3.3.1 数据分析教学设计-2025-2026学年人教/中图版高中信息技术必修一

该高中信息技术教学设计聚焦数据分析的概念、作用、方法及工具，通过回顾数据采集与整理，结合南水北调项目情境，用视频和预习问题引出数据分析，构建“数据采集-整理-分析”知识链，形成学习支架。 以南水北调工程为项目主线，整合Python编程、在线分析平台、电子表格工具，任务一用平均分析法计算水资源均值（计算思维），任务二用结构分析法分析供水占比（数字化学习），任务三用对比分析法预测趋势（信息意识），融入工程意义培养信息社会责任，助学生提升实践与跨学科应用能力，教师教学结构化且素养导向。

教学设计 课程基本信息 学科 高中信息技术 年级 高一 学期 秋季 课题 数据分析 教学目标 1. 通过日常生活中的应用实例，学习体验数据分析的方法与作用，感受数据分析对人们日常生活的影响。（信息意识） 2. 能够利用软件工具或平台、Python语言编程对项目数据进行计算与分析。（数字化学习与创新、计算思维） 3. 通过项目的进一步完成，理解南水北调伟大工程的现实意义，提高合理用水、节约用水意识。（信息社会责任） 教学重难点 教学重点： 1. 数据分析体验实践。 教学难点： 1. 数据分析方法的选择运用。 教学过程 教学环节 教学内容 学生活动 设计意图 知识回顾 简单回顾本章前两节内容：数据采集和数据整理。引出今天所学内容：数据分析。 预习本节课内容。 预习本节课内容，并回答预习问题。 了解教材内容和本节课的学习目标。 创设情境 3min 1. 提出问题。 师：同学们好，在前面的学习中，我们采集并整理了一些南水北调工程的数据，对这项工程有了一些了解。 今天老师将带领大家通过分析南水北调工程的数据，继续完成本章的学习项目“用水分析助决策”。 (课前预习3min) 师：给大家3分钟的时间预习教材105-112页的内容，完成老师下发的预习检测题。 今天的项目探究任务是： （1）实施南水北调工程的起因是什么？ （2）南水北调工程的现状如何？ （3）南水北调工程的前景如何？ 在开始探究任务之前，我们先来看一段视频。（用鼠标点击播放视频） 在这段视频中，我们听到了新闻媒体和专家对南水北调工程的肯定性评价。评价是一种结论，结论是基于数据分析的。所以，为了完成今天的项目任务，我们也必须就行数据分析。 数据分析是数据处理的第三个环节。 3.展示目标 学习数据分析，需要掌握4个知识要点： 了解数据分析的概念。知道什么是数据分析？ 总结数据分析的作用。知道为什么进行数据分析？ 掌握数据分析的方法。知道怎样进行数据分析？ 体验数据分析的过程。知道用什么进行数据分析？ 预习并完成检测。 观看视频，了解南水北调的相关情况。 承前启后，延续项目的进度，激发学生发现问题、分析问题和解决问题的兴趣，引入新课 2.引出新知识。 展示相关数据，并结合数据处理过程，引出本节课主题——数据分析 认识数据分析 7分钟 1. (通过案例解析数据分析的定义) 同学们观察一下两组数据，结合教材，总结数据分析的定义。 了解了数据分析的定义，接下来我们通过一些案例，总结数据分析的作用。 2.（引导学生总结数据分析的第一个作用：了解事物的现状）。 （教师展示案例1） 师：这是一张化验单，化验单上的数据是怎么来的？ 生：（学生回答问题） 师：这张化验单有什么用？ 生：（学生回答问题） 师：好，说的很好。通过这个案例，可以总结出数据分析具有什么作用？ 生：（学生回答问题） 师：对，总结的很到位，通过数据分析，可以帮助我们更好地认识事物的状况。 3.引导学生总结数据分析的第二个作用：剖析事物的发展历程。 （教师展示案例2） 案例2是2009年-2021年中国电商物流业营收规模统计图表，通过这个图表，大家能了解哪些信息？ 生：（学生回答问题） 师：好，说得很好。这张表对谁最有用？有什么用？ 生：（学生回答问题） 师：通过这个案例，我们总结出数据分析具有什么作用？ 生：（学生回答问题） 师：对，通过数据分析，可以剖析事物的发展历程，了解事物的过去，为制定计划提供依据。 4.（引导学生总结数据分析的第三个作用：预测事物的未来走向。） （教师展示案例3） 师：根据当前中国人口结构，可以预测未来30年60岁以上老年人口数量。通过这个图表，大家能了解哪些信息？ 生：（学生回答问题） 师：这张表对谁最有用？有什么用？ 生：（学生回答问题） 师：对，同学们说得很好。通过这个案例，总结出数据分析具有什么作用？ 生：（学生回答问题） 师：好，说得不错。通过数据分析，可以预测事物未来可能会发生什么，推断未来的发展趋势，并为制订相应的目标及策略提供依据。 5. 师：刚才我们通过几个案例总结出数据分析的三个作用，在统计应用中根据数据分析的作用将数据分析分为三类。 描述性数据分析可以让人们了解事物的现状； 验证性数据分析可以剖析事物的发展历程； 探索性数据分析则可以预测事物的未来。 6.以上我们了解了数据分析的定义和分类，总结了数据分析的作用，接下来我们通过三个项目任务来学习数据分析方法和数据分析工具： 任务1：调查南水北调的起因。在这个任务中，我们将使用python编程工具，体验平均分析法的用法； 任务2：研究南水北调的现状。在这个任务中，我们将使用在线分析平台，体验结构分析法的用法； 任务3：展望南水北调的远景。在这个任务中，我们将使用电子表格软件，体验对比分析法的用法； 我们先来看任务一； 学生齐读数据分析的定义 回答问题 总结数据分析的作用 读图思考问题 分析案例并进行讨论、交流。 总结数据分析的作用 回答问题 总结数据分析的作用 帮助学生通过教材初步认识数据分析的定义。 引导学生了解数据分析的作用，认识到有效的数据分析可以帮助人们提取有价值的信息，支持决策 引导学生总结数据分析的第二个作用：剖析事物的发展历程 引导学生总结数据分析的第三个作用 讲述数据分析的分类 用平均分析法进行数据处理 9分钟 任务一：调查南水北调的起因。 这是全国各省区2007—2016年度水资源总量统计表，要分析这个项目的起因，不能凭借某一年的数据来下结论，而是要看多年的综合情况，那我们需要怎样分析呢？ （学生回答：）计算多年的平均值 （老师：）对，要通过求平均值来找原因。这就是数据分析中的平均分析法。 平均分析法指运用计算平均数的方法来反映总体在一定时间、地点条件下某一数量特征的一般水平。 上一章，我们学习了Python编程语言。现在，我们来尝试用Python编程的方法解决这个问题。 我们知道，用计算机解决问题的步骤是：第一步是分析问题，分析已知条件、求解目标、以及已知和未知之间的关系。第二步是设计算法；第三步是编写程序并调试运行； 在这个问题中，已知条件是……；求解目标是……；已知和未知之间的关系是……； 我们用自然语言来描述这个问题的算法；…… 现在，大家一起编写程序。 打开老师下发的素材文件中的py文件，就是python程序文件，完善程序，并调试运行； （学生调试程序） 好，程序调试完了，大家已经通过运行程序得到了结果。现在，请同学们思考： （4. 发现与思考） （1）研究分析结果，你能看出什么？比如南方和北方水资源总量差距；中线各地区(河南、河北、北京、天津)水资源的实际情况？ 生：（学生回答问题） （2）实施南水北调工程的起因是什么？ 生：（学生回答问题） （5. 师生交流，进行案例拓展，总结归纳平均分析法的作用和适用场合。） 请同学们列举学习和生活中利用平均分析法进行数据分析的案例，讨论平均分析法的适用场合 （学生讨论，2分钟） 好，我们一起来总结一下。 师生总结：平均分析法多用于比较同类现象在不同地区、不同行业、不同类型单位等之间的差异程度，分析现象之间的依存关系，进行数量上的推算；也可以对某一现象在不同时间的水平进行比较，以说明现象的发展规律及趋势，如平均身高、平均工资、平均降水量、人均消费等。 回答问题 完成实践操作。 思考并回答问题 与学习和生活实际相联系，思考平均分析法应用案例，参与讨论 （教师提供数据：南水北调中线各地区2007—2016年度水资源总量。） 师生交流解决该问题所需使用的数据分析方法：平均分析法。 回顾用计算机解决问题的过程。 指导学生分析问题解决过程。 遵循“数据—方法—项目实践—反思—作用—应用举例”的教学思路，实现学习新知识、工具应用、解决问题、联系学习生活实际等目的，利于学生核心素养的培养 用结构分析法进行数据处理 9分钟 我们顺利完成了第一个任务，下面我们来完成任务2：研究南水北调的现状，目的是验证南水北调工程的价值。 教师布置任务： 引导学生访问国家统计局网站。 查看北京市近10年供水用水情况。 分析2013年和2021年地表水在供水总量（地表水+地下水+其他供水）中所占比例。 2. （学生体验实践） 3. 围绕数据分析结果，思考问题。 （1）通过在线数据分析，你认为南水北调工程是否取得效益，体现在哪里？ 南水北调工程取得了很明显的效益。体现在地表水数量上从2013年的8.3亿立方米增长到2021年的21.6亿立方米；地表水在供水总量中的占比从2013年的22.87%增长到2021年的53.07%。 （2）在线平台的数据分析功能如何？有什么优点和缺点？ 生：（学生回答问题） 优点是：分析速度快；操作简单，只需要点鼠标就可以；直观明了； 缺点是：图表不能下载；图标上不显示百分比，也没法设置；平台上没有的功能，自己没法实现； 4. （老师引出结构分析法） 在完成这个任务的时候，我们通过在线分析平台上的饼图来分析地表水所占的比例。这种方法在数据分析中称为结构分析法。 结构分析法是将各个部分与总体进行对比，是分析事物内部的结构和部分与整体之间关系的方法。 5. 根据对南水北调现状的分析，我们得出怎样的结论？ 生：南水北调工程是一项惠及民生的工程，是一项有价值的工程，是一项伟大的工程，是一项造福百姓的工程。 6.师生进行案例拓展。 师：其实，在生活中，有很多使用结构分析法分析数据的案例，例如：（1）中国水资源分布比例； （2）某单位的年度支出比例；（3）收入档次比例；（4）地球上水的组成等等。 【探讨】 师：列举学习和生活中利用结构分析法进行数据分析的案例，讨论结构分析法的适用场合。 （学术讨论） 师：请各组同学谈一谈本组的讨论结果。（老师做好评价记录） 生1，生2，生3…… 利用之前所学电子表格软件知识完成任务。 明确结构分析法的含义。 与学习和生活实际相联系，思考结构分析法应用案例，参与讨论 由于学生对电子表格操作知识比较熟悉，应能先顺利完成任务，再通过分析，明确采用结构分析法，最后再联系学习和生活实际举例。这种逆向思维容易让学生接受，从而加强对国家南水北调工程的认可度 用对比分析法进行数据处理 9分钟 师：实践证明，南水北调工程是一项意义非凡的工程，那它的前程又如何呢？现在，我们来完成任务3：展望南水北调的远景。 （教师布置任务：） 打开素材文件夹中的天津市供水统计表； 根据现有数据，预测2023-2025年供水总量和地表水资源量； 绘制趋势图； 2. （学生体验实践：） 3. （围绕数据分析结果，思考问题。） 好，大家都分析出来了，我看大家的结果都不一样，围绕分析结果，我们一起来探究下面的问题： （1）你使用什么工具分析数据的？ 生：（学生回答问题） 通过数据分析，你认为随着南水北调工程的进一步优化，受水地区供水情况将会怎样？ 生：（学生回答问题） 你预测的思路是什么？ 生：（学生回答问题） 刚才我们在预测未来趋势的时候，大家都是通过对比前面的数据，预测未来的数据。这种方法在数据分析中称为对比分析法。 对比分析法指将两个或两个以上的数据进行比较，分析它们的差异，揭示出这些数据所反映的事物规律。 （5. 师生进行案例拓展，总结归纳对比分析法的适用场合。） （1）对比分析法一般分为横向对比和纵向对比两大类，部门之间、地区之间的对比都是横向对比，不同时期的比较则为典型的纵向对比。 依据之前项目学习进度，自主学习在线平台数据分析功能，自主完成任务。 思考并回答问题。 自主学习，明确对比分析法的含义和作用。 与学习和生活实际相联系，思考对比分析法应用案例，参与讨论 延续项目学习进度，更好地体验在线数据平台的运用，再根据任务需求，明确认识对比分析法的应用 课堂小结 知识构建 3分钟 师生共同归纳本节课知识点，可参考表1。 表1　数据分析的常用方法 项目任务 数据分析的作用 数据分析类别 数据分析方法 特 点 使用工具 任务一：调查南水北调的起因 了解事物的真实情况 描述性数据分析 平均分析法 反映总体的一般水平 编程工具 任务二：验证南水北调的价值 剖析事物的发展历程. 验证性数据分析 结构分析法 揭示部分与整体的关系 在线数据分析平台 任务三：展望南水北调的远景 预测事物的未来 探索性数据分析 对比分析法 对比两个以上数据的差异 电子表格软件 作业布置 巩固提升 2分钟 （上交课堂任务；） 请同学们把刚才完成的任务提交给老师，将作为平时作业进行评价打分。 教师布置课后作业。 作业1：完成教科书第112页的实践活动“编写程序计算京津地区人均水资源量在全国的占比”。 作业2：上网查找“同比”“环比”等概念，并学习其数据分析方法。 作业3：利用在线数据分析平台，尝试对文本、图像等多媒体数据进行分析（教科书第109页） 完成作业 巩固新学知识，提升技能 学科网（北京）股份有限公司 $