中小学教育资源及组卷应用平台 第18课 数据分析与处理 教学设计 课题 数据分析与处理 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 八年级 单元主题 【学情分析】在上一单元学习的简单物联功能实践的基础上，本单元的内容比较综合，让学生从物联系统的整体出发进行分析和规划，最终学会设计较为完整的简易物联系统。物联系统的工作过程本质上是通过感知外部环境，并通过数据传输、存储、处理，最终反馈到外部环境的过程。本单元围绕简易物联花盆系统，通过划分物联系统的模块，根据需求确定感知、传输、反馈和控制等功能，最后完成简易物联系统的搭建。与前面三个单元相比，本单元的实践难度略大，在具体实施过程中，可以先实现每个模块的功能，再将所有模块集成在一起。教学中可根据本地实际情况或者学生兴趣，选择其他的实践案例。【内容结构】 学习目标 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：能够根据需求，设计和搭建简单的物联系统原型，结合项目活动采集、分析和呈现数据，解决实际问题，发展计算思维。3. 数字化学习与创新：能够主动利用数字设备开展实践创新活动，并在创新活动中认识到原始创新对可持续发展的重要性。4. 信息社会责任：了解自主可控对国家安全及物联网未来发展的重要意义。 重点 从物联系统中获取数据；处理数据的方法。 难点 利用程序实现简单数据的处理与分析。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 激趣导入 【问题情境】观察校园气象站采集到的这些数据，若要判断植物在什么环境下更适合生长，应该怎么办？【建构】物联系统运行后，通过传感器和互联网采集的数据，会上传到物联网服务平台。物联网服务平台只是将数据汇集在一起，而数据往往需要被加工和处理之后才能产生价值。今天我们就来学习‘数据分析与处理’，一起探索数据的奥秘。 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。 学习活动 【学习活动】一、常见的数据处理工具【思考-讨论】从古至今，你知道有哪些数据计算的工具？【学习探究】在人类文明的历程中，人们对数据处理工具的改进一直没有停止过。物联系统产生大量数据，早期的数据处理工具已经不能胜任复杂的数据处理任务。随着互联网和物联网的不断发展，数据产生的速度越来越快，数据种类也越来越多。人们主要借助计算机中的工具处理数据，比较常用的有《WPS表格》等电子表格软件和FineBI、Hadoop 等专用的数据分析软件。随着编程语言的发展，人们开始借助编程工具处理数据。【思考-讨论】说一说自己曾经使用过哪些数据处理工具？处理过什么数据？【学习活动】二、从物联网服务平台获取数据【合作探究】在前面的课程中，我们已经搜集到了一段时间内的环境数据，并存储在物联网服务平台中。两种数据下载方式：1. 通过数据文件直接下载，用电子表格软件处理；2. 通过API调用数据，编程获取数据。任务一：登录到物联网服务平台，尝试以数据文件形式下载数据。操作提示：1. 登录服务平台；2. 进入相应的主题管理页面；3. 在查看详情页面点击下载。 任务二：通过API获取数据。操作提示：1. 参阅说明文档（不同在线MQTT服务器的API使用方法有所差异，所以在使用API前，需要参阅相关的说明文档。）；2. 确定API的URL；3. 传入相关参数后发起网络请求；4. 通过API调用数据。【学习活动】三、处理数据的一般方法在进行数据处理前，要明确数据处理的目标和思路。通过对环境数据的分析，能够进一步了解当前环境情况。【思考-讨论】通过编程从API获取数据，并不能直接使用。有没有简单的方法直接处理这些数据呢？【学习探究】在 Python 中可以借助 pandas、nump ... ...
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