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第1.4课《数据可视化呈现》教学设计
课题 数据可视化呈现 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级
核心素养目标 信息意识：能通过图表分析温度、设备等数据变化规律，理解数据对决策的价值，形成用数据解决问题的意识。计算思维：掌握折线图、饼图的适用场景，能针对环境数据设计可视化方案，编写程序实现动态采集与图表生成。数字化学习与创新：熟练调用传感器指令，在仿真平台调试程序，设计整合多参数的可视化仪表盘优化灌溉系统。信息社会责任： 理解设备在线率统计的运维责任，能分析异常数据的影响；讨论农业监测数据的合理使用范围与隐私保护边界。
教学重点 根据数据特征和分析需求，选择文字描述、表格或图表等合适形式清晰呈现信息。
教学难点 在物联网多源数据（温/湿/光）场景中，匹配数据属性与呈现方式，并整合信息形成有效结论。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第1.4课 数据可视化呈现进一步优化简易蔬菜灌溉物联系统后，壮壮收集到的数据更多了，密密麻麻的数据让他眼花缭乱、头昏脑涨。小美提醒他可以将数据可视化，把数据转化为直观的图形。想一想：数据可视化有什么好处呢？数据可视化可以帮助我们更快速地抓住数据的重点，发现数据中的规律和趋势，从而做出更明智的决策。思考：数据可视化是什么？数据可视化是一种将数据信息以图形、图表、地图等视觉形式呈现出来的技术或方法。它通过将复杂的数据集转化为易于理解的视觉元素，帮助我们更直观地理解数据背后的信息、规律和趋势。数据可视化在商业分析中发挥重要作用，它能够将复杂数据转化为直观图表，帮助决策者快速洞察市场动态，制定精准有效的商业策略。数据可视化通过将数据转化为图形图表，直观展示数据，是数据分析和呈现的重要方法。播放视频《数据可视化》 课程新知导入完成思考题。观看教学视频。 帮助学生理解为什么数据会不一致。通过问题导入引发学生思考。通过视频吸引学生的注意力。
讲授新课 新知讲解：一、讨论图 1-4-1为传感器采集到的温度值记录表，图1-4-2为物联网服务平台自动生成的温度值记录曲线图。说一说你从中分别获得了什么信息，并和小伙伴讨论这两种呈现形式的特点，将讨论结果记录下来。从图 1-4-2 可以看出：变化趋势：温度随时间整体是上升还是下降（如上午逐渐升温，下午降温）。波动规律：温度是否稳定或有剧烈波动（如中午12:00出现尖峰）。周期性：是否呈现重复规律（如每天同一时间温度相近）。利用曲线图和表格呈现数据的区别。二、马上行动以小组为单位，观察下列数据图，讨论并体会数据可视化的作用。三、讨论1.在气温变化折线图 1-4-3 中，哪天的最低气温最低？哪天的最高气温最高？最低温是11月24日的最低温度-1°。最高温是11月21日的最高温度21°。2.物联网系统数据图1-4-4展示了哪些信息？这些信息之间有什么联系？物联网系统数据图1-4-4告诉我们三件主要的事情：总共有多少设备：大约900万台设备连接着。有多少设备在线和离线：约100万台设备现在在线，其他的则不在线。不同类型的设备占比：展示了各种类型设备的数量比例。这些信息帮助我们了解系统里有多少设备在工作，以及它们的类型。这很重要，因为它能让我们知道系统的运行状态，并确保一切正常。如果有些设备不正常工作或有警告，我们可以快速找到并解决问题。3.图1-4-5是第54次《中国互联网络发展状况统计报告》中有关各类应用使用时段分布的统计图，你从中发现了什么规律？如果你是一家餐饮店的负责人，这些信息对于你调整店面经营方案有何启示？从图1-4-5中我发现了一些规律：即时通信和网络视频在晚上使用最多。网上外卖和网络支付在中午和晚上用餐时间使用最多。网络视频在下午和晚上使用较多。如果我是餐饮店的负责人，我会根据这些信息做以下调整：在中午12点和晚上6点推出优惠活动，吸引顾客。提供外卖服务，满足那些喜欢在网上订餐的人。利用即时通信工具，在晚上8点到10点进行宣传，让更多人知道我们的餐厅。四、思考数据可视化除了可以将枯燥、乏味的数据转化为直观的图像，方便人们理解，还有哪些作用呢？数据分析与处理发现规律和趋势：通过图表，我们可以很容易看到数据中的模式和变化趋势。帮助做决定：清晰的图表可以帮助人们更快地做出正确选择，比如商家根据销售情况调整商品种类。促进交流：图像比文字更容易分享信息，帮助团队成员更好地沟通。记得更牢：相比纯数字，图形化的信息更容易记住。揭示关系：显示不同事物之间的联系，例如气温与冰淇淋销量的关系。五、讨论壮壮搭建的简易蔬菜灌溉物联系统已经收集到了不少有关豆角生长的环境数据，包括温度值、土壤湿度值、光照强度等。这些数据用哪种可视化形式更适合？为什么？根据讨论结果将表1-4-1补充完整。六、小贴士常见的可视化方式有以下几种：1.趋势可视化。常见的趋势可视化形式包括折线图、柱形图等。通常用于描绘数据随时间的变化趋势，可以直观地看出数据的上升或下降，从而预测未来的数据走向。2.比例可视化。常见的比例可视化形式包括饼图、环形图等。通常用于显示不同部分所占整体的比例关系，可以快速比较不同部分之间的相对大小。3.分布可视化。通常用于展示数据的分布规律，可通过散点图来实现。将散点图与地图相结合，可以用来查询数据在地理位置上的分布情况，比如在地图上查找共享自行车的位置。七、做中学体验物联网服务平台的数据可视化功能。1.将主控板连接到计算机上，打开编程软件。2.编写程序。（1）获取温度值并显示在 OLED 屏上。①如图 1-4-6 所示，加载扩展库指令，依次选择“添加”“传感器”“温湿度传感器”。②由于 OLED 屏显示的是字符串类型的数据，而温度是数字类型的数据，因此需要用“转为文本”指令将温度值转为字符串。选择“转为文本”指令，与需要转换的数据进行组合，如图。③为直观地看到 OLED 屏上显示的是温度值，可以在数值前面加上文字说明“当前温度值：”，并与②的程序整合（见图1-4-7 ）。程序运行后，OLED 屏上显示传感器当前获取到的温度值。（2）绘制温度图表。①从“数学”指令库中选出指令，并将文本“line1”改为“温度采集”，如 。（2）绘制温度图表。①从“数学”指令库中选出 指令，并将文本“line1”改为“温度采集”，如 。②从“数学”指令库中选出指令 ，并将打印“随机小数”改为打印“温度”，如 。③当按键A被按下时，将温度数据重复打印到绘图区，同时 OLED 屏显示温度值，直到按键B被按下，停止打印数据。示例代码如图1-4-8所示。④刷入程序，在仿真区单击“绘图”，切换到绘图模式，如图1-4-9所示。⑤按下A按键，平台开始绘制温度值变化曲线图（见图1-4-10 ），按下B按键则停止绘制。六、马上行动从物联网服务平台选择其他主题的数据文件，体验用程序实现比例可视化、分布可视化等其他效果，并对比这些程序指令，将它们的共同点和不同，点分别记录下来。七、讨论回顾日常生活，你还知道哪些数据可视化的应用场景？在未来，你希望哪些场景能运用上数据可视化？和老师、同学们交流讨论，并把你对数据可视化的未来应用场景的设想记录到表1-4-2里。八、任务拓展还有什么因素可能会影响豆角的正常生长呢？请利用简易蔬菜灌溉物联系统收集到的数据，运用可视化方式探究影响豆角生长的因素，并设计一个系统优化方案，为反馈与控制提供参考。影响因素分析：豆角生长可能受土壤湿度、温度、光照及土壤pH值影响。通过物联网系统收集数据后，用折线图对比湿度与生长速度，柱状图显示温度波动，热力图呈现光照分布，散点图分析pH值与叶片状态的关系。优化方案：智能灌溉：系统根据实时湿度自动调节水量，保持土壤湿润但不过涝。异常警报：温度或pH超标时，手机APP弹出提示并建议调整（如遮阳/施肥）。数据看板：用仪表盘综合显示各参数，红绿灯标识健康状态，辅助人工干预。拓展延伸：数据可视化实践指南通勤时间轨迹分析：动态地图标记各路段耗时，红色区块提示拥堵热点，优化上学路线规划。运动负荷时段监测：手环数据生成热力图，对比不同时段运动强度，标注合理锻炼区间。消费占比环形图：分类统计月度支出，外圈标注超支项目的节省策略弹窗。学科效率对比图：柱状图横向对比作业时长，异常值自动关联错题率数据找关联。教室环境监测仪表：整合温湿度、CO 浓度数据，指针偏移阈值时触发通风提醒。阅读偏好关联网络：借阅记录生成关键词节点，连线展示书籍类型交叉推荐逻辑。 讨论两种利用曲线图和表格呈现数据的区别。观察数据图回答问题。思考并写出你觉得数据可视化还有什么好处。讨论还可以使用什么数据可视化丰富。说一说各种表达方式的优缺点。体验物联网服务平台的数据可视化功能。完成练习。和同学讨论问题。完成拓展任务。了解常用的数据可视化方法。 引导学生讨论问题，引入课程内容。培养学生的观察力和数据分析能力。培养学生对技术应用的思考能力。培养学生解决问题的能力。帮助学生了解表达方式的选择方法。培养学生的动手能力。巩固所学知识。培养学生的技术想象力。通过学生应用本课知识的能力。拓展学生的知识点。
课堂小结 数据呈现可视化1.掌握数据可视化表达的作用2.完成可视化表达方式选择3.学习物联网数据可视化表达4.完成课堂练习5.进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 根据本课内容，完成一个实验数据的可视化。学完本节课，掌握数据可视化的基本方法。完成PPT42-43页的练习题。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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