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《关爱老人之智能养老——数据分析与人工智能》第 1 课时教学设计
第 1 课时 走进数据分析--“关爱老人之智能养老 ”项目引入与项目分析
1. 课时教材分析： 本节选自信息技术教科版必修 1《数据与计算》第五单元第一节《走进数据分析》。 在本节课， 学生将基于对数据与计算有全面认识的基础上， 综合运用所学知识， 从解决 实际问题的角度， 较为深入地经历数据分析的完整过程以及数据可视化表达， 进一步理 解“数据是信息的载体，信息是数据的内涵及语义解释”。 通过对电子表格中全国人口普查数据的多种方式组织和呈现， 引导学生使用不同数 据分析方法对数据进行多角度分析， 使用合适的图表可视化数据分析结果， 挖掘数据背 后隐含的信息，得出数据分析结论，体验数据分析魅力。 根据数据分析的结论引出“关爱老人 ”的项目主题， 在学生思考、小组讨论、小组 分享交流后， 补充课后延伸活动让学生以小组为单位尝试使用多种数据分析方法和合适 的可视化方式以数据分析报告的形式展示调查成果。从而促进学生能够根据实际问题的 需要、选择恰当的数据分析方法进行多角度分析以及合适的可视化呈现的能力， 并在得 出结论的基础上用数据分析报告的形式展示数据分析的背景、思路、过程、结论和建议。
2. 课时学情分析： 高中学生动手能力强， 思维活跃敏捷， 具有探索新知的好奇心。学生在初中已经学 习过电子表格软件的使用， 有一定的数字化工具应用能力， 但在数据处理过程中， 准确 科学得使用数字化工具存在一定局限， 且缺乏将数据统计分析的方法及工具应用到实际 问题中的能力。 在前面的学习中， 学生认为数据分析就是通过建模、计算等形式来处理数据， 其实 对数据的整理、组织和重构也是数据分析。本节课将通过对数据多角度的组织呈现和使 用不同方法进行分析， 让学生感受数据分析技术的重要性及应用价值， 认识数据挖掘对 信息社会问题解决和科学决策的重要意义。
3. 课时学习重点： （1）掌握数据分析的纵向对比分析、横向对比分析、平均分析方法及应用； （2）领会数据可视化表达的特点； （3）了解数据分析报告的一般结构和表述规范。
4. 课时学习难点： 能够根据实际问题的需要， 选择恰当的分析方法， 多角度分析， 得出结论， 并有效 表达。
5. 开放性学习环境： 多媒体机房， 极域教学软件， PowerPoint 软件、 PPT 课件、电子表格软件， 项目活 动手册、自主学习资料
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6. 课时学习目标：
学科知识 （1） 掌握数据分析方法中的平均分析和对比分析； （2） 领会数据可视化的方式和特点； （3） 了解数据分析报告的格式。
问题解决 （1） 通过体验具体的数据分析过程，掌握数据分析的方法及其表达方 式； （2） 经过数据分析，根据结果，得出分析的结论； （3） 使用合适的数据分析方法分析数据，会用数据分析报告呈现数据 分析。
学科思维 （1） 联系生活中的实际案例，概况数据的可视化概念，判断其特点； （2） 关联数据的可视化知识、电子表格数据分析知识，概括电子表格 中数据图形化的使用方法及其特点。
7. 课时教学过程：
教学阶段 教师活动 学生活动 设计意图
前 备 课 准 将全班同学分成4 组，每组 10- 12 人。 小组内确定组 长 提前准备， 节 约上课时间， 保证课堂连 续性
一 、 情境引入 数据收集 小调查： 家庭中 0-14 岁少年段的人数和 60 岁以上老年段人数。 收集学生家庭中少年段和老年段 人口的数量。 思考 回答 调查引发学 生思考，让学 生快速融入 课堂， 引入数 据分析。
观察全国人口第五次第六次第七 次三次全国人口普查数据表。 【小组探究】 观察这个表格中数据的变化与联 系， 分析数据， 得出数据背后隐含 的信息。 观察 小组交流讨论 回答讨论的结 果 学生观察比 较数据，体验 数据分析。
二、 数据的分 析与处理 概念介绍： 数据分析， 对数据进行计算、处理， 从而得出一些有意义的结论的技 术。 数据分析目的， 从描述研究对象的 数据中，发现其内在特征和规律。 观看课本 P133，数据分析可以进行 现状分析，原因分析，预测分析。 了解数据分析 的概念和目的 看课本 结合学生的 体验，介绍概 念，增进学生 对数据分析 的理解。 结合课本， 明 确数据分析
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提出问题： 全国人口普查数据的背后， 隐含哪 些现状、原因信息？通过分析尝试 预测人口发展的趋势。 带着问题进入 学习下一个环 节的意义【分析数据】 对三次人口普查中“少年段 ”和“老 年段”不同时期数据进行分析。 少年段 引 察数据， 师生共同得出结论：三次 人口普查的数据呈现， 少年段人口 数量总体呈下降走势。 老年段 引导学生观察数据， 师生共同得出 结论：三次人口普查的数据呈现， 老年段人口数量呈现大幅上升走 势。 对人口普查数 据中的“少年 段”不同时期 的数据进行分 析，得出结论。 分析“老年段 ” 不同时期数据 根据分析得出 结论将总表拆分 成“少年段 ” 和“老年段 ” 表，在分别分 析两表中不 同时期的数 据，得出分析 结论，让学生 感受纵向对 比分析方法 的使用和意 义。 有“少年段 ” 不同时期数 据分析的前 提，再进行 “老年段 ”不 同时期的数 据分析，增强 学生对纵向 对比分析方 法的理解和 掌握。【介绍概念】 对比分析：将两个或两个以上的数 据进行比较， 分析它们的差值， 从 而揭示这些数据所代表的事物发 展变化和规律。 纵向对比分析， 将相同事物的不同 时期进行比较。 横向对比分析， 在类似的或同类的 事物之间进行比较。体验过纵向对 比分析方法的 使用后，学习 对比分析、纵 向对比分析和 横向对比分析 方法。基于已有数 据分析体验， 学习概念， 实 践联系理论， 内化理论的 含义。【活动一】 打开学习资源“人口普查数据表 ” 1、计算并填写数据表 2 中各年龄 段的百分比和平均增幅完成计算 使用合适的 数据化工具 对数据进行 加工处理和
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2、尝试用合适的图表反映数据的 变化趋势 核对答案，展示学生作品。 请学生展示成 果 可视化呈现 数据处理结 果是对学生 计算思维的 培养。【分析数据】 对比每一次人口普查“少年段 ”和 “老年段”的百分比数据。 根据分析，得出结论： 第五、第六次人口普查中， 少年段 百分比从大于到略大于老年段百 分比， 但是第七次人口普查中老年 段百分比超越少年段百分比。 将平均增幅作对比： 得出结论：从平均增幅数据中说明 老年段人口增长速度快。 【介绍概念】 平均分析， 运用计算平均值的方法 反映总体在一定时间、地点条件下 某一数量特征的一般水平。 平均分析和对比分析常结合使用。学生对比“少 年段”和“老 年段”同一时 期的百分比。 通过细致的对 比和分析，得 出结论，掌握 横向对比分析 的方法 理解平均分析 的方法使用横向对 比分析的方 法进行数据 分析，得出结 论，充分感受 横向对比分 析的用法和 意义。 平均分析常 与对比分析 结合使用。 通过平均增 幅的计算以 及对比分析， 加深对分析 方法的理解。对比表格和图表呈现数据， 体会数 据可视化的方法和优势。 数据可视化： 数据可视化,以图形、图像和动画比较表格和图 表对数据的呈 现学生自己观 察对比，直观 感受数据可 视化优势， 体 会数据可视 化表达的意 义。
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等方式表示,直观、生动地呈现数 据以及数据分析的结果,揭示数据 之间的关系、趋势和规律。 掌握数据可视 化的实现方式 和优势。三、 数据分析 报告数据分析报告是对数据分析的背 景和目的、数据分析过程以及结论 和建议的完整呈现。 数据分析过程是数据来源、数据分 析方法、模型、思路的描述。 回顾本节课数据分析过程得出结 论： 聆听数据分析 报告格式的介 绍，掌握数据 分析报告的撰 写格式及意义 认真聆听结合数据分 析过程，体会 数据分析报 告价值。 由学生体验 数据分析过 程得出的结 论，更有说服 力，为项目的 引入作好铺 垫。四、 项目引入 引出项目主题“关爱老人”。 认真聆听通过数据分 析过程的回 顾和梳理， 得 出结论， 引出 项目主题， 水 到渠成。五、 项目分析【思考】 我国老年人有哪些实际的养老需 求。小组讨论，我 国老年人实际 的养老需求培养学生团 队合作交流 协商意识。请四个小组代表， 分别汇报本组讨展示学生表
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论结果， 并将每组汇报中的关键字 记录在黑板上。 学生分组汇报 现力，加强集 体荣誉感。
六、 课后延伸 根据老年人的养老需求， 小组设计 调查问卷， 收集数据， 采用合适的 数据分析方法分析数据， 并撰写数 据分析报告。 【活动二】 1、打开项目活动手册，完成项目 活动评价量表并提交 2、完善项目活动手册并提交 认真聆听 完成评价量 表，完善项目 活动手册并提 交 通过学生独 立完整体验 数据分析过 程，培养学生 在较为复杂 的信息情境 中，确定信息 的关键要素， 发现数据内 在关联，挖掘 数据核心价 值的能力。
评价维度 分值 学生评价 促进学生的 学习，改善教 师的教学
1.项目兴趣程度 5 分
2.小组合作中默契度及愉 悦度 5 分
3.项目资料的适用性和科 学性 5 分
4.项目学习过程中学科知 识和学科技能的掌握度 5 分
说明：其中 5 分表示程度非常强；4 分表示程度比 较强； 3 分表示程度一般；2 分表示程度不强；1 分表示程 度非常不强。
七、 课堂总结
8. 课时板书设计 数据分析方法 对比分析 平均分析 其他分析 纵向对比分析 横向对比分析
9. 课时作业设计 根据老年人的养老需求， 小组设计调查问卷， 收集数据， 采用合适的数据分析方法
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分析数据，并撰写数据分析报告。
10. 课时教学反思 （1）教学评价的反思： 本节课我通过小调查、与学生一起对全国人口普查数据使用多种方法进行多角度分 析从而得出结论等活动，在学生回答问题和分析数据时，我及时给予肯定并持续引导， 增强学生参与数据采集与分析的乐趣， 体验得出数据分析结论的喜悦。在学生完成活动 一数据可视化呈现分析结果时， 部分同学随意选择数据进行数据可视化， 我发现后， 及 时给予提示和纠正， 帮助学生深入理解数据可视化的意义。这些课堂情境中的评价增加 学生在课堂中的参与度， 让学生感受到老师对他们的实时关注， 增强学生解决问题的动 力。 分组讨论老年人养老的实际需求这一环节，通过让学生参与小组成员之间的沟通、 共享与协商的活动，体验知识的社会性建构 ，增强信息意识，有利于小组合作默契度 和愉悦度的加强。 通过评价量表的填写， 采集评价数据， 及时反馈学生的学习感受， 从而在后续的课 程中优化教学，促进学生基于项目的学习。 （2）教学实施的反思： 本节课师生一起体验对三次人口普查数据进行多角度分析， 让学生掌握了数据分析 的对比分析方法和平均分析方法， 理解了数据可视化表达的方法和优势， 学生能够使用 电子表格软件对数据进行整理、组织、计算与呈现。 在完成课后延伸的活动中， 学生通过分析问卷星采集的数据得到老年人实际养老需 求信息， 加强对数据分析方法和可视化方法的掌握与应用， 加深对数据的价值以及数据 与信息关系的理解， 感受数据分析的重要性， 并在完成数据分析报告的过程中， 发展学 生利用信息技术解决问题的能力。 通过学生小组讨论老年人真正的养老需求培养了学生小组合作和交流的意识和能 力，在合作解决问题的过程中， 通过与团队成员共享和整理信息， 实现信息的更大价值。 进行小组汇报时，汇报人的表现力也得到锻炼。 活动一展示学生数据可视化作品时， 由于课堂时间有限， 没有让学生进行充分交流， 在后续课时中，我将适当增加学生的课堂实施交流，弥补这一遗憾。
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