资源简介

(共22张PPT)
数据、地图与智能决策 ——AI赋能的深圳中学泥岗校区学校的交通调查
跨学科实践
初中数学
学习目标
能够识读简单的城市交通地图，理解不同交通方式的特点及其与空间布局的关系。（地理）
02
能够收集、整理、描述数据，会制作频数分布表和扇形统计图，并从中提取相关信息（数学）
01
了解数据可视化的基本概念，体验使用 AI 工具进行初步数据分析的过程。（信息技术）
03
感受数学在生活中的广泛应用，激发学习兴趣。
04
情境导入
“同学们，视频里的场景大家熟悉吗？你认为造成学校门口拥堵的主要原因是什么？”
“为了科学地解决这个问题，今天我们就化身‘城市交通规划师’，运用数学、地理和 AI 的力量，进行一次深入的‘交通病因调查’！”
数据采集——利用Ai整合数据
基于7:30-7:40的10分钟交通流量数据，通过时间分布模型估算7:30-8:00的30分钟整体交通流量。
可自行输入记录的数据和选择时间分布模型哦
数据采集——利用Ai整合数据
基于抽样调查原理，通过样本数据估算深圳中学泥岗校区校门口一个月整体交通流量。输入多个时间段样本数据，系统将自动计算频率分布并进行总体估算。
可自行添加或删除样本数据哦！
探究新知
探究一：数学建模 —— 数据收集与整理
下面是课前由学生志愿者（或通过监控录像）统计的 “深圳中学泥岗校区周一早上 7：30-8：00 经过校门口的交通工具数量” 的原始数据。
私家车：230 辆，电动车：250辆，自行车：100 辆，公交车：20 辆，步行：400 人。
问题1：请制作相应的频数分布表，并计算各类交通工具的频率
问题2：绘制相应的扇形统计图
探究新知
探究一：数学建模 —— 数据收集与整理
问题1：请制作相应的频数分布表，并计算各类交通工具的频率
解答：①频率计算：
总频数 = 230 + 250 + 100 + 20 + 400 = 1000
私家车频率 = 230 ÷ 1000 = 23%
电动车频率 = 250 ÷1000 = 25%
自行车频率 = 100 ÷1000 = 10%
公交车频率 = 20 ÷1000 = 2%
步行频率 = 400 ÷1000 = 40%
探究新知
探究一：数学建模 —— 数据收集与整理
问题1：请制作相应的频数分布表，并计算各类交通工具的频率
解答：②根据算出的频率绘制频数分布表，如下表
交通工具 频数 频率
私家车 230 23%
电动车 250 25%
自行车 100 10%
公交车 20 2%
步行 400 40%
探究新知
探究一：数学建模 —— 数据收集与整理
问题2：绘制相应的扇形统计图
解答：
回顾：根据频率计算圆心角的公式？
公式回顾：圆心角 = 频率 × 360°
扇形统计图如右图
探究新知
探究二：地理融合 —— 空间定位与成因分析
如图是深圳中学泥岗校区周边的简易地图，图中已标注学校、主干道、公交车站，地铁站等，请结合地图回答下列问题
探究新知
探究二：地理融合 —— 空间定位与成因分析
地图与数据的对话：请将你们绘制的扇形统计图与这张地图结合思考
问题1：为什么电动车和步行占比如此之高？（从地理角度分析）
问题2：私家车占比也不低，它们主要停在哪里？对交通造成了什么影响？
问题3：公交车的占比为什么不高？这与公交站点的设置有关吗？
探究新知
探究二：地理融合 —— 空间定位与成因分析
问题1：为什么电动车和步行占比如此之高？（从地理角度分析）
回答：①从卫星地图来看，周边社区密集，道路窄，电动车灵活方便；
②从生活实际出发，大多数学生住得近，电动车或步行出行方便。
探究新知
探究二：地理融合 —— 空间定位与成因分析
问题2：私家车占比也不低，它们主要停在哪里？对交通造成了什么影响？
回答：私家车主要集中于学校北门和东门外的金碧路（双向两车道城市支路）临时停靠，部分车辆使用东南侧固定停车场；狭窄的道路条件与集中停靠行为直接形成了交通瓶颈，导致高峰时段路段通行能力骤降，不仅阻塞公交线路及应急通道，更引发车辆违规穿插调头，造成行人-非机动车-机动车流线冲突，加剧了以学校为中心的局部交通系统瘫痪。
探究新知
探究二：地理融合 —— 空间定位与成因分析
问题3：公交车的占比为什么不高？这与公交站点的设置有关吗？
回答：公交车占比不高与公交站点设置存在直接关联：学校主要出入口位于支路金碧路上，而公交站点通常被迫设于车流饱和的主干道，二者之间存在约300-500米接驳距离且需穿越快速路障碍，这种"主干道设站-支路到校"的空间错位显著增加了步行难度与时间成本；同时金碧路本身宽度有限，高峰期被私家车占道停靠后进一步压缩公交车通行与停靠条件，最终导致公交服务可达性与效率降低，抑制了师生使用意愿。
探究新知
探究三：AI赋能 —— 智能分析与验证
第一步（数据验证）：教师将原始数据输入 AI，AI根据这些数据，生成一个清晰的扇形统计图，并指出最主要的交通方式。
对比验证：将 AI 的描述与自己绘制的图表和结论进行对比，结论是否准确？
第二步（深度分析）：AI结合扇形统计图显示的数据，从城市规划的角度，分析一下可以采取哪些措施来改善学校门口的交通拥堵？并输出相应内容
探究新知
探究三：AI赋能 —— 智能分析与验证
提出问题：AI 提出的建议完美吗？它有没有可能忽略了我们地图上显示的哪些具体细节？
回答：
①AI 不知道学校东侧有一条小路可以分流，并不知道这样更快捷；
②AI提出的某些建议存在相应的安全隐患；
③AI未考虑到有些建议的可行性，比如增设新的非机动车道，未联系实际。
结论：虽然AI 能提供强大的信息整合和思路启发，但最终的决策必须结合本地实际情况（地理信息、人情风俗等）进行判断和调整。我们是决策的主人，AI 是得力助手，不能过度依赖AI
探究新知
探究四：实践应用，提出方案
小组任务：“现在，请各小组基于我们的数学分析、地理观察和 AI 的启发，撰写一份简短的《致学校后勤处的交通改善建议书》。”
建议书要求：
1.用数据说话（引用扇形统计图的结论）。
2.结合地图，提出具体、可行的方案
3.说明方案的理由。
课堂小结
1.把所有数据分成若干组，每个小组的两个端点之间的距离（组内数据的取值范围）称为________．
2.对落在各个小组内的数据进行累计，得到各个小组内的数据的个数叫作________．
3.扇形统计图圆心角计算公式
圆心角 = 频率 × 360°
知识梳理
组距
频数
课堂小结
数学给了我们 “数据的眼睛”，地理给了我们 “空间的视角”，而 AI 技术则为我们插上了 “分析的翅膀”。
我们应该做生活中的有心人，用科学、理性的方法去发现问题，并勇敢地运用所学知识去创造性地解决问题。
学科联系
课后提升
基础作业：
1.调查你家所在小区最常见的三种垃圾分类类型，绘制成扇形统计图，并写出简要分析。
课后提升
2.拓展性作业（二选一）
地理实践：选择一条你熟悉的公交线路，记录其高峰期和平峰期的用时，分析时间差异的可能原因。
AI 探索：将你本次课的社会调查数据（或自选一个感兴趣的话题数据）输入到一个 AI 工具中，请它帮你分析并提建议，记录下你觉得最有启发和最不靠谱的点，并说明理由。
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跨学科主题 数据、地图与智能决策 ——AI赋能的深圳中学泥岗校区学校的交通调查 年级 八年级
选题背景 随着城市化进程加快，学校周边交通拥堵成为影响学生安全与出行效率的现实问题。本节课以“学校周边交通拥堵调查”为真实情境，结合数学、地理与信息技术三门学科，引导学生通过数据收集、地图分析与AI辅助决策，通过查找资料、动手操作、小组合作等方式完成交通调查，旨在培养学生的数据素养、空间思维与智能工具应用能力，从课内到课外，建立模型，分享自己的学习感悟和设计理念，开展以提升创新能力和团队协作素养为主要目的项目学习。
学习任务 学生以“城市交通规划师”的身份，完成以下核心任务： 1.数据收集与整理：统计学校周边交通工具的类型与数量。 2.图表绘制与分析：制作频数分布表与扇形统计图，提取关键信息。 3.地图识读与空间分析：结合地图分析交通方式与地理布局的关系。 4.AI工具辅助分析：使用AI验证数据结论并提出改善建议。 5.撰写建议书：基于分析结果，撰写《致学校后勤处的交通改善建议书》。
学习目标 1.通过统计学校周边交通工具的类型与数量，掌握收集数据和处理数据的方法，积累基本活动经验，加深培养探究精神、合作能力、创新意识。【创新意识、审美情趣】 2.通过制作频数分布表与扇形统计图，结合地图分析交通方式与地理布局的关系，经历建模的过程，能够了解建模的步骤。【模型观念】 3.通过AI探究影响交通的原因并验证结论，感受在日常生活中用数学的眼光发现问题，感受数学来源于现实生活并应用于现实生活，感受数学与科技在生活中的应用，培养数据驱动思维，形成对AI技术的客观认识。【实践能力】 4.经历“提出问题—收集数据—分析数据—得出结论—提出建议”的完整探究过程，学会跨学科分析与团队协作。【勤于反思、乐学善学】
涉及学科 数学、地理、信息技术、语文
实施规划
学习主题任务 实践任务 课时
学校周边交通拥堵问题的跨学科调查与智能决策 选题：任务1：观看学校周边交通拥堵视频，讨论拥堵现象，提出核心问题：“造成校门口交通拥堵的主要原因是什么？”初步明确调查方向与数据需求。 规划：任务2：设计交通数据调查方案，包括数据收集时段、交通工具分类、统计方法；规划如何使用地图与AI工具辅助分析与验证。 实施： 任务3：分组收集并整理交通工具频数数据，绘制扇形统计图；结合地图分析交通方式与空间布局的关系；使用AI验证结论并获取改善建议。 任务4：完成《课堂表现评价量表》，对数据整理、图表绘制、地图分析、AI使用等环节进行过程性评价。 总结： 任务5：小组共同制订《交通改善建议书》的成果评价标准，包括数据支撑、可行性、创新性等维度。 任务6：小组展示建议书，全班交流讨论，相互提出优化意见。 任务7：组间互评与个人自评，结合评价量表进行反思。 任务8：将本项目中的“数据+地图+AI”分析方法拓展至其他生活场景（如垃圾分类、公交出行），完成拓展性作业及评价单。 1
课程实施规划流程图
跨学科主题学习课时教学设计
学情分析 本节课面向初二学生，他们已具备数据统计、地图识读等基础知识，对AI技术有初步接触但缺乏系统应用经验。学生对于校园周边的真实交通问题有切身体验，学习兴趣浓厚，乐于参与调查与协作，但在跨学科整合与空间数据分析方面仍存在困难，容易对AI结论盲目信任。教学中需通过任务引导、对比验证和小组实践，帮助他们在真实问题中建立数据与空间的联系，理性看待技术工具，提升综合分析与决策能力。
学习目标 1.能够收集、整理、描述数据，会制作频数分布表和扇形统计图，并从中提取相关信息（数学）。 2.能够识读简单的城市交通地图，理解不同交通方式的特点及其与空间布局的关系。（地理） 3.了解数据可视化的基本概念，体验使用 AI 工具进行初步数据分析的过程。（信息技术） 4.感受数学在生活中的广泛应用，激发学习兴趣。
重点难点 重点：数据的收集与整理，扇形统计图的绘制与解读。 难点：将数学统计分析结果与地理空间信息相结合，形成综合性的决策建议；理解 AI 在数据分析中的角色。
教学准备 教师：多媒体课件、我校周边的简易地图（电子版）、预设的交通调查数据、能够联网并支持 AI 对话的演示设备（如接入 ChatGPT、文心一言、Kimi 等）。 学生：计算器、直尺、圆规、量角器、作业本。
教学过程
环节 教学内容 教师活动 学生活动
环节一：情境导入，提出问题 播放视频：展示一段学校上学、放学时段校门口交通拥堵的短视频。 提问引导： “同学们，视频里的场景大家熟悉吗？” “你认为造成学校门口拥堵的主要原因是什么？”（学生可能回答：私家车太多、电动车乱停放、道路太窄等） 揭示课题：“为了科学地解决这个问题，今天我们就化身‘城市交通规划师’，运用数学、地理和 AI 的力量，进行一次深入的‘交通病因调查’！” 播放视频，进行引导性提问，总结学生的回答，并顺势揭示本节课的课题，引入新课 观看视频，联系自身生活经验，直观感受，针对教师的提问进行思考，明确本节课的学习任务和身份角色
环节二：探究新知，跨学科分析 探究一：数学建模 —— 数据收集与整理 数据来源：教师展示课前由学生志愿者（或通过监控录像）统计的 “深圳中学泥岗校区周一早上 7：30-8：00 经过校门口的交通工具数量” 的原始数据。 数据采集时只记录7.30-7.40的原始数据，通过AI大模型估算出7.30-8.00的整体数据，另外提供另外一个模型可以估测一个月内的数据，可以新增多个样本 此处只是示例：私家车：230 辆，电动车：250 辆，自行车：100 辆，公交车：20 辆，步行：400 人。 制作频数分布表：引导学生将数据整理成表格，并计算各类交通工具的频率。 绘制扇形统计图（核心数学活动）： 学生分组合作，根据频率计算圆心角，使用圆规、量角器等工具绘制扇形统计图。 公式回顾：圆心角 = 频率 × 360° 问题：在统计图旁边，用一两句话写出你从图中读出的最显著信息。（例如：“步行和电动车是主要交通方式，两者占比超过60%。”） 探究二：地理融合 —— 空间定位与成因分析 展示地图：教师在屏幕上投射深圳中学泥岗校区学校周边的简易地图，标出学校、主干道、公交车站、地铁站、自行车停放点等。 地图与数据的对话（提问引导）： “请将你们绘制的扇形统计图与这张地图结合思考。” “为什么电动车和步行占比如此之高？”（引导学生从地理角度分析：周边社区密集，道路窄，电动车灵活方便；学生住得近等。） “私家车占比也不低，它们主要停在哪里？对交通造成了什么影响？”（结合地图上的道路宽度和临时停车区域分析。） “公交车的占比为什么不高？这与公交站点的设置有关吗？”（观察地图上公交站与学校的距离。） 探究三：AI 赋能 —— 智能分析与验证 引入 AI互动网页：教师现场打开交互网页。 教师演示与提问： 第一步（数据验证）：教师将原始数据输入 AI，AI根据这些数据，生成一个清晰的扇形统计图，并指出最主要的交通方式。 对比验证：将 AI 的描述与自己绘制的图表和结论进行对比，结论是否准确？ 第二步（深度分析）：AI结合扇形统计图显示的数据，从城市规划的角度，分析一下可以采取哪些措施来改善学校门口的交通拥堵？并输出相应内容 AI 建议示例：“增设电动车专用停车区”、“推行‘步行巴士’计划’’、“优化公交线路和班次” 等。 批判性思考（提问引导）： “AI 提出的建议完美吗？它有没有可能忽略了我们地图上显示的哪些具体细节？”（例如，AI 可能不知道学校东侧有一条小路可以分流，或者忽略了某个特定的安全隐患。） 结论：AI 能提供强大的信息整合和思路启发，但最终的决策必须结合本地实际情况（地理信息、人情风俗等）进行判断和调整。我们是决策的主人，AI 是得力助手。 探究四：实践应用，提出方案 小组任务：“现在，请各小组基于我们的数学分析、地理观察和 AI 的启发，撰写一份简短的《致学校后勤处的交通改善建议书》。” 建议书要求： 1.用数据说话（引用扇形统计图的结论）。 2.结合地图，提出具体、可行的方案 3.说明方案的理由。 展示原始数据，引导学生整理数据，绘制扇形统计图并回顾相关计算公式 讲解图例，提出问题，倾听学生分析，并及时补充 现场操作演示，提出问题并总结强调 发布任务，明确要求，巡视小组并提供指导 小组合作，整理数据，绘制频数分布表，计算频率并绘制扇形统计图 仔细观察地图，认真思考并回答教师的提问，分析成因 观察教师演示，了解AI工具，结合自己的绘图和AI进行比对，思考并讨论 小组协作，整理数据，共同撰写建议书，展示成果
环节三：课堂小结，总结升华 知识回顾： 问题：1.把所有数据分成若干组，每个小组的两个端点之间的距离（组内数据的取值范围）称为________． 答案：组距 2.对落在各个小组内的数据进行累计，得到各个小组内的数据的个数叫作________． 答案：频数 3.扇形统计图圆心角计算公式 圆心角 = 频率 × 360° 学科联系：数学给了我们 “数据的眼睛”，地理给了我们 “空间的视角”，而 AI 技术则为我们插上了 “分析的翅膀”。 情感升华：鼓励学生做生活中的有心人，用科学、理性的方法去发现问题，并勇敢地运用所学知识去创造性地解决问题。 教师以提问的形式小结 学生思考自由回答，自我小结
环节四：分层巩固，课后提升 （一）基础性作业 调查你家所在小区最常见的三种垃圾分类类型，绘制成扇形统计图，并写出简要分析。 （二）拓展性作业（二选一） 地理实践：选择一条你熟悉的公交线路，记录其高峰期和平峰期的用时，分析时间差异的可能原因。 AI 探索：将你本次课的社会调查数据（或自选一个感兴趣的话题数据）输入到一个 AI 工具中，请它帮你分析并提建议，记录下你觉得最有启发和最不靠谱的点，并说明理由。
教学反思 本节课通过一个真实的、与学生息息相关的项目，将数学、地理和信息技术（AI）有机地融合在一起。学生不仅巩固了数学核心知识，更重要的是体验了完整的项目探究过程，初步建立了跨学科思维。AI 环节的设计是亮点，它既展示了技术的高效，又通过引导性提问，让学生辩证地看待技术，避免了盲目崇拜，培养了其批判性思维能力。
附件：深圳中学泥岗校区周一早上 7：30-8：00 经过校门口的交通工具数量记录表
出行方式 私家车 电动车 自行车 公交车 步行
数量
附件：《数据、地图与智能决策》课程学习评价量表
评价维度 评价内容 个人评价 （计分） 同伴评价 （计分） 教师评价 （计分）
课堂活动参与情况（25分） 1. 我能积极参与小组合作，主动承担任务并提出合理建议。（8分）
2. 我能清晰表达自己的观点，发言有条理、有依据。（8分）
3. 我能认真倾听他人意见，尊重不同观点，协作顺畅。（9分）
课堂知识掌握情况（40分） 4. 我能正确收集、整理数据，并制作频数分布表与扇形统计图。（15分）
5. 我能结合地图分析交通方式与地理布局的关系。（15分）
6. 我能使用AI工具辅助分析，并对其结论进行批判性思考。（10分）
成果质量：建议书撰写（20分） 7. 数据支撑：建议书能有效利用统计数据（如图表）和地图信息作为依据。（5分）
8. 可行性：提出的改善建议结合了校园周边实际情况，具体且可行。（5分）
9. 创新性：方案能结合AI的分析，并创造性地提出自己的见解或解决方案。（10分）
跨学科应用与迁移能力（15分） 10. 我能理解并解释“数据+地图+AI”分析方法的价值。（7分）
11. 我能将本项目的分析方法迁移到其他生活场景中进行思考。（8分）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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