資源簡介

單元基本信息
單元教學主題 初識數據科學 單元課時 8
項目情境 在前面的學習中，小清已經學會了一些關于物聯網的知識，他對物聯網在感知環境、采集數據方面的能力特別感興趣，于是他采集了很多天的溫度數據。他想起曾經讀到過的一些關于天氣的知識，例如，一天中氣溫的最高值通常出現在14時，最低值出現在日出前后。他決定采集相關數據，通過數據科學的方法來檢驗這個結論。 小清知道：影響一天氣溫的因素包括當天的濕度、光照、風力等。通過采集和分析這些數據，他給自己提出了目標，即解決下列問題。 (1)一天中氣溫的最高值是否出現在14時 最低值是否出現在日出前后 (2)天氣條件對氣溫最高值和最低值的出現時間是否有影響 是怎樣影響的 (3)我國西部地區和東部沿海地區的氣溫規律有什么不同 同學們，你們是否也想知道如何著手研究這些問題，知道數據是如何被用來理解和解決問題的呢 請跟隨小清一起來探究吧!
項目任務 分析影響一天氣溫的因素
單元學習目標 1.信息意識：通過觀察探究理解數據科學，具有自主動手解決的問題、掌握核心技術的意識。 2.計算思維：在實踐運用中，能通過軟件與硬件相結合的項目活動采集、分析和呈現數據，體驗其中數據處理和應用的方法和過程。 3.數字化學習與創新：利用可視化工具進行數據分析，開展探究性學習，以解決項目問題。 4.信息社會責任：通過經歷合法合規采集、整理與統計分析數據的過程，明確科技活動中應遵循的行為準則。
整體設計 項目活動 對應教材中的課題 擬解決的項目問題 課時
項目籌備 單元前言 籌備單元項目，探究一天中的氣溫變化規律，項目實施規劃與小組分工表 1
知識探究 第1節 從數據到大數據 體驗地圖導航軟件，感受數據對生活的影響
第2節 數據的采集和整理 使用不同的數據采集方式如網絡爬蟲、數據終端采集天氣數據，對csv、xlsx等格式的數據進行整理 2
第3節 數據的統計分析 運用Excel及pandas知識來分析數據 2
第4節 數據可視化 運用多種方式對已有數據進行可視化 1
整理展示 單元小結 按照項目實施規劃與小組分工表的要求，繼續完成項目任務并開展交流評價 2（課外）
項目實施
項目籌備+知識探究
課時課題 《第1節 從數據到大數據（第1課時 含單元課時項目規劃籌備）》
課時目標 1.能夠基于單元項目情境并結合自身生活經歷，提出并確認屬于自己的項目主題 2.能夠根據項目任務與實施條件來規劃知識學習、實施步驟與預期成果，并設計出項目方案 3.能夠基于實際情況成立項目小組，自行商議小組成員的角色與分工任務，并撰寫出項目分工表 4.初步感知大數據，通過數據的采集、分析及可視化呈現等過程，掌握數據科學的基本知識
教學準備 項目規劃表、分工表、思維導圖軟件等
基本流程
具體導學過程 意圖說明
一、教學導入 【體驗活動】通過地圖導航軟件了解擁堵情況 教師由“影響一天氣溫的因素？”話題帶入，要求學生瀏覽教材第一單元前言部分中的項目情境。對比體驗活動提出“數據”一概念。 新課導學 籌備單元項目 師生確認影響一天氣溫的因素 提示：許多同學閱讀后，也想知道數據是如何被用來理解和解決問題的。有想了解大數據和大數據的特征、數據的整理與存儲與常用數據分析及可視化工具和方法等。 提問：“影響一天氣溫的因素有哪些？如何通過數據來進行驗證？ ——邀請學生回答。 教師分析通過科學數據解決問題的研究過程 從項目范例可知，要通過數據科學的方法來處理、利用數據的特征與規律，需要以下研究過程： ①整理好的真實數據集 ②數據采集方案設計 ③數據采集、分析和可視化 ④數據分析報告 師生共同分析相關知識的需求，確定項目方案與項目分工 ①學習生活中數據發展的現況——了解現實中的大數據應用 ②學習用計算機采集真實數據——了解與數據采集和整理相關的知識 ③學習從數據中獲取有用信息——了解與數據的統計與分析相關的知識 ④學習有效解讀數據價值——了解與數據可視化相關的知識 ——邀請按興趣組建小組，并確定項目方案與具體分工。 教師分析相關知識的主要獲取途徑 ①數據與大數據——第1課從數據到大數據 ②數據的采集與整理————第2課數據的采集和整理 ③數據的統計與分析————第3課數據的統計分析 ④了解與數據可視化相關的知識——第4課數據可視化 教師預估項目時間需求 ——-8課時 探索《從數據到大數據》 教師布置本節課學習任務 ——學習生活中數據發展的現況，了解現實中的大數據應用。 教師引領學生探索“數據再認識” 自主閱讀：書本P4-8的內容，確定數據發展的情況。 ②知識梳理：數據是信息的載體。我們大致可以從以下三方面認識數據：數據的表現形式、從數據到數據集、歷史中的數據故事。 教師引領學生將知識技能轉換為能力 ——確認“影響一天氣溫因素的原因與數據緊密聯系”。 教師引領學生探索“大數據的概念和特征及現實中的大數據” 自主閱讀：書本P9-13的內容，了解當前大數據的發展程度。 ②知識梳理： A.學習大數據的幾個方面：大數據的提出、大數據的特征、大數據的典型應用。 B.大數據是一個寬泛概念，其“4V特征”是巨量性、多樣性、高速性、價值性。 (5) 教師引領學生將知識技能轉換為能力 ①影響一天氣溫因素中的數據與 大數據 密切相關。 ②體驗活動：書本P12“通過地圖導航軟件了解擁堵情況” 以小組為單位，自行選擇一座目標城市，討論電子導航地圖和傳統紙質地圖的特點，并通過網絡收集資料、整理分享。 學生展示自己小組的成果。 (6)教師促進學生形成必備品格與正確價值觀念 提問：在剛才學習過程中，你認為現實中大數據的典型應用哪項最重要，為什么？ ——引領學生從社會責任感角度進行評價。 三、習題測試 1.地圖導航軟件實時顯示當前交通數據， 并結合歷史數據提供出行建議，充分體現了大數據特征中的（ ）。 A.巨量性（指數據體量巨大，普通計算機無法存儲的數據） B.多樣性（指數據的類型多樣，數據類型的多樣性源自數據源的多樣性） C.高速性（指數據產生、處理、傳輸的速度快） D.價值性（指大數據中包含有價值的信息，但是價值密度低） 2.你在學習和生活中經常使用的大數據應用有 、 、 。（請填寫 App 的名稱） 3.生活中的大數據應用無處不在，請從大數據的四個特征出發，分別舉出 一個教材之外的案例進行分析。 四、小結回顧 請同學按照下列提示進行總結回顧： 1.學到了哪些知識與技能？ 2.提升了哪些方面的能力？ 3.生成了怎樣的觀點？ 五、布置作業 請各小組對項目探究的階段成果進行整理并提交，整理內容： 1.項目方案、小組分工表 2.項目實施記錄表 網上查找數據探究方面的論文成果，或直接閱讀教材提供的資料填寫項目實施記錄表。 小組合作，培養團隊協作能力，理解數據對生活的影響。 了解他人做法，比如通過閱讀相關數據科學論文，提升自身的項目研究能力，為后續通過數據做研究打好基礎。
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