5.2.1 数据采集的方法和工具教学设计-2026-2027学年粤教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采集的方法和工具，通过“地方线上博物馆优化”情境导入，联系学生程序设计基础与历史课博物馆知识，以“如何采集数据优化体验”问题引导思考，搭建“需求分析-方法选择”的学习支架。 特色在于项目式学习贯穿，结合“数字敦煌”爬虫算法设计、Python程序实践等实例，培养信息意识（数据需求评估）、计算思维（算法抽象建模），小组合作填写需求清单与采集说明表格，落实信息社会责任（合规采集）。助力学生提升实际问题解决能力，为教师提供结构化教学流程与跨学科融合资源。

5.2.1 数据采集的方法和工具 教学设计 课程基本信息 学科 信息技术 年级 高一 学期 秋季 课题 5.2.1 数据采集的方法和工具 教科书 书 名：粤教版高中信息技术必修1《数据与计算》教材 出版社：广东教育出版社 学情分析 信息意识基础：高一学生大部分拥有智能设备，已经接触到各类数据采集场景，具备基础的互联网使用能力和一定的信息感知能力，但是他们所认识的采集数据方法有限，面对需要采集不同来源数据的问题，他们还无法能够使用恰当的方法去采集数据。 计算思维基础：通过前序章节的学习，已掌握程序设计基础，对算法设计和程序设计有了初步认识； 跨学科知识基础（历史）：学生在历史课程中已了解部分城市历史、文化遗产相关知识，能理解博物馆承载的历史、艺术与科学价值，为“地方线上博物馆数据采集”项目情境的理解与参与奠定基础。 教学目标 1. 了解数据采集的方法和工具（信息意识，计算思维）。 2. 能结合项目数据需求，选用合适的数据采集方法和工具，完成简单的数据采集任务。（信息意识，计算思维，信息社会责任） 教学内容 教学重点： 1. 理解数据采集的主要方法及对应工具。 2. 根据“地方线上博物馆数据采集”的实际数据需求，选择适配的数据采集方法。 教学难点： 1. 理解网络爬虫的工作原理，设计爬取“数字敦煌”首页数据的简单算法流程图。 2. 结合“线上博物馆”的具体数据需求，选用合适的采集方法。 教学过程 一、情境导入 教师活动：引用“了解一座城市，最好的方式就是去博物馆”，结合我国线上博物馆案例，回顾学生已有的程序设计基础，假设已设计“地方线上博物馆”程序，提出核心问题：“如何通过数据采集助力线上博物馆持续优化体验？”，引导学生思考优化做法（如记录访问人数、收集用户意见、借鉴其他博物馆内容等），引出本节课主题“数据采集的方法和工具”。 学生活动：倾听教师引导，结合已有认知思考线上博物馆优化做法，主动发言分享，初步感知数据采集对线上博物馆优化的必要性。 项目活动一：制定需求清单 教师活动：组织学生以小组为单位讨论对项目需求清单表格的填写。 需采集数据 数据来源 数据类别 采集目的 用户的反馈意见 已访问用户 主观数据 了解用户的想法与需求 表1 需求清单 学生活动：小组合作讨论，结合线上博物馆优化需求填写表格，小组代表分享讨论结果，对比教师整理的清单完善自身内容，明确需采集的各类数据及目的。 二、新知讲授：数据采集的方法和工具 （一）系统日志采集法 教师活动：讲解系统日志的定义、分类（操作系统日志、应用程序日志、安全日志）及作用（监视系统事件、排查错误原因、追踪攻击痕迹）；结合Windows 系统“事件查看器”工具，说明操作系统日志的查看方式，而应用程序日志需开发者在程序设计时预设采集内容（如用户浏览次数、页面停留时长）。 学生活动：倾听讲解，理解系统日志的类型与采集逻辑，明确应用程序日志需提前设计采集规则。 （二）网络数据采集法 教师活动： （1）以学生熟知的互联网引起话题，展示搜索引擎、生成式AI “联网搜索”功能采集我国线上博物馆平台链接案例，引导学生动手体验“用AI 联网搜索我国在线博物馆网页链 接”。 （2）项目活动二：爬取网页数据 活动1: 讲解网络爬虫原理，组织学生以小组的形式根据网络爬虫的原理完成爬取“数字敦煌”首页数据的算法设计。 图1 网络爬虫原理图2 网络爬虫简单算法设计 活动2: 指导学生运行Python 爬虫程序，讲解关于爬虫的第三方库，引导学生尝试将目标URL 更换为“中国国家博物馆主页”，观察数据采集效果。 学生活动：体验AI 联网搜索，理解网络爬虫的工作流程与算法逻辑；观察代码结构，明确第三方库的核心功能，树立合规使用爬虫的意识。 （三）其他数据采集法 教师活动：补充传感器采集法、问卷调查法、特定采集法。 学生活动：认识不同采集方法的适用场景，建立“数据类型-采集方法”的对应认知。 三、项目活动三：完善数据采集具体说明 教师活动：呈现“优化线上博物馆数据采集具体说明”表格，给出示例，组织学生小组合作根据项目活动一中的数据需求清单补充表格，之后展示完整表格，引导学生核对修正。 数据 数据来源 采集方法 说明 用户的反馈意见 已访问用户 问卷调查法 设计线上博物馆调查问卷，在用户访问之后填写 表2 优化线上博物馆数据采集具体说明 学生活动：结合前序需求清单与所学采集方法，小组讨论填写表格，核对教师展示的完整表格，确保“数据需求-采集方法”匹配准确。 四、课堂总结 教师活动：梳理本节课核心内容——以“线上博物馆优化” 为情境，明确数据采集的 必要性，学习系统日志采集法、网络数据采集法及其他数据采集法，强调“根据具体数据需求选择合适采集方法” 的核心重点。 学生活动：跟随教师梳理知识点，形成数据采集方法与工具的知识框架。 五、作业练习 1. 练习任务：选取感兴趣的线上博物馆链接，使用课堂所学Python 爬虫程序采集网页数据， 保存为CSV 文件。 2. 思考任务：打开采集后的CSV 文件，观察数据呈现形式，思考“如何从这些数据中提取 价值的信息？” 学科网（北京）股份有限公司 $