“數據管理與分析”教學實施

候繼倉 孫波

在大數據時代，經濟發展、社會治理、人民生活都被大數據重構，數據成為我們工作、學習和生活中不可或缺的一部分，逐漸改變我們的生活方式、思維模式和研究范式。關于數據知識的學習，在之前的高中信息技術課程標準和教學實踐中未有較多呈現，但在《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課標》）中，對數據相關知識有系統闡述，在必修一、二和選擇性必修一、三中都有較多涉及。

數據具有價值，思維方式能引領我們用正確的方法實現數據的價值;數據不僅具有價值，還能通過管理和分析創造價值。因此，善于管理和分析數據是應具備的基本能力。選擇性必修三“數據管理與分析”中對數據的管理和分析技術進行了系統講解，學生通過本模塊的學習，能體驗到數據管理的本質，分析創造更多的價值。

● 本模塊內容特點

《課標》對選擇性必修三“數據管理與分析”模塊的學習目標和內容有明確表述：本模塊是針對數據管理技術與數據分析方法的應用而設置的選擇性必修模塊。通過本模塊的學習，學生應了解數據管理與分析技術，能根據需求分析形成解決方案;能選擇一種數據庫工具對數據進行管理，從給定數據中提取有用信息并應用于實際問題解決中;在活動過程中形成對數據特征、數據價值、數據管理思想與分析方法的認識。本模塊包括“數據需求分析”“數據管理”“數據分析”三部分內容。

通過對《課標》中該模塊的解讀，可以了解本模塊內容和教學實施有以下特點：

①本模塊以數據大概念為基礎，和必修一《數據與計算》、必修二《信息系統與社會》以及選擇性必修一《數據與數據結構》在知識和能力目標上都有較大聯系。本模塊的學習，是在必修模塊對數據大概念有了一定了解的基礎上的認知提升，也是靈活應用數據相關技術的高階要求，在教學實施中應注意相關知識的關聯與提升。

②教學目標以了解和體驗為主，過程要結合案例來實施。《課標》中對本模塊的內容要求，“結合案例”出現4次，在教學提示中也建議教學應在豐富的案例資源的基礎上進行，既可以選擇貼近學生現實生活的典型案例，也可以選擇貼近學生學習生活的典型案例，其目的都是讓學生體驗應用數據管理與分析技能來解決現實問題的過程，在過程實施中真正培養學生的核心素養。

③教學內容較抽象，宜采用項目式學習來實施教學。可以根據教學需要，分知識點設置不同的獨立項目，也可將整個模塊設置為一個大項目，將項目任務分解后，再分若干子項目進行實施，教科版《數據管理與分析》就是采用大項目為依托，分若干子項目來開展教學。

● 本模塊教學規劃

以教科版《數據管理與分析》教材為例，該教材內容共分為六個單元，其章節內容框架和課時安排如下表所示。

各單元教學內容目標和注意事項如下：

①第一單元“數據世界與問題解決”。本單元為2課時，圍繞“制訂網店創辦與運營整體方案”項目展開學習。通過項目學習，讓學生初步認識數據管理與分析的重要性，掌握問題整體解決方案制訂的基本方法，初步形成分析、評價與優化方案的基本思想。本單元是該模塊的基礎，因此，在教學實施中，應關注學生的前期知識儲備，及其在項目中分析、評價和優化方案的過程表現，及時做好項目支持和評價，為第二單元項目的開展奠定作品基礎。

②第二單元“數據的收集與整理”。本單元為3課時，通過“確定網店經營品類與貨源”項目展開學習，讓學生經歷數據收集與整理的全過程，從而認識數據收集與整理的重要意義;能夠根據問題解決需求，選擇適當的方法和工具對數據進行必要的收集與整理;體會數據的收集與整理在解決業務數據問題中的重要作用。在項目實施前，需提醒學生關注與第一單元項目中的知識關聯，以便使本單元項目順利實施。

③第三單元“數據的管理”。本單元為3課時，通過“管理網店數據”項目展開學習，通過設計、操作與應用數據庫，體驗數據管理的全過程，在體驗數據庫簡單操作與事務處理的過程中感受數據管理的價值與意義，形成數據管理的基本思想。本單元操作性知識較多，難度較大，可以實施差異化教學，將小組合作探究落到實處，讓項目實施順利完成。

④第四單元“數據分析與可視化”。本單元是在第三單元學習成果基礎上的應用與創新，通過“網店開學季促銷與活動總結”項目展開學習，讓學生掌握數據分析與可視化的方法，學會使用數據分析與可視化工具，經歷數據分析與可視化的過程，最終形成數據分析與可視化的思想。在本單元的教學中，可以與之前學過的Excel操作、Python編程知識相關聯，多角度體驗數據分析和可視化的過程，歸納總結數據分析的一般過程與方法。

⑤第五單元“數據的安全”。本單元為2課時，主要圍繞“網店數據的安全保障”項目展開活動，讓學生認識數據丟失與泄露的風險，掌握數據備份與還原的過程，形成一定的數據安全意識與能力。本單元重點是落實學科核心素養中的信息社會責任，可以在本單元中對知識進行擴展，引入數據倫理相關知識，讓學生認識到數據及數據處理技術的兩面性。

⑥第六單元“初識數據倉庫與數據挖掘”。本單元為2課時，借助“挖掘網店客戶潛在需求”項目的實施過程，讓學生認識數據倉庫，了解數據挖掘的基本概念、一般流程和基本功能，認識數據挖掘對現實生活的重要意義。本單元主要以過程體驗為主，也可滲透對道德教育和倫理教育的考查，如數據挖掘中的隱私保護、數據化的邊界問題等。

⑦模塊總結。在模塊課程完成后，教師可安排1課時來進行模塊總結和教學評價。在實施總結性評價時，要以考查學生數據管理和分析能力為出發點，突出真實情境中的問題解決。在設計具體題目時以情境應用試題為主，考查學生對數據的敏感度和分析能力。例如，給出一段包含數據的文字，找出有用數據并進行分析，得出正確結論填空;或考查數據的存儲、管理過程，也可以考查對數據的合理化應用，包含應用中對數據倫理和數據應用效率的判斷。

● 本模塊教學策略

1.素養導向，問題驅動

信息技術教學的最終目標是培養和發展學生的核心素養，因此，教學實施中應時刻關注學生素養目標的達成，利用案例和問題設置，讓學生充分認識數據管理與分析技術為人類學習和生活帶來的改變，學會多途徑采集、甄別和應用數據，充分認識數據安全和合理應用的重要性，培養學生的數據信息意識和信息社會責任，并在應用數字化工具開展自主或協作學習中培養其數字化學習與創新能力。

2.項目組織，活動建構

教學活動以項目式學習來開展，基于活動來建構。通過選取學生學習和生活中常見的案例來進行項目實施，在項目實施中充分體驗數據管理和分析的過程與方法，在活動中完成知識建構，培養信息素養。

3.超越知識，走向思維

《課標》中，數據大概念貫穿整個信息技術教學，因此，有專家提出數據科學的概念，強調利用數據學習知識，挖掘有價值的數據生成數據產品，在過程中重視對學生數據敏感度、數據管理和分析能力的培養。在教學實施中，應立足本模塊知識，但不限于本模塊，通過與必修一、二和選擇性必修一模塊中數據相關知識的關聯，讓學生對數據科學有全面的了解，從而超越模塊知識，真正培養學生的數據思維。

4.重視產出，多元評價

項目式學習的課堂是生成式的，因此，項目作品是個性化、多樣性的，教師要關注學生在項目實施中的表現和能力目標達成，也要重視對項目作品的評價，以及評價后的作品改進。通過對項目作品的學生自評、生生互評和教師點評，讓學生認識到作品的優點及不足，從而逐步完善作品，提升價值。

除了對課堂作品的評價外，在整個模塊教學實施中，過程性評價和總結性評價要按照一定比例有機結合、相互補充。日常學習中的過程性評價選擇的評價維度要關注總結性評價相對較難測量的素養，如信息意識、信息社會責任。總結性評價應能有效診斷學生的信息技術學科核心素養水平，要以考查學科核心素養為出發點，突出基于真實情境的問題解決，采用多種形式，從多個維度設計合理的評價活動。

5.德育滲透，倫理體驗

本模塊的教學內容以理論了解為基礎，以技術體驗和具體應用為主，但教學中應注意滲透數據倫理知識和德育目標。通過設置案例，讓學生體驗到數據是把雙刃劍，引導學生正確認識數據及管理分析技術，合理應用數據。

“數據管理與分析”作為選擇性必修模塊之一，是必修模塊數據及技術相關知識的提升，重點是讓學生體驗和了解數據管理和分析的過程，在體驗和了解中培養學生的核心素養。因此，教學實施不應以數據管理技術這一知識技能主線展開，而應將相關知識融入解決真實問題的案例中。通過解決真實問題，讓學生感受數據管理與分析對人類生產生活的意義，認識到數據是一種重要資產;經歷數據管理與分析的完整過程，習得數據管理與分析相關知識技能;善于分析數據間蘊含的規律，能夠創新數據，利用數據做出決策。