资源简介

单元基本信息
单元教学主题 初识数据科学 单元课时 8
项目情境 在前面的学习中，小清已经学会了一些关于物联网的知识，他对物联网在感知环境、采集数据方面的能力特别感兴趣，于是他采集了很多天的温度数据。他想起曾经读到过的一些关于天气的知识，例如，一天中气温的最高值通常出现在14时，最低值出现在日出前后。他决定采集相关数据，通过数据科学的方法来检验这个结论。 小清知道：影响一天气温的因素包括当天的湿度、光照、风力等。通过采集和分析这些数据，他给自己提出了目标，即解决下列问题。 (1)一天中气温的最高值是否出现在14时 最低值是否出现在日出前后 (2)天气条件对气温最高值和最低值的出现时间是否有影响 是怎样影响的 (3)我国西部地区和东部沿海地区的气温规律有什么不同 同学们，你们是否也想知道如何着手研究这些问题，知道数据是如何被用来理解和解决问题的呢 请跟随小清一起来探究吧!
项目任务 分析影响一天气温的因素
单元学习目标 1.信息意识：通过观察探究理解数据科学，具有自主动手解决的问题、掌握核心技术的意识。 2.计算思维：在实践运用中，能通过软件与硬件相结合的项目活动采集、分析和呈现数据，体验其中数据处理和应用的方法和过程。 3.数字化学习与创新：利用可视化工具进行数据分析，开展探究性学习，以解决项目问题。 4.信息社会责任：通过经历合法合规采集、整理与统计分析数据的过程，明确科技活动中应遵循的行为准则。
整体设计 项目活动 对应教材中的课题 拟解决的项目问题 课时
项目筹备 单元前言 筹备单元项目，探究一天中的气温变化规律，项目实施规划与小组分工表 1
知识探究 第1节 从数据到大数据 体验地图导航软件，感受数据对生活的影响
第2节 数据的采集和整理 使用不同的数据采集方式如网络爬虫、数据终端采集天气数据，对csv、xlsx等格式的数据进行整理 2
第3节 数据的统计分析 运用Excel及pandas知识来分析数据 2
第4节 数据可视化 运用多种方式对已有数据进行可视化 1
整理展示 单元小结 按照项目实施规划与小组分工表的要求，继续完成项目任务并开展交流评价 2（课外）
项目实施
项目筹备+知识探究
课时课题 《第1节 从数据到大数据（第1课时 含单元课时项目规划筹备）》
课时目标 1.能够基于单元项目情境并结合自身生活经历，提出并确认属于自己的项目主题 2.能够根据项目任务与实施条件来规划知识学习、实施步骤与预期成果，并设计出项目方案 3.能够基于实际情况成立项目小组，自行商议小组成员的角色与分工任务，并撰写出项目分工表 4.初步感知大数据，通过数据的采集、分析及可视化呈现等过程，掌握数据科学的基本知识
教学准备 项目规划表、分工表、思维导图软件等
基本流程
具体导学过程 意图说明
一、教学导入 【体验活动】通过地图导航软件了解拥堵情况 教师由“影响一天气温的因素？”话题带入，要求学生浏览教材第一单元前言部分中的项目情境。对比体验活动提出“数据”一概念。 新课导学 筹备单元项目 师生确认影响一天气温的因素 提示：许多同学阅读后，也想知道数据是如何被用来理解和解决问题的。有想了解大数据和大数据的特征、数据的整理与存储与常用数据分析及可视化工具和方法等。 提问：“影响一天气温的因素有哪些？如何通过数据来进行验证？ ——邀请学生回答。 教师分析通过科学数据解决问题的研究过程 从项目范例可知，要通过数据科学的方法来处理、利用数据的特征与规律，需要以下研究过程： ①整理好的真实数据集 ②数据采集方案设计 ③数据采集、分析和可视化 ④数据分析报告 师生共同分析相关知识的需求，确定项目方案与项目分工 ①学习生活中数据发展的现况——了解现实中的大数据应用 ②学习用计算机采集真实数据——了解与数据采集和整理相关的知识 ③学习从数据中获取有用信息——了解与数据的统计与分析相关的知识 ④学习有效解读数据价值——了解与数据可视化相关的知识 ——邀请按兴趣组建小组，并确定项目方案与具体分工。 教师分析相关知识的主要获取途径 ①数据与大数据——第1课从数据到大数据 ②数据的采集与整理————第2课数据的采集和整理 ③数据的统计与分析————第3课数据的统计分析 ④了解与数据可视化相关的知识——第4课数据可视化 教师预估项目时间需求 ——-8课时 探索《从数据到大数据》 教师布置本节课学习任务 ——学习生活中数据发展的现况，了解现实中的大数据应用。 教师引领学生探索“数据再认识” 自主阅读：书本P4-8的内容，确定数据发展的情况。 ②知识梳理：数据是信息的载体。我们大致可以从以下三方面认识数据：数据的表现形式、从数据到数据集、历史中的数据故事。 教师引领学生将知识技能转换为能力 ——确认“影响一天气温因素的原因与数据紧密联系”。 教师引领学生探索“大数据的概念和特征及现实中的大数据” 自主阅读：书本P9-13的内容，了解当前大数据的发展程度。 ②知识梳理： A.学习大数据的几个方面：大数据的提出、大数据的特征、大数据的典型应用。 B.大数据是一个宽泛概念，其“4V特征”是巨量性、多样性、高速性、价值性。 (5) 教师引领学生将知识技能转换为能力 ①影响一天气温因素中的数据与 大数据 密切相关。 ②体验活动：书本P12“通过地图导航软件了解拥堵情况” 以小组为单位，自行选择一座目标城市，讨论电子导航地图和传统纸质地图的特点，并通过网络收集资料、整理分享。 学生展示自己小组的成果。 (6)教师促进学生形成必备品格与正确价值观念 提问：在刚才学习过程中，你认为现实中大数据的典型应用哪项最重要，为什么？ ——引领学生从社会责任感角度进行评价。 三、习题测试 1.地图导航软件实时显示当前交通数据， 并结合历史数据提供出行建议，充分体现了大数据特征中的（ ）。 A.巨量性（指数据体量巨大，普通计算机无法存储的数据） B.多样性（指数据的类型多样，数据类型的多样性源自数据源的多样性） C.高速性（指数据产生、处理、传输的速度快） D.价值性（指大数据中包含有价值的信息，但是价值密度低） 2.你在学习和生活中经常使用的大数据应用有 、 、 。（请填写 App 的名称） 3.生活中的大数据应用无处不在，请从大数据的四个特征出发，分别举出 一个教材之外的案例进行分析。 四、小结回顾 请同学按照下列提示进行总结回顾： 1.学到了哪些知识与技能？ 2.提升了哪些方面的能力？ 3.生成了怎样的观点？ 五、布置作业 请各小组对项目探究的阶段成果进行整理并提交，整理内容： 1.项目方案、小组分工表 2.项目实施记录表 网上查找数据探究方面的论文成果，或直接阅读教材提供的资料填写项目实施记录表。 小组合作，培养团队协作能力，理解数据对生活的影响。 了解他人做法，比如通过阅读相关数据科学论文，提升自身的项目研究能力，为后续通过数据做研究打好基础。
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