2.1 知识与智慧教学设计 2022—2023学年高中信息技术粤教版（2019）必修1

2.1知识与智慧教学设计 教材分析：本节是高中信息技术必修1《数据与计算》第二章第一节的内容.第二章主要介 绍知识与数字化学习，什么是知识.怎么获取知识，获取知识解决问题的创新思维能力是智 慧，本节主要让学生了解知识的生成过程，为后面利用数字化工具学习知识打下基础 学情分析： 学生虽然接触了很多的知识.但是对知识产生的过程并不是很清楚.本节通过游戏和案 例让学生知道知识产生的过程，弄清楚数据简称D、信息简称I、知识（经验）简称K、智 慧简称W(简称DKW)之间的关系.有意思地利用数字化工具学习知识.并应用知识解决 实际问题，获得解决问题的创新思维能力（智慧）。 教学目标： 通过游戏和典型案例，学生了解DKW之间的关系： 学生体验利用数字化工具获取知识并解决问题的过程： 培养学生利用数字化工具获取知识和解决问题的意识 教学重难点： 教学重点：DKW的概念：教学难点：体验用数字化工具获取知识的过程 教学过程 一、实验 实验器材：电源开关滑动电阻电压表电流表 电阻R/欧姆：5101520253035404550 电流I/mA:5862911981431019872685955 运用python工具处理数据，绘制图像.散点图、曲线图、曲线拟合图（有曲线图.有模拟 验证图，曲线图与验证图类似，假设成立) 绘制散点图：安装python解释器lupyter notebook.首先下载，打开网址 www.anaconda.com/distribution,下载安装 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy import optimize x0=[5,10,15,20,25,30,35,40,45,50] y0=[586,291,198,143,101,98,72,68,59,55] plt.title(“test") plt.xlabel(R/欧姆') plt.ylabel('l/mA') plt.scatter(xo[:],yO[:],5,"red",linewidth-3)绘制散点图 plt.plot(x0,y0)绘制曲线图 plt.show() 二、假设并验证 假设电流和电阻之间的关系式反比例关系，得到=U/R,那么，当 U=2905.67607341mv时候 1=U/R,对数据做曲线拟合，曲线拟合图，U=2905.67607341mV与电压表示数U=3V基 本吻合，即1=2905,67607341/R #定义反比例函数 def f 1(x,U): return U/x#获得电流 U1=optimize.curve_.fit(f_1,x0,y0[o]#curve曲线，[O]是第一个数值popt拟合曲线参 数，popt是参数的优化值.就是U1,U1可以看做一个常量.就是找到一个常量，使得散 点到拟合曲线上的点距离最近，这个最近可以用协会方差来表示，一般就是y-y0的平方和 除以点的个数的值是最小的，参数的优化值用curve_.fit计算生成。 ×1=np.arange(5,50.01,0.01)*5和50对应x1的两个端点.步长为0.01 y1=U1/x1 plt.plot(x1,y1,"orange”)#创建拟合曲线，拟合曲线与散点曲线越接近，且参数的优化值 与实验数据接近，则说明假设是正确的.这是对欧姆定理，电阻与电流反比例关系的验证 plt.show() print("U=",U1) 实验，采集数据分析数据（提出假设）建立模型和验证 知识的获取过程，实验观察获取数据，数据进行分析，进而发现规律（案例的规律就是电流 与电阻的反比例关系).获得知识 欧姆定理是知识.是对事物本质的反应。5是数据.5欧姆就是信息，是对事物运动状态的 反应.有具体的意义的数据，知识就是对数据进行提炼、研究、分析得到规律的东西，有的 规律的东西是需要验证的。 2.1.2智慧Wisdom 通过欧姆定律知道电阻与电流成反比例关系，这样的知识在生活中有哪些应用呢，同学 们知道台灯怎么控制亮度，电视机、收音机怎么控制音量的呢，你能利用欧姆定律知识解决 这样的问题吗？ 数据：现实世界客观事物的符号记录，经过加工处理，变成有意义的数据是信息.，对信息进 行提炼、研究、分析的结果，反应事物的本质是知识：智慧是为了达到预定目标而运用知识 解决问题的创新思维能力，前者是基础.后者是抽象与升华 数据的加工处理包括数据间的相互关系，建立关联.李华的身高178mm,是说178 与身高建立了联系：信息到知识。理解信息间的相互关系。归纳推理，男生身高一般高干女 生，通过几组信息.发现规律，知识.还比如数列的通项也是知识：从知识到智慧的转化 主要利用知识原理与法则去解决现实世界的问题。 拓展 科学研究的第三