1.3数据科学与大数据 教学设计 2023—2024学年高中信息技术人教/中图版（2019）必修1

1.3数据科学与大数据 学 科 信息技术 年 级 高二 班 级 授课教师 章 节 第一章第三节 第一课时 课题名称 数据科学与大数据 课 型 新授课 授课时间 教材内容 分析 信息技术的发展与普及为我们创造了一个全新的数字化生活环境。它们在给我们带来生活便利的同时，也在逐渐地改变着我们的生活方式。 学生情况 分析 学生对信息技术的关键技术以及信息技术对生活与学习的影响有一定的了解，但对所学内容只是体验性和经验性的认识。因此，在教学中，要引导学生从日常学习、生活中发现问题，分析问题、归纳和提炼问题，并结合各种事实和案例进行指导分析，促进学生对本课内容进行理性建构，形成深入思考的系统思维。 课标要求 内容要求：探讨信息技术的关键技术和社会应用对社会的发展、科技的进步以及人们的生活、工作与学习的影响。 学业要求：了解信息技术的关键技术和社会应用对社会的发展、科技的进步以及人们的生活、工作与学习的影响。初步了解人、信息技术与社会的关系。 教学目标（核心素养） 认识数据科学，体验大数据对学习、生活和社会发展的影响。 了解大数据在社会各领域中的应用，感觉大数据在社会变革中的作用。 教学重点 大数据的应用 教学难点 从大数据中找到有用的信息 教学方法 案例分析法、讲授法、任务驱动法。 教学过程 教师活动 学生活动 二次备课 引 入 新 课 体验探索——体验大数据 大数据技术的广泛应用，正在悄然改变着我们的生活。有网站利用电子地图的定位功能进行大数据计算与分析 ，并采用可视化呈现方式，反映人口流动的轨迹与特征。通过它可以了解当前及过往时间段内，全国及各省、市的人口流动情况，以便直观地确定流入人口的来源和流出人口的去向。图1.3.1呈现的是某日迁入或迁出北京的人口数据情况。这种利用大数据技术生成的可视化地图可以为交通部门制定政策、提升服务质量提供参考，也可以为百姓生活、企业生产等提供参考，从而实现更大的社会价值。 选择一座城市，通过网站了解与其有关的人口迁入和迁出的热点城市分别有哪些。 从北京出来的的都去哪了？ 设疑：试分析这些人口流入和流出的热点城市有何关联？从中有何发现？ “迁徙”地图中的数据是如何获取的？数据量会有多大？试说明大数据与传统意义上的数据的区别。 仔细阅读体会大数据。 新 课 学 习 新 课 学 习 1.3.1数据科学的兴起 人类认识世界的方法： 观察、感知——分析自然现象——发现其中的发展规律 实验探究——研究问题 对问题假设进行验证和判定。 计算机技术的应用。 峰值运算速度达到12.54亿亿次/秒。 ( 文本 图像 音频 视频 ) 物联网 数据 智能终端 掌握数据处理方法，挖掘数据价值，通过采集、分析、利用数据来改善生活。 阅读大展——引力波与数据 1.3.2大数据及其应用 巨量性：数据体量巨大，提高了数据对事物描述的完整性。 多样性：数据各类繁多，包括传统的关系数据，还有网页、搜索索引、图像、音频、视频和地理位置。 迅变性：数据生成的速度快，且在短时间内处理完毕。 价值性：不仅指大数据能产生价值，更是指大数据所创造的价值密度相对偏低。 补充真实性特征，学会判别信息的真伪性。 大数据技术 大数据技术指对巨量数据资源进行采集、提取、存储、分析和表达的技术，一般包括大数据采集、大数据预处理、大数据存储与管理、大数据分析与挖掘及大数据可视化与应用技术。 大数据采集 项目名称 简单描述 大数据采集 物联传感、社交网络 平安城市 智能安防 大数据预处理 降低数据规模，提升数据处理的准确性 获取有价值的信息 大数据存储与管理技术 把数据存储起来， 进行管理和调用 云存储和分布式 管理技术 大数据分析与挖掘技术 分析出有潜在价值的信息 精准扶贫大数据 云台（下图） 大数据可视化与应用技术 把数据直观、形象地呈现，为社会活动 提供依据。 大数据客流 分析系统（下图） 实践活动 利用智能手机上的导航地图可以了解即时路况信息，以查找“捷径”顺畅出行。 现在的计算机技术已能很方便地将路上车辆的行驶轨迹数据充分利用起来，自动计算出每条道路的实时交通流量。导航地图平台还能根据用户实时上报的交通事件信息，通过大数据平台，将各种信息整合，得出相应的交通路线。 大数据平台综合考虑道路环境、天气情况和节假日等多种因素，基于大数据分析得出每条道路在不同环境或不同时间的路况规律，为交通预测和路径规划提供数据依据。 体验利用导航地图查找出行“捷径”，