资源简介

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信息科技 第2课 数据及其价值 教学设计
课题 数据及其价值 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 七年级
教材分析 教材介绍了数据与信息的关系，数据与社会的关系，数据的价值和数据安全。学习完本课，学生可以举例说明什么是数据，什么是信息，可以简单表述数据和社会的关系及数据的价值。教材给出了丰富的示例，学生学习起来比较容易。教材知识结构清晰，学生自主探究任务数量合适，符合初中生的认知特点。
学习 目标 了解数据与信息的关系 了解数据与社会的关系 认识数据的价值 了解数据安全
重点 本课重点是让学生认识数据的价值。
难点 区分数据与信息的关系是本课的难点。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 教师：你知道数据与信息有什么区别吗 学生：说一说自己理解的数据与信息的区别。 教师：在学生回答的基础上，总结“数据是以文字、图像、声音等表现形式存在的数字资源，是信息的载体，是计算机加工的对象。信息是经过加工处理的、具有意义的数据。” 思考并积极回答数据与信息的区别。 通过提问，导入本课学习内容。
讲授新课 一、数据与信息 教师：数据是记录现实世界客观事物号，是以文字、图像、声音等表现形式存在的数字资源，是信息的载体，是计算机加工的对象。在大数据时代，人们依靠数据来提取信息、做出判断、进行决策，数据成为人们认识和理解现实世界的重要资源。 教师：信息是对客观世界中各种事物运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征，表现的是客观事物运动状态和变化的实质内容。信息就是为了满足人们的决策需要而经过加工处理的数据。 教师：简单地说，数据和信息之间是相互联系的。数据是信息的具体表现形式，信息是经过加工处理的数据，信息需要经过数字化转变成数据才能存储和传输。 教师：在大数据时代，数据量正在以儿何倍数的速度不断增长。学会从数据中提取信息，已成为一项必不可少的技能。 学生：认识到从数据中提取信息是非常重要的技能。 自主探索 学生：举例说明哪些是数据，哪些是信息？与小组内问学分享和讨论你的答案。 参考：比如你的上网搜索记录，在后台的服务器都有记录，这些都是数据。根据这些数据能够推测出你的喜好，年龄，性别等，这些就是信息。 二、数据与社会 教师：当今社会，人类正经历着一场由数据技术革命带来的生活、工作和思维的大变革。物联网、云计算、移动互联网、车联网、手机、平板电脑、PC以及各种各样的传感器，无一不是数据的来源或者承载数据的方式。这些新的变化带来了大量的数据，我们在不知不觉成为数据世界的提供者，建设者和享用者。 1.社会中的每个人都成为数据的提供者 教师：在现代生活中，运动手环、智能手表每天都在收集你的身体数据.智能家电在收集你的生活数据，计算机、手机、平板电脑在收集你的购物记录、聊天记录、生活喜好、生活轨迹等数据。我们填写的各种表格。从出生证明、快递单、机票到房产证，都为不同的数据系统提供了数据。 2.自然界中的事物也是数据的提供者 教师：随着物联网、传感技术，卫星通信等技术的发展，人们发明了各种监测系统和设备来获取自然界中的各类数据。气象站使用仪器收集风速、风向数据，水文站借助流速仪收集水流数据等。2016年在贵州建成的“天眼”500米口径球面射电望远镜（简称FAST）可以收集距地球数亿光年外的数据，如图3-2-1所示。2020年北斗三号全球卫星导航系统正式开透，已在农林渔业、水文监测、气象测报、救灾减灾等领域发挥了重要作用。 3.生活中的智能产品也是数据的提供者 教师：随着智能机器人、无人机等智能产品的出现，数据的获取变得更加便捷。在大数据时代，数据不再用CB或TB为单位来计量，而是以PB、EB或ZB为计量单位。很多城市开始实施“天眼工程”“智慧城市”建设，智能产品每日能获取海量的数据，为全面提升城市的管理能力和社会综合服务能力提供保障。 学生：说一说自己所在城市的大数据工程带来的便利。 自主探索 计算机中存储数据的最小单位、基本单位各是什么？常用的基本单位有哪些？你知道它们之间的换算关系吗？ 参考：计算机中存储容量的最小的单位是位（bit），最基本的单位是字节（byte） 1K字节=1,024个字节 1M字节=1,048,576字节 1G字节=1,073,741,824字节 1T字节=1,099,511,627,776字节 1P字节=1,125,899,906,842,624字节 1E字节=1,152,921,504,606,846,976字节 1Z字节=1,180,591,620,717,411,303,424字节 1Y字节=1,208,925,819,614,629,174,706,176字节 扩展：硬盘容量为什么会缩水？ 40GB的硬盘应该可以存储40×1,073,741,824字节＝42949672960字节的数据，但实际不然。 计算机中采用二进制，在操作系统中对容量的计算是以每1024为一进制的，每1024字节为1KB，每1024KB为1MB，每1024MB为1GB；而硬盘厂商在计算容量时，则是以每1000为一进制的，每1000“字节”为1KB，每1000KB为1MB，每1000MB为1GB，这二者进制上的差异造成了硬盘容量缩水。 4.大数据正在影响和改变着社会 教师：人类正面临着一个“一切都被记录，一切都被分析”的数据化社会。通过数据，我们不仅能够了解对象，还能分析对象，掌握对象运作的规律，挖掘对象内部的结构与特点，甚至能了解对象自己都不知道的信息。对大数据的分析和应用正在深刻地改变着人们的生活。 学生：了解大数据对于社会发展的意义。 三、数据的价值 教师：从数据到大数据，不仅是量的积累，更是质的飞跃。大数据蕴藏巨大的价值，人们目前只利用了其中非常小的部分。提高在数据的采集流通、储存、分析、处理和应用等环节的专业化水平，充分挖掘和利用大数据的价值，对我们适应数字化社会有着重要的意义。 故事一：啤酒与尿布 20世纪90年代的美国沃尔玛超市中，沃尔玛的超市管理人员分析销售数据时发现了一个令人难于理解的现象：在某些特定的情况下，“啤酒”与“尿布”两件看上去毫无关系的商品会经常出现在同一个购物篮中，这种独特的销售现象引起了管理人员的注意，经过后续调查发现，这种现象出现在年轻的父亲身上。在美国有婴儿的家庭中，一般是母亲在家中照看婴儿，年轻的父亲前去超市购买尿布。父亲在购买尿布的同时，往往会顺便为自己购买啤酒，这样就会出现啤酒与尿布这两件看上去不相干的商品经常会出现在同一个购物篮的现象。如果这个年轻的父亲在卖场只能买到两件商品之一，则他很有可能会放弃购物而到另一家商店，直到可以一次同时买到啤酒与尿布为止。沃尔玛发现了这一独特的现象，开始在卖场尝试将啤酒与尿布摆放在相同的区域，让年轻的父亲可以同时找到这两件商品，并很快地完成购物；而沃尔玛超市也可以让这些客户一次购买两件商品、而不是一件，从而获得了很好的商品销售收入，这就是“啤酒与尿布”故事的由来。 故事二：塔吉特（Target）百货 孕妇对零售商来说是个含金量很高的顾客群体，但是她们一般会去专门的孕妇商店。人们一提起塔吉特，往往想到的都是日常生活用品，却忽视了塔吉特有孕妇需要的一切。在美国，出生记录是公开的，等孩子出生了，新生儿母亲就会被铺天盖地的产品优惠广告包围，那时候再行动就晚了，因此必须赶在孕妇怀孕前期就行动起来。塔吉特的顾客数据分析部门发现，怀孕的妇女一般在怀孕第三个月的时候会购买很多无香乳液。几个月后，她们会购买镁、钙、锌等营养补充剂。根据数据分析部门提供的模型，塔吉特制订了全新的广告营销方案，在孕期的每个阶段给客户寄送相应的优惠券。结果，孕期用品销售呈现了爆炸性的增长。2002年到2010年间，塔吉特的销售额从440亿美元增长到了670亿美元。大数据的巨大威力轰动了全美。 1.数据是新型生成要素 教师：数据已经成为像土地、空气一样的资源，其本身蕴藏着巨大的价值深入挖掘和分析数据，能够有效提高社会生产力。 2.数据量大是数据具有价值的前提 教师：当数据量不够多，只是离散的“碎片”时，人们就很难读懂其背后的意义，这些数据中蕴藏的规律和事物本质就很难被发现，数据的价值也就很难体现。 3.数据关联、公开是数据实现价值的基础 教师：单纯的数据积累不一定能让人们认识事物的全貌，只有通过共享数据、关联数据，将反映事物不同方面的数行汇总，人们才有可能分析出事物的整体和实质。 4.计算、分析使数据最终产生价值 教师：数据虽蕴藏着价值，但人们很难通过直接读取数据来获取其价值，只有利用数学、统计学的知识与方法，以及计算机等工具对数据进行计算、分析，人们才能完成从数据到信息，再从信息到价值的转换。 拓展：数据的价值分类 1.记录——情景辅助，操作基础 数据本身被记录下来，并非全部是为了长远的利益所用。很多记录其实发挥的作用是一种操作的基础，脱离了记录，后续的操作将难以进行。这点与人脑的作用有点相似。我们每个人在做一个即时操作的同时，大脑都会加以记录。然后依据这些记录快速决定下一步怎么做，即时的这些记录仅仅是一种情景辅助的作用。 2.备份和监督——情景复原，责任追究 数据记录也是对以前操作过程的一个虚拟备份，记录了各自多方不同的操作过程及次序，乃至不同环节的具体操作内容。这样一种作用可以看作是记录本身最被认可的初始价值。历史上的各种备忘录，金融记录（例如会计），甚至包括历史都是出于这样一种动机来加以记录的。记录让操作的当时情景有了复原的可能性，哪怕只是 一种并非完整的复原。这种复原除了纪念意义等的考虑外，还有一个重要的价值就是事后的责任追究，是一种奖惩的基础。这样一种作用看似很微小，但却是人类社会运作的基础。尤其是在连接时代的今天，不同主体之间的交互不断加剧，情景复原会让每个主体对自己的操作更为负责，让各种有效的连接成为一种可能。随着互 联网与线下实际经济行为的日益融合，一次鼠标点击有可能代表着很大的利益转移，结合网络协议的操作记录成为了大家网上操作时承担对应责任的依据。 3.纠偏——情景指引，方向微调 一个系统在运行的过程中，有些时候也会出现一些跟平常不一样的差异所在。当这种差异所代表的数据通过极值等各种方式体现出来的时候，系统本身的原有平衡可能会被打破，内部各方面的环节或资源就有可能跟不上。这个时候适当的外力参与很有必要，以免出现系统崩溃的情况。 4.预测——情景研究，系统优化 对未来的预测功能是目前业界对大数据最看重的价值之一。基于之前记录下来的各种数据的深入研究，发现其中的规律特征，从而进行系统优化，甚至升级。如果前面的纠偏只是一些相对较小的指引的话，那么基于预测的情景研究和系统优化，则是相对较大的变动。这种基于预测的价值实现对系统的长远运行来说价值重大，其决定了一个系统是否具有长期的成长性和演变能力。 四、数据的安全 教师：在很多人的眼里，“大数据”可能是一个很模糊的概念。其实，在日常生活中大数据离我们很近，我们无时无刻不在享受着大数据带给我们的便利。在享受便利的同时，我们也需提高数据安全意识。我们的个人隐私数据可能被非法机构获得，影响我们的正常生活。 学生：说一说如何保护个人隐私数据。 教师：一般来说，数据安全主要有两方面的含义：一是数据本身的安全，二是数据防护的安全。数据防护安全主要是指如何有效防止数据在录人、处理、统计或打印时由于硬件故障、断电、死机、人为的误操作、程序缺暗、病毒或黑客攻击等造成数据损坏或数据丢失。某些高度敏感或保密的数据也可能经由不具备资格的人员阅读而造成数据泄露的后果。 学生：说一说自己知道的数据防护方法。 了解数据和信息的区别。 举例说明数据和信息。 了解数据与社会的关系，树立正确的数据意识。 了解个人与数据的关系。 了解自然界与数据的关系。 了解智能产品与数据的关系。 自主探究计算机存储数据的单位。 了解硬盘标的和实际存储量差异的原因。 了解大数据与社会变革关系。 了解数据的价值。 阅读两个关于数据价值的故事，发表自己的看法。 了解数据已变成生产要素。 了解数据量的意义。 了解数据之间的关联的重要性。 了解数据分析、挖掘对于价值的意义。 了解数据价值的分类，从分类的角度对数据价值再认识。 了解数据安全的重要意义及在大数据背景下如何保护自己的隐私数据。 通过区分数据和信息的概念，让学生正确认识两者联系。 学以致用，让学生通过举例说明数据和信息，检验学生对数据、信息理解的情况。 让学生了解数据对当今社会的意义。 让学生认识到个人是数据的提供者。 让学生认识到自然界是数据的提供者。 让学生认识到智能产品是数据的提供者。 从数据存储角度定量了解日常生活提及数据多与少。 解惑硬盘容量缩水成因，培养学生辩证看待问题的思维习惯。 让学生认识到大数据改变着社会。 从价值角度分析数据的价值。包括数据的地位、数据量、数据关联和数据挖掘四个维度。 通过实际案例，促进学生对数据价值的理解。 拓展学生思路，从分类的视角认识数据的价值。 通过大数据切入数据安全，让学生知道大数据背景下的数据安全与个人数据保护。
作业布置 1.上网搜索，什么是大数据价值链？与同学们讨论大数据价值链包括哪些环节。 2.你认为当下大数据价值链在哪些环节还存在问题 与同学们交流你的看法。 通过网络探索大数据价值链，和同学讨论分享大数据价值链的环节和存在问题。 对本课学习内容进行实践，促进学生对数据价值的理解，感受大数据对人的发展的意义。
课堂小结 组织学生分小组总结本课学习内容，请每个小组代表说说自己小组总结的结果。教师做最后的补充。 在小组讨论基础上，推选代表总结本课学习内容。其他小组做补充总结。 学生自己总结学习内容是一种学习方法，每次课可以梳理出学习了哪些知识、技能方法和思维方式，在头脑中形成本课程的学科结构。
板书 学生从板书中形成本课的知识结构，内化学习成果。 体现本课的设计思路，让学生明白本课学习了哪些内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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