1.3 数据科学与大数据 教学设计 2023—2024学年人教_中图版（2019） 高中信息技术必修1

第 1 章 认识数据与大数据 1.3 数据科学与大数据 教学设计 教学背景 信息科技是现代科学技术领域的重要部分，主要研究以数字形式表达的信息及其应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现。当代高速发展的信息科技对全球经济、社会和文化发展起着越来越重要的作用。 义务教育信息科技课程具有基础性、实践性和综合性，为高中阶段信息技术课程的学习奠定基础。信息科技课程旨在培养科学精神和科技伦理，提升自主可控意识，培育社会主义核心价值观，树立总体国家安全观，提升数字素养与技能。 教材分析 本节课的教学内容选自人教/地图-出卷网-第1章1.3 数据科学与大数据，信息技术的发展与普及为我们创造了一个全新的数字化生活环境。它们在给我们带来生活便利的同时，也在逐渐地改变着我们的生活方式。 学情分析 此节课针对的对象是高一年级的学生，学生对信息技术的关键技术以及信息技术对生活与学习的影响有一定的了解，但对所学内容只是体验性和经验性的认识。 教学目标 1.认识数据科学，体验大数据对学习、生活和社会发展的影响。 2.了解大数据在社会各领域中的应用，感受大数据在社会变革中的作用。 教学重点与难点 理解大数据在社会各领域中的应用。 教学方法与教学手段 案例分析法、讲授法、任务驱动法。 教学过程 问题导入 提出问题，引发思考： 在日常生活和学习中试说明大数据与传统意义上的数据的区别。 　　体验探索 体验大数据 大数据技术的广泛应用，正在悄然改变着我们的生活。有网站利用电子地图的定位功能进行大数据计算与分析，并采用可视化呈现方式，反映人口流动的轨迹与特征。通过它可以了解当前及过往时间段内，全国及各省、市的人口流动情况，以便直观地确定流入人口的来源和流出人口的去向。图 1.3.1 （参见教材P25）呈现的是某日迁入或迁出北京的人口数据情况。这种利用大数据技术生成的可视化地图可以为交通部门制定政策、提升服务质量提供参考，也可以为百姓生活、企业生产等提供参考，从而实现更大的社会价值。 选择一座城市，通过网站了解与其有关的人口迁入和迁出的热点城市分别有哪些。 思考： 1. 试分析这些人口流入和流出的热点城市有何关联？从中有何发现？ 2.“迁徙”地图中的数据是如何获取的？数据量会有多大？试说明大数据与传统意义上的数据的区别。 数据科学的兴起 互联网、智能终端和行业信息化的快速发展推动了社会数据量的迅速增长。海量数据引发了人们对数据研究思路和方法的转变与飞跃，数据科学成了一个新兴的研究领域。 思考活动 数据与科学发现 在人类文明的历史长河中有很多重要的科学发现。伽利略通过望远镜观测到木星的 4 颗卫星，为“日心说”找到了证据；居里夫妇在科学实验过程中发现了放射性元素钋和镭；某科学合作组织利用激光干涉引力波天文台探测装置获取的大数据首次发现引力波。 查阅资料，小组讨论上述科学发现在所使用工具、方法上的异同，分析数据在这些发现过程中所起的作用。 人类认识世界的方式多种多样，人们可以通过观察、感知的方式分析自然现象，寻求其中的发展规律；可以通过实验探究的方式研究问题，对问题假设进行验证和判定。如今数据科学为人们提供了认识事物的新方法。例如，科学家通过信息技术工具采集来自太空的相关数据，并及时对它们进行处理，成功探测到引力波的存在。再如，水利部门通过长期收集和分析河流的水流量，就可以预测未来水量的变化。 计算机技术的革新提升了人们处理数据的能力，在计算机的帮助下，人们可以通过多样的计算方式和应用软件快速地处理数据。我国制造的“神威·太湖之光”巨型计算机（图 1.3.2）（参见教材P26），峰值运算速度达到了每秒 12.54 亿亿次 ，大大提升了数据处理的速度。 物联网传感器、智能终端 ... ...