“數據與數據結構”模塊“數據及其價值”單元教學的設計

李霓 吳瓊

“數據及其價值”是高中信息技術選擇性必修模塊1中的第一單元，本單元項目從課程內容的廣度、深度和問題情境等方面，對必修模塊1“數據和大數據”相關內容進行了提升。讓學生通過調查分析的方法了解氣象數據，以及這些數據對企業決策的影響和存在的個人隱私安全風險，提出有效保護數據安全的建議，從而進一步提升學生的數據素養。

● 教材分析

本單元圍繞數據這一學科大概念，設置了“氣象數據及其應用——認識數據的價值”項目，從認識、了解氣象數據及其在生活中的應用開始，通過了解氣象部門提供的多種預報服務，讓學生知道氣象數據在工程作用、農業生產、安全供電、防災減災等方面發揮的作用，并明確數據時代的機遇和挑戰。

● 學習目標

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020修訂）》（以下簡稱《課標》）對本單元的要求是：在數字化時代，數據對科學發現、技術進步、經濟發展以及人們的日常生活有著越來越深刻的影響。理解數據的作用及價值，對學生適應信息社會、學會數字化生存有著十分重要的意義。根據《課標》，設定單元學習目標如下：

①理解數字、數值和數據的基本含義。

②感受數據對人們日常生活、社會經濟發展、科學發現與技術進步的影響。

③認識數據作為新的原材料、生產資料和基礎設施的價值與意義。

● 課時安排

根據本單元的知識體系，建議安排兩課時。

● 教學設計

兩個課時都是以項目為導向，每個項目讓學生在學習時帶著問題去思考，學生在感受問題的同時，可以將所有的內容學習映射到現實的需要當中。旨在培養學生發現問題、分析問題的意識以及問題解決的能力。

1.第一課時

①導入環節。出示本地天氣預報相關數據，讓學生思考：“天氣預報中的數據有哪些？這些數據對大家的學習和生活有怎樣的影響？”學生進行討論后歸納回答。

②師生共同探究天氣預報的產生過程——從氣象數據的采集到最終內容的形成：展示天氣預防圖表。教師提問：數字、數值、數據有什么區別？天氣預報的內容是如何形成的？學生通過上網搜索以及小組同學之間分析與天氣預報相關的文字、圖表信息，得出數字、數值、數據三者的含義及不同點。

③指導學生將自主研習與合作探究相結合，以交流探討的形式完成相應任務。任務一：學生上網搜索相關資料，了解中國近代地理學和氣象學的奠基者竺可楨的生平事跡及其主要成就，感悟并學習竺可楨的工作精神。任務二：學生分別收集資料，同時分析動態天氣預報的制作過程。任務三：思考當下“數據”的內涵發生了哪些變化及發生變化的原因，并以此展開交流與討論。

④探究氣象數據在人們日常生活中的應用。引導學生了解氣象數據在人們日常生活中有哪些應用，鼓勵學生在收集相關資料的同時針對數據進行具體分析，在交流探討中歸納出結論。了解關于“中暑指數”“晨練指數”“感冒指數”中選用的氣象數據，并就其合理性展開討論。

⑤完成活動。指導學生通過收集資料—自主探究—研討交流三個步驟來了解生活氣象指數及其影響因子，同時就“這些生活氣象指數的計算合理嗎？”展開進一步的交流與討論。

2.第二課時

①導入環節。數據對人們的影響越來越大，可以說數據在生活中無處不在。引導學生回顧和思考數據對人們日常生活及社會生活的重要影響。

②探究氣象數據在國民經濟建設、科學發現與技術創新中的應用。指導學生了解氣象數據在國民經濟建設、科學發現與技術創新中的應用并開展交流。學生閱讀相關材料，結合自己了解的例子，展開交流與討論。

③探究氣象數據的開放與共享的情況。指導學生了解我國氣象數據的開放與共享情況，組織開展關于“為什么要開放和共享數據”的討論。

④完成活動。指導學生展開探究，并組織交流活動：登錄“中國氣象數據網”，了解其提供的主要數據服務;調研其他數據共享中心;了解有關大數據的相關內容;訪問中國氣象數據網及其他數字調研中心，收集大數據相關資料，并進行交流。

在教學設計中，教師依據學情設計了不同梯度的活動，讓不同層次的學生都能參與到活動當中。同時，為方便學生理解概念性的知識，教師課前制作有趣的微課，并配有導學案，滿足學生自主學習和個性化學習的需求。

● 實踐與體驗

本單元結束后，為了解學生的知識掌握情況，出示帶有綜合性的可以讓學生實踐和體驗的活動，核心素養也在實踐中得以體現。

學生活動根據教材內容來制訂，設計“網上購物數據分析”活動。首先，通過了解網上購物過程明確項目任務：其間產生的數據，哪些涉及個人隱私;保護數據隱私權有哪些方法。其次，通過項目研究制作電子作品，其間教師幫助學生解決技術上的難題和認識上的偏差。最后，通過展示成果組織學生展示評價。學科知識體驗后，是學生的感悟分享，這也是《課標》的創新之處，通過分享了解學生的需求和所得，方便教師對以后的教學進行有效調整。

總的來說，《課標》對高中信息技術學科的教學目標和核心素養達成提出了更高的要求，教師應及時采用新的教學方式進行應對。本單元的項目教學提倡以“問題和項目”為主線，通過深入生活體驗幫助學生樹立信息意識，通過自主研習與合作探究教會學生運用計算思維，通過成果展示促進學生數字化學習與創新的習得，通過彼此互動使學生肩負起信息社會責任，幫助學生完成了知識的內化，提升了信息素養。