浙教版（2023）四年级下册数据可视化教学设计

这是一份浙教版（2023）四年级下册数据可视化教学设计，共7页。教案主要包含了学习内容分析，学习对象分析，板书设计等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
小学信息科技
年级
四年级
学期
春季
课题
数据可视化
教科书
书 名：小学信息科技教材
出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
教学内容与学习对象分析
一、学习内容分析
本课主要内容包括“走进数据可视化”“数据可视化多种呈现方式”和“数据可视化应用”三个部分。重点学习的大概念是“数据存在多种形式，可以通过一定的规则进行组织和呈现”。
本课内容与四上第二单元《数据证明观点》中“图表呈现”、四下第三单元《用数据讲故事》中“记录身边的数据”“设计统计表”等内容密切相关。本课重点是通过类型更丰富的数据可视化呈现方式，从而更广泛地体现数据可视化的应用，为“规律与预测”“数据分析报告”提供学习基础。
本课在“讨论”部分设置一天24小时累计降水分布图特点的探索，表达数据呈现方式的优点。本课“建构”第一部分“走进数据可视化”，以折线图、饼图和动态热力图作为可视化图表认识和分析的学习范例，折线图和饼图在生活中比较常见，是两种经典统计图；动态热力图是随着大数据技术发展而逐渐进入大众视野的，是大数据时代数据可视化的一种样例。第二部分“数据可视化方法”，以上一课“历年9月28日天气数据”为分析基础，以饼图的制作当作可视化方法的范例，强调数据可视化需根据主题和图表特点合理选择。第三部分“数据可视化应用”侧重于大数据时代，数据可视化在各行各业的具体应用形式。这三部分内容，在四年级上册基本统计图的知识和应用基础上，进一步从数据可视化的感知，到方法的引导，最后再到数据可视化的具体应用，以点带面，以小见大，初步体现出数据对科学决策的作用，以及大数据技术对当代社会发展的影响。
二、学习对象分析
学习对象为四年级学生，通过对四年级上册用数据证明观点和四年级下册设计统计表的学习，学生已具备电子表格软件的一般操作，能使用电子表格软件的图表呈现信息。生活经验方面，四年级学生对生活中各类图表有一定的认识，对于探究多种方式呈现数据有一定的兴趣，倾向于在较为熟知的情境中进行探究学习。但是对于需要根据主题表达、图表特点等要求，利用筛选、统计等方法处理数据，再进行数据可视化的操作水平还有待加强，对于创作更符合主题的数据可视化能力偏弱。
教学目标分析（含核心素养导向）
1.通过“在线数据图表平台”查看各类图表，认识数据可视化。
2.通过天气数据可视化要素分析，了解数据可视化的方法。
3.通过体验“国家气象数据可视化”，了解数据可视化的应用。
教学重点：探究数据可视化的方法
教学难点：数据可视化的要素分析
教学过程
（一）讨论：感知气象数据的呈现方式
1.观察某市24小时累计降水分布图（如图1）中包含的数据内容。
图1 某市24小时累计降水分布图
2.思考以下两个问题：
降水范围、地区降水量大小、地区之间降水量对比可以采用什么样的呈现方式？
这些呈现方式有什么优点？
将结果填写在信息科技学习平台中的数据分析表（如表1)内。
表1：降水分布图的数据分析表
角 度
呈现方式
呈现优点
降水范围
地区降水量大小
地区之间降水量对比
【教师引导】
1.在学生分析降水分布图时，引导学生发现分布图中包含了降水范围、地区降水量大小、地区之间降水量对比等数据内容。
2.在学生讨论与填表过程中巡视，了解学生情况，引导学生概括出呈现优点，引出本课题《数据可视化》并板书。
【设计意图】通过观察某市 24 小时累计降水分布图，引导学生关注数据的呈现方式，认识到数据可视化能够更直观地展示数据信息，通过分析数据－交流讨论—填写记录单的形式，让学生初步感知数据呈现方式的优点，培养学生对数据的敏感度和对信息价值的判断力。
（二）建构：认识并了解数据可视化方法
活动一：走进数据可视化
1.打开在线图表数据平台，如图2所示。查看了解折线图、玫瑰图、气泡图、环形图、动态热力图、动态排名条形图等图表，进行特点分析。
2.将分析的结果在呈现形式的特点分析表（如表2）中打勾。并进行汇报分享和点评。
表2：呈现形式的特点分析表
呈现形式
特 点
饼图
各类别的占比情况 数据的变化趋势 各类别的差异情况
某区域动态实时变化情况 各时间点数据的动态排名情况
折线图
各类别的占比情况 数据的变化趋势 各类别的差异情况
某区域动态实时变化情况 各时间点数据的动态排名情况
气泡图
各类别的占比情况 数据的变化趋势 各类别的差异情况
某区域动态实时变化情况 各时间点数据的动态排名情况
动态热力图
各类别的占比情况 数据的变化趋势 各类别的差异情况
某区域动态实时变化情况 各时间点数据的动态排名情况
动态排名条形图
各类别的占比情况 数据的变化趋势 各类别的差异情况
某区域动态实时变化情况 各时间点数据的动态排名情况
【教师引导】
1.组织学生体验在线图表数据平台，巡视关注学生的实践情况，引导学生从数据关系分析图表的特点。
2.组织学生填写特点分析表，教师拍照并展示有问题的分析表进行点评分析。
教师询问学生图表和数据内容之间的关系，并出示五个常见图表，如图4所示。最后分析对应特点。
图4 数据呈现形式部分图表样例
►饼图：比例情况。特点：各类别的占比情况。
►折线图：上升或下降趋势。特点：数据的变化趋势。
►气泡图：气泡大小差异和分布情况。特点：各类别的差异情况。
►动态热力图：渐变的颜色和动态实时变化情况。特点：某区域动态实时变化情况。
►动态排名条形图：时间序列和每个条形代表一个国家，根据其数值大小进行排序的关系。特点：各时间点数据的排名情况。
【设计意图】通过在线图表数据平台的实践，了解折线图和饼图在生活中比较常见，是两种经典统计图；动态热力图是随着大数据技术发展而逐渐进入大众视野的，是大数据时代数据可视化的一种样例。通过探究各类呈现方式特点分析，突出了解不同呈现形式背后的逻辑和主要特征的重点内容，培养了学生数据分析和数据处理能力。
活动二：探讨数据可视化方法
1.观看电子表格软件和在线图表数据平台的图表制作方法微课视频，引导概括出“ 具有
优点，但可能在 方面有不足之处。”
2.制作“历年9月28日有雨和无雨的比例情况”为主题的饼图，并填写记录数据可视化要素分析表，参与互评活动。
序号
分析需要的数据
分析数据特点
处理工具/平台选择
数据处理的方法
选择的图表类型
1
3.根据数据可视化的要素，概括出数据可视化的一般方法。并按照“先要确定 ，再确定 并进行特点分析，依据数据特点选择 制作，考虑 以及 进行可视化。”
【教师引导】
1.教师引导学生从数据内容和数据特点概括两种可视化工具的优缺点。
2.教师组织学生开展制作“历年9月28日有雨和无雨的比例情况”为主题的饼图活动和填写数据可视化要素分析活动。

教师询问三个作品中的问题和解决方法，最后分析对应可视化要素，进行归纳记录。
名称
问题
解决
对应可视化要素
学生作品1
只有0和1，没数量
筛选和统计0和1的操作
数据处理的方法
学生作品2
风速统计和有雨无雨无关
选中“天气”列数据
分析需要的数据
学生作品3
气泡图不能统计占比情况
选择饼图图表
选择的图表类型
3.巡视学生填写要素分析表的情况，完成后对学生的作品进行师生互评。对有问题的要素分析表（图9、图10）进行电子拍照，引导学生对需要的数据和数据的特点进行可视化分析要素。

图9 学生分析表1 图10学生分析表2
数据可视化的一般方法先要确定表达主题，再确定需要的数据并进行特点分析，依据数据特点选择处理平台制作，考虑数据处理方法以及选择图表类型进行可视化。”
【设计意图】通过学生制作饼图的活动，引导学生需要根据数据特点选择合适的图表类型，并运用数据可视化要素分析表进行数据处理和分析，这涉及到算法设计和数据组织的思维过程，有助于培养学生的计算思维。在探讨数据可视化方法的过程中，引导学生分析不同可视化工具的特点和适用场景，选择合适的工具来处理数据，学会根据需求获取和处理信息。概括数据可视化的一般方法时，引导学生根据实践操作概括数据处理的步骤和流程，如确定分析目的、选择数据、分析数据特点、选择处理工具和图表类型等，突破了学生理解数据可视化一般方法的教学难点，这有助于提升学生的逻辑思维和系统化思维能力。
（三）应用：用国家气象数据可视化解决问题
观看“其他数据可视化应用案例”视频，并打开国家气象数据中心网站的，点击“可视化”栏目，体验数据可视化的应用。按照“国家的气象数据可视化可以帮助旅游行业 ，体育行业 。”
【教师引导】
教师在巡视体验国家气象数据中心网站“可视化”过程中引导学生理解气象数据可视化可以帮助旅游行业提供气象服务，帮助体育行业赛事安排等服务。
【设计意图】通过观看“其他数据可视化应用案例”视频，让学生了解数据可视化在其他场景的应用，通过点击国家气象数据中心网站的“可视化”栏目的实践操作，让学生感受数据可视化平台在气象领域内的应用，从国家气象数据可视化应用拓展到生活中其他场景联结社会与世界，理解正确使用数据的含义，以学科视角了解数据可视化的广泛应用可以帮助人们科学决策，从而增强对信息社会的责任感。
（四）小结：数据可视化方法
1.登录浙江省中小学信息科技学习平台，完成课堂评价问卷。
（1）可以直接地反映数据间的关系，让人们更好地发现隐藏在数据间规律的是（ ）
A.图片 B.数据可视化 C.数据整理 D.数据采集
（2）以下不属于数据可视化的呈现形式的是（ ）
A.玫瑰图 B.散点图 C.文字 D.动态排名条形图
（3）根据数据的特点，以下处理平台或工具能实现数据可视化的是（ ）
A.处理器 B.GldWave软件 C.WPS电子表格 D.摄像机
（4）以下不属于数据可视化平台在日常生活中的应用场景的是（ ）
A.交通出行 B.数据处理 C.购物决策 D.智能家居管理
2.（机动）基于“一个月气象数据的统计表”选择不同主题和恰当的图表类型，尝试数据可视化。
【教师引导】
组织学生在学科平台完成问卷，并反馈学生的评价结果，针对达成率不高的知识点集中讲授。最后教师结合板书（如图11）概括本节课的学习内容。
【设计意图】通过课堂评价作业的开展让学生再次熟悉数据可视化的概念、方法、应用。为体现教学评一致性，评价题目的设置回应教学目标，通过评价来反馈本节课的达成度。
七、板书设计
图11 板书设计示意图