資源簡介

《數據的采集》教學設計
學科 信息技術 年級 高一 學期 秋季
教科書 粵教版信息技術（必修一）《數據與計算》
教材分析
本次課選自必修一第五章《數據處理和可視化表達》第二節，在前一節內容中學生已經認識大數據及其特征，理解數據對日常生活的影響。本節內容是引導學生學會針對不同數據需求，合理選擇合適的工具和方法對數據進行采集和存儲，為后續的數據的分析和可視化處理做準備。同時引導學生在日常生活中，學會對數據進行保護，提高個人信息安全意識。
學情分析
本節課的教學對象為高一年級學生。同學們在前面的學習中已經體驗了利用程序去解決問題，掌握了python程序設計語言的基礎知識。同時以學生會使用到的“去哪兒網”網站數據為爬取對象，不局限于教材內容，學生興趣濃厚。
教學目標
1、在日常生活中，根據實際解決問題的需要，恰當選擇數字化工具獲取數據，并能關注信息技術工具發展中的新動向和新趨勢，有意識地使用新技術處理信息。（信息意識） 2、針對給定的任務進行需求分析，明確需要解決的關鍵問題，按照問題解決方案，選用適當的數字化工具或方法獲取數據，并能遷移到其他相關問題的解決過程中。（計算思維） 3、采用簡單的技術手段，保護數據、信息以及信息設備的安全。同時具有信息安全意識，尊重和保護個人及他人的隱私。（信息社會責任）
教學重難點
重點：掌握數據采集的方法；理解對數據保護的意義，增強數據安全意識。 難點：體驗網絡爬蟲采集數據，并知識遷移到其他數據采集問題解決中。
教學準備
1、課件、項目學習資源包、項目學習學案等；
教學方法
自主探究、項目教學（PBL）、任務驅動等。
教學過程
教師活動 學生活動 設計意圖
導入真實情景
引入真實情境 2023已過去大半，今年的“旅游”熱度一直居高不下，從國家調查統計結果來看，2023年前三季度，國內旅游總人次36.74億。大家回憶一下，今年有哪幾大旅游爆火事件令你印象深刻？先有爆火的淄博燒烤，后有出圈的貴州村超，各地文旅局為促進當地旅游，可謂是頻頻出招。 點出學習主題 如何快速的采集海量的旅游數據中，并從中分析出旅游地個景點的整體評價？便于我們結合自身興趣制定自己的旅游計劃呢？ 結合日常所聞，感受旅游的熱度？ 思考如何解決數據采集的問題。 結合學生們都有所聞的2023年旅游熱點事件引入主題，激發學生興趣。 中國地域遼闊，感受豐富的自然景觀和人文景觀旅游資源，激發學生們的愛國情懷。
探究一：數據采集的方法
引導提問： 日常生活中我們有哪些方式用來采集數據？ 閱讀書本： 讓學生與讀書本，掌握數據采集的方法。 案例引導： 教師提出三種需要進行數據采集的案例，讓學生回答可選擇采用哪種數據采集方法？ 閱讀書本，完成項目導學案中的探究一：數據的采集方法。 思考教師問題。 通過提問，引導學生對“大數據”的概念加深理解。 回歸課本，培養學生自主學習能力。 通過案例幫助學生理解概念。
數據的采集——網絡爬蟲
引導提問： 大家平時在哪里聽過爬蟲技術或知道哪些事情是利用爬蟲技術實現的？ 觀看視頻： 電影《孤注一擲》中提到爬蟲的片段 網絡爬蟲技術的介紹 需求分析： 查看網頁，引導學生確定想采集網頁中的哪些數據？ 動手體驗： 運行程序，體驗爬取網頁數據的過程。 代碼分析： 閱讀代碼，引導學生對比分析該代碼與前面所編寫的代碼有哪些不一樣的地方？ 教師補充介紹Python第三方庫的作用和調用方法。 1、觀看網絡爬蟲介紹視頻，談談你對網絡爬蟲的理解； 確定需要采集的數據需求； 完成任務二：完成景點數據的爬取，保存為CSV文件。 4.完成任務三：安裝第三方庫 通過《孤注一擲》中爬蟲和應用和本課中景點數據爬取的對比，體會技術的合法應用。 讓學生體驗“爬蟲”的過程，增強學生的計算思維。 3.掌握第三方庫的安裝方法，為后續數據的分析做準備
探究二：數據的存儲
我們采集的數據，后續還會有使用到的地方，但是機房的學生機關機后會進行還原： 提問：你該如何保存你爬取的數據？ 教師根據學生回答，總結數據存儲的方式：本地存儲和第三方公共或私有云端存儲 學生結合生活實際，談一談日常存儲的工具有哪些 聯系實際，明確數據存儲的方式
探究三：數據的保護
引導提問： 數據存儲完成之后，是否就無后顧之憂了？ 還需要考慮哪些問題？ 什么情況會導致數據的缺失？ 針對數據缺失的不同情況，我們可以采取哪些保護措施？ 通過教師的引導和學生的回答，教師介紹數據安全保護技術。 5.在旅行過程中哪些環節可能會造成個人數據泄露？ 觀看視頻： 觀看國家網絡安全宣傳視頻，引導學生總結數據的隱私保護的途徑。一是技術手段；二是提高自身的保護意識；三是對數據使用者進行道德和法律上的約束。 學生思考并回答問題，自主總結數據安全保護的技術。 觀看視頻。提高自身保護意識 引導學生發散思維，強化信息安全意識。 提高學生信息社會責任意識，對數據和數據技術的使用在合法范圍。
課堂總結，隨堂練習
總結本節課學習內容：引導學生建立本課時知識的思維導圖。 教師在線進行隨堂測試，了解學生學習情況。 學生完成練習，分享自己的答案。 鞏固提高，老師點撥。
課后思考
請同學們思考，獲得了影評后，我們希望從這些雜亂無章的文本數據中，提取哪些關鍵數據進行下一步的分析？
教學反思
本節課以真實情景為導入，結合學生知道的旅游熱點事件，激發學生興趣。教學內容主要以教師引導學生自主探究層層推進，讓學生充當教學活動的主角，積極主動的參與課堂教學。在整個教學過程中，學生能夠實際動手體驗，也結合視頻適時調劑課堂氣氛，確保學生學習興趣的持續性。本節課教學重難點均利用不同方法幫助學生掌握。但補不足的是，采集不同的數據需求，所編寫的爬蟲程序是不同的，課上只能展示一種類型，學生如果想爬取其他網絡數據，還需要再深入進行學習，編寫合適的代碼。
附件：項目導學案
項目導入
在旅游之前，我們都會在網上查閱資料，閱讀攻略，結合自身興趣選擇部分景點，來規劃旅游路線。但是網上景點信息很多，無法逐一詳讀。我們可以選擇通過網絡爬蟲的方法，將景點介紹相關數據爬取下來后，對其進行分析，找出有利于幫助我們規劃旅游安排的有價值信息。
項目探究與實施
探究一：數據采集的方法
1、快速閱讀書本，掌握數據采集的方法有哪些？
案例 合適的數據采集方法
某網站遭到惡意攻擊后，警方需要調查黑客在入侵網站時留下的蛛絲馬跡，可以如何獲取？
去哪兒旅游“相關信息該如何獲取更為方便
科學研究院新增物理實驗室，對于實驗產生的數據我們該如何采集？
動手體驗網絡爬蟲的過程。
安裝第三方庫
安裝第三方庫方法
步驟一：打開cmd命令
Windows+R快捷鍵
輸入cmd，打開命令
步驟二：輸入安裝命令，安裝第三方庫
pip install scipy
知識拓展：
直接下載安裝，會發現下載速度慢，這不是電腦網速慢的原因，一般pip默認使用的是國外的源，那么我們只要把國外的源換成國內的，下載速度就可以提升很多了。
使用方法：
pip install 下載的模塊名 -i https://pypi.tuna.tsinghua./simple
比如我要下載numpy這個模塊，執行以下命令：
pip install numpy -i https://pypi.tuna.tsinghua./simple
常用國內源：
--豆瓣：https://pypi.douban.com/simple
--阿里：https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple
--中國科技大學：https://pypi.missors.ustc./simple

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