维。
（4）解决问题风格：高一年级学生倾向于与其他人一起讨论交流，喜欢小组协作解决问题并倾向于通过实践和动手操作来是学习，解决问题风格大多是活跃型的。
2.起点能力分析
（1）高一年级学生掌握数据分析的概念和方法，了解常见的三种图表类型；
（2）高一年级学生掌握Excel表格基本知识与操作；
（3）高一年级学生具备Pythn基础知识，熟练掌握Pythn的循环结构等；
（4）高一年级学生有过信息检索和雨课堂平台使用的经验，能够熟练利用网络平台查找需要的学习资源，掌握基本的信息检索技能。
3.学习动机分析
高一年级学生学习动机来源于内部动机：对数据可视化的方法、工具以及应用充满好奇心，有较强的求知欲望。
四、教学模式选择与设计
1.教学模式选择：游戏化教学模式、合作探究式教学模式
2.教学模式设计：
根据高一年级学生的学习风格和学习动机，本次教学主要采用游戏化教学模式和合作探究式教学模式，将学习任务融于各个游戏关卡中，学生以小组为单位完成相应任务后通过该关卡，采用虚拟奖励鼓励学生继续积极学习，以期在游戏化教学的过程中让学生能够沉浸式学习“数据可视化”的相关知识，促进学生对该知识的深层感知与理解，进而培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任四大核心素养。
五、教学环境及资源准备
1.教学环境：智慧教室（带有学习平板以及电脑的）；每台平板装有雨课堂软件。
2.资源准备：
（1）学习平台：本次游戏化教学以雨课堂平台作为教学任务实施与管理的主要载体
（2）学习资源：
①微课资源以及教材资源：内容包括数据可视化的方式，即图表的类型及其对应的含义、词云的含义；用Pythn语言实现数据可视化的原理及代码。
②参考资料：
A.在线实现数据可视化的工具汇总；
B.“王者荣耀角色属性表.xlsx”
③网站资源：B站《数据可视化的方法》
（3）学习工具：
①Office工具：Excel
②协作交流工具：雨课堂（交流、互评）、搜索引擎（用于查找资料）
六、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
【知识回顾】
（3min）
教师：在之前的课程中，我们已经感受到我们的日常生活中充斥着海量数据，我们可以根据自身需求采集相关的数据，但采集到的数据可能是非标准化的、不完整或重复的，这样的数据我们把它称之为什么呀？对，脏数据。因此我们需要通过删除重复数据、补全缺失数据和校正错误数据等方式整理数据，以确保数据是相关和准确的，从而将“脏数据”变为“清洁数据”。为了获得有价值的信息，还需要对数据做进一步的分析，上节课我们讲到数据分析的方法主要有对比分析法、平均分析法和结构分析法，那么，在分析数据的过程中，如何呈现数据以帮助我么更好地分析数据；或者分析数据后，是否有更好的方式呈现数据分析的结果呢？
跟上教师的步伐，共同回顾之前课程的知识。
回顾采集数据、整理数据、分析数据的方法与特点，帮助学生加强对学过知识的记忆与理解，同时以问题的形式引出本节课的主题“数据可视化”，让该问题贯穿于整个教学活动中，让学生带着这一问题完成探秘数据可视化的游戏之旅。
【游戏引入阶段】
创设情境
明确任务
（4min）
1.创设情境
今天，我们来到了王者荣耀峡谷，突然有一位名为“小星”的精灵正在向大家求助，她叙述到“我的家乡正在被他人入侵，恳请各位英雄好汉出手相助”，善良的大家立刻整装待发。
2.明确任务
教师提供游戏规则。本次游戏的主线任务是击退敌人并帮助小星与敌人议和，学生以小组为单位，每完成一次任务，奖励10个金币。在完成任务数相等的情况下，根据完成时间和质量再额外奖励10个金币 。
1.认真聆听情境，了解本次学习主题开展的背景与情境。
2.根据雨课堂平台分组结果，思考教师提出的问题，初步感知游戏学习任务和游戏规则。
1.贴近学生兴趣创设游戏情境，激发学生的学习积极性；
2.以小组为单位进行学习，在一定程度上提高学生的合作意识和团队协作能力。
【游戏探究阶段——快速选角色】
提出问题
提供资源
新知讲授
拓展延伸
确定角色
（28min）
1.提出问题（1min）
为了保证我们能够成功击退敌人，在出发前我们需要为自己选择相应的王者角色，以提高我们的战斗力。王者荣耀大约有153个不同的角色，不同类角色（坦克、战士、刺客、法师、射手、辅助）技能属性（追捕、抓获、击倒、技巧、对抗）和特点均不相同，如何在短时间内选择自己最心仪的角色？——即角色数据信息太多，如何更高效快速地分析数据信息并选择最适合自己的角色？——通过图表展示数据
2.提供资源（4min）
提供学习资源包，引导学生根据资源初步学习图表的类型及对应的含义。
3.新知讲授（3min）
教师介绍五种类型的图表，重点讲解散点图和雷达图。接着讲解利用Excel表格制作图表的步骤，引导学生将“王者荣耀20个角色技能数据.xlsx”制作成图表。（同一个情境绘制成五种不同的图表，并进行横向对比）
4.拓展延伸（18min）
教师介绍利用Pythn制作图表的步骤，鼓励学生利用Pythn制作图表。
5.确定角色（2min）
根据图表可以分析确定xx、xx角色战斗力较强，学生选择心仪的角色并将其名称和技能属性值填写在教师发送到学生平板上的共享表格中。
1.【关卡1】了解图表类型及对应的含义：根据教师提供的学习资源，以小组为单位共同学习5种图表类型及含义，重点理解散点图和雷达图的含义。
2.【关卡2】选择合适的图表类型，利用Excel表格将“王者荣耀20个角色技能数据.xlsx”制作成图表。
3.【关卡3】根据教师提示的步骤，以小组为单位利用Pythn制作图表并进行展示。
4.选择角色并其名称和技能属性值填写在共享表格中。
1.通过设计具体的游戏情境问题引出利用图表将数据可视化的主题任务，也是本次游戏化教学的第一个主线任务；
2.设计三个游戏关卡，激励学生在完成任务的过程中掌握图表的类型、含义及制作方法。同时通过动手操作，锻炼学生的信息技术能力和代码能力，培养学生信息意识和计算思维。
【课堂总结】
（6min）
1.课堂总结（3min）
教师：“在主线任务1中，我们利用图表处理了大量的数据，帮助小星击退了敌人。图表主要是针对于数字数据的，其包括但不限于折线图、柱形图、饼图、散点图和雷达图，可以通过Excel表格和Pythn进行绘制。其中，利用pythn绘制时，主要会使用到Matpltlib 库中的子库pyplt中的title、xlable、ylable、plt、shw等方法。利用图表将数据展示出来的过程，也叫数据可视化，它主要是将大量繁杂的数据以简洁的形式表现出来。”
2.启发思考（2min）
小星：“感谢大家通过图表分析出了最具战斗力的角色，帮助小星击退了敌人，大家很棒哦！”
教师：“为什么这些人会攻击你的家乡呢？”
小星：“在很久以前有人在这儿旅游吃饭时被噎住了，我们当即采取了海姆立克法进行急救，但是被有心人错位偷拍并上传至网络，散播我们霸凌游客的谣言。目前整个峡谷中都充斥着关于我的家乡的负面评价，越来越多的人不明真相便也加入了攻击我们的队伍，他们最厉害的武器就是不辨真假的语言唾沫。”
教师：“同学们，有什么办法能帮助小星消除大家对他们的误会吗？大家可以课后思考一下，下节课继续本次游戏之旅。”
3.布置作业（1min）
（1）将本节课共享文档中的数据进行可视化并分析其含义，即将大家选择的角色技能属性值制作成图表。
（2）尝试利用Pythn中的循环结构绘制出含有所有角色的所有属性值的折线图。
1.认真聆听教师总结课程，做好笔记；
2.积极思考教师提出的问题。
1.总结三个关卡中学习的知识，引出数据可视化的含义，加深学生对本节课知识的理解。
2.通过创设情境给学生留下想象的空间，激发学生的学习兴趣。
七、教学结构流程的设计
开始
知识回顾
学生以小组为单位将提供的数据制作成图表
学生利用Pythn制作图表
完成前三个游戏关卡任务并确定角色
教师讲解利用Excel制作图表步骤
游戏引入阶段
教师创设情境
介绍游戏规则
学生分组
感知游戏人物
游戏探究阶段——快速选角色
教师讲解利用Pythn制作图表的代码
学生根据提供资源学习图表类型及含义
教师提出问题，确定第一个游戏任务——确定角色
课堂总结
创设情境，启发思考
结束
八、学习评价设计
1.学生学习效果评价量表：用于了解学生的真实掌握情况，以便后续课程的改正与学习。
学生学习效果评价表
游戏阶段
评价内容
评价水平
记忆
理解
应用
分析
评价
创造
游戏引入阶段
1.是否清楚游戏背景与情境？
是 否 不太确定



2.是否理解游戏具体规则？
是 否 不太确定



3.是否能够和小组成员共同思考并形成初步解决方案？
是 否 不太确定


游戏探究阶段
1.是否已理解教师提出的问题与任务？
是 否 不太确定


2.是否已掌握图表的类型和含义？
是 否 不太确定


3.是否已掌握图表的制作方法，即利用Excel表格和Pythn语言进行制作？
是 否 不太确定




课堂总结阶段
1.是否能够和小组成员共同利用pythn绘制图表？
是 否 不太确定




2.教师在整个教学过程中，是否发挥了应有的指导作用？请提出建议与意见。

2.小组协作任务评价表：用于组内评价，掌握小组合作情况
小组协作任务评价表
小组序号
第1组 第2组 第3组 第4组
一、我认为我们小组协作已完成的目标
选项
1.促进对学习内容的理解
优秀 合格 不合格
2.吸收他人观点，促进个人深层理解
优秀 合格 不合格
3.合理分工
优秀 合格 不合格
4.学习如何在有限时间内完成游戏任务
优秀 合格 不合格
5.通过协作完成游戏任务
优秀 合格 不合格
二、我认为我的小组在合作挑战中已完成的任务
选项
1.确认组内对游戏任务理解达成一致
优秀 合格 不合格
2.将游戏任务拆分成几个小任务，分配给不同成员
优秀 合格 不合格
3.确认组内成员是否完成分配的小任务
优秀 合格 不合格
4.小组协作中向成员解释个人理解
优秀 合格 不合格
5.识别讨论中出现的问题
优秀 合格 不合格
6.汇总目前讨论存在的问题
优秀 合格 不合格
7.针对具体问题提出一个解决方案
优秀 合格 不合格
8.促使小组成员达成一致理解并完成游戏任务
优秀 合格 不合格
3.游戏化教学模式意向调查：用于收集学生对游戏化教学模式的看法，为下次教学提供反馈
游戏设计部分（主要是评价）
选项
对游戏主题与背景的设计是否满意？
非常满意 满意 一般 不满意 非常不满意
对游戏具体任务与关卡的设计是否满意？
非常满意 满意 一般 不满意 非常不满意
对游戏奖励是否满意？
非常满意 满意 一般 不满意 非常不满意
游戏化教学模式能否鼓励你积极学习？
能 不能 一般
游戏化教学模式下掌握本节教学内容的程度？
非常好 好 一般 差 非常差
意见与反馈
九、布置作业
1.将本节课共享文档中的数据进行可视化并分析其含义，即将大家选择的角色技能属性值制作成图表。
2.尝试利用Pythn中的循环结构绘制出含有所有角色的所有属性值的折线图。