淺談大數(shù)據(jù)分析的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 要：信息技術(shù)學(xué)科的四個(gè)核心要素為信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。新課程教學(xué)提倡以學(xué)生為主，教師為輔的教學(xué)理念。因此，在注重發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性的同時(shí)，還要更好地培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，提高他們的動(dòng)手能力，讓他們有興趣學(xué)，學(xué)有所用。本文基于以上理念對(duì)初一“大數(shù)據(jù)分析”課程進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；核心素養(yǎng)；學(xué)生主體

中圖分類號(hào)：TP333-4；G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）03-0086-03

The Classroom Teaching Design of Big Data Analysis

CAI Yan

（Changshu No.1 Middle School，Changshu 215500，China）

Abstract：The four core elements of information technology discipline are：information awareness，computing thinking，digital learning and innovation and information society responsibility. The new curriculum teaching advocates the teaching with students as the main part and teachers as the auxiliary part. Therefore，while giving full play to students’subjective initiative，we should constantly think about how to better cultivate their information literacy，improve their practical ability，and make them interested in learning and useful. Based on the above concepts，this paper designs the course of “Big Data Analysis” in the first grade of junior middle school.

Keywords：big data；core literacy；student-centered

0 引 言

現(xiàn)在的社會(huì)科技發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)增長迅速，信息流通便捷。在現(xiàn)代信息技術(shù)的大力推動(dòng)之下，各種計(jì)算機(jī)移動(dòng)設(shè)備日益創(chuàng)新，在很大程度上實(shí)現(xiàn)了大量數(shù)據(jù)的交互，這些數(shù)據(jù)是人們?cè)趯W(xué)習(xí)、工作、生活等各種社會(huì)行為中的真實(shí)記錄，也是國家、企業(yè)和社會(huì)發(fā)展的重要數(shù)據(jù)資源，它們共同構(gòu)成大數(shù)據(jù)。

1 相關(guān)教學(xué)分析

1.1 教學(xué)分析

最近幾年，初一信息技術(shù)教材上出現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的內(nèi)容，對(duì)初中生來說，這個(gè)概念可以理解，但是大數(shù)據(jù)的應(yīng)用、特點(diǎn)等學(xué)生幾乎都不了解。在教授大數(shù)據(jù)分析時(shí)，采取舉例演示、探究學(xué)習(xí)、模擬實(shí)踐、分組討論的方法，通過舉一些和同學(xué)生活息息相關(guān)的實(shí)例來讓同學(xué)理解什么是大數(shù)據(jù)，并和同學(xué)一起探討學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、大數(shù)據(jù)分析帶來的好處，最后分組討論大數(shù)據(jù)的展望和大數(shù)據(jù)的隱患，這期間通過講授案例，借助已學(xué)的方法模擬數(shù)據(jù)分析，重在讓同學(xué)體會(huì)用數(shù)據(jù)說話可以使結(jié)果更精準(zhǔn)，更讓人信服。

1.2 學(xué)情分析

在開始本課前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了如下內(nèi)容：（1）用WPS表格對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理和編輯；（2）用WPS表格的公式、函數(shù)進(jìn)行計(jì)算；（3）用WPS表格對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序、篩選、分類匯總等統(tǒng)計(jì)；（4）用WPS表格創(chuàng)建圖表，并簡單分析。因此，學(xué)生已經(jīng)具備使用WPS表格對(duì)一些簡單數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析的能力。

2 引入：創(chuàng)設(shè)情境，走進(jìn)新知

現(xiàn)在教學(xué)要求老師在有限的課堂時(shí)間內(nèi)達(dá)到無限的教學(xué)效果，那么激發(fā)學(xué)生興趣就是很關(guān)鍵的切入點(diǎn)。這個(gè)切入點(diǎn)最好能貼近學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，與課堂內(nèi)容緊密相連。創(chuàng)設(shè)情境，吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望就值得思考，下面筆者以自身的一次教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為例展開分析。

教授大數(shù)據(jù)這個(gè)概念時(shí)沒有先強(qiáng)調(diào)概念，而是通過與同學(xué)聊身邊的例子，讓同學(xué)大概了解大數(shù)據(jù)，再引出大數(shù)據(jù)的概念，同學(xué)更容易聽懂。接著請(qǐng)同學(xué)觀看一段視頻，然后提出問題“身邊還有哪些大數(shù)據(jù)呢？”同學(xué)觀看后回答非常踴躍，但是大多都局限于視頻中的內(nèi)容。上課前預(yù)估到了這點(diǎn)，所以事先搜索了一些常見的產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的APP和一些設(shè)備的圖片，讓同學(xué)看圖來回答，頓時(shí)他們思路開闊了很多，有的能舉一反三，發(fā)現(xiàn)身邊更多的大數(shù)據(jù)資源。

本環(huán)節(jié)的主要目在于培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)。教師在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，對(duì)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)充分了解，并預(yù)估到了學(xué)生可能存在的不全面的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而以播放視頻和展示圖片的方法引導(dǎo)學(xué)生思考，通過讓同學(xué)觀察、思考和總結(jié)，讓同學(xué)充分感受到大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量很大，無處不在，生活中處處充滿數(shù)據(jù)。

3 探究

3.1 自主探究

“自主探究”課堂教學(xué)模式，即通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)生動(dòng)的情境，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情；通過引導(dǎo)學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)行積極的自主探索；通過有針對(duì)性的提問，啟發(fā)學(xué)生思考，讓他們逐步感悟新知。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生是主體，教師的作用是引導(dǎo)和輔助，在學(xué)生探究的過程中，教師應(yīng)該多注意觀察、傾聽、引導(dǎo)和鼓勵(lì)。

3.2 大數(shù)據(jù)分析的作用探究

對(duì)這些大數(shù)據(jù)，我們可以通過采集、導(dǎo)入與預(yù)處理，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)揮預(yù)測的作用。接下來，通過三個(gè)實(shí)例和同學(xué)一起了解了大數(shù)據(jù)分析的步驟。

事例1：我先展示了兩張圖片：我的淘寶購物車截圖和我的購買記錄截圖。我問同學(xué)“能猜出淘寶給我推薦了什么商品么？”同學(xué)觀察到我的購物車?yán)锒际切l(wèi)衣，我的購買記錄是蘋果手機(jī)殼，于是猜測淘寶后臺(tái)給我推薦的是衣服和蘋果手機(jī)或蘋果手機(jī)殼。我展示了淘寶給我推薦的物品：衣服、蘋果手機(jī)、蘋果。同學(xué)看到蘋果有點(diǎn)出乎意料，我順勢(shì)問同學(xué)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，有的同學(xué)很快能說出因?yàn)椤疤O果手機(jī)”關(guān)鍵詞中有蘋果。

接著，我問同學(xué)“淘寶是如何做到如此精準(zhǔn)的推測呢？”通過和同學(xué)一起探究學(xué)習(xí)得到結(jié)果，淘寶大數(shù)據(jù)分析流程如圖1所示。

學(xué)生發(fā)現(xiàn)，通過大數(shù)據(jù)的分析和挖掘，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)預(yù)估和智能推薦，這樣也就大大提高了交易的成功率。

接下來，我和同學(xué)又一起學(xué)習(xí)了騰訊地圖利用大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)預(yù)估擁堵，自動(dòng)調(diào)整路線的方法，以及安防通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)提高了人民的安全保障。這兩方面主要通過訊飛語音文字識(shí)別和圖片展示的方法進(jìn)行。訊飛語音用了不同人物的不同聲音加強(qiáng)了趣味性，讓同學(xué)充分體會(huì)到大數(shù)據(jù)在不同領(lǐng)域發(fā)揮著不同作用。

本環(huán)節(jié)的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和分析能力。教師通過創(chuàng)設(shè)活動(dòng)，與同學(xué)一起學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)分析的步驟，以同學(xué)熟知的淘寶購物、騰訊地圖、安防為例，通過教師一步一步的引導(dǎo)，和學(xué)生一起探究完成學(xué)習(xí)。本環(huán)節(jié)為下面嘗試模擬大數(shù)據(jù)分析打下了基礎(chǔ)，激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手操作的欲望。

4 實(shí)踐：實(shí)踐操作，解決問題

為了更好地鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法，提高動(dòng)手的能力，實(shí)踐教學(xué)也是必不可少的。實(shí)踐教學(xué)即理論聯(lián)系實(shí)際，這一環(huán)節(jié)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生自身知識(shí)探索和解決問題的基本能力，又可以檢驗(yàn)出以往的薄弱環(huán)節(jié)，并加以改正學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和正確價(jià)值觀的形成。

通過探究，師生共同了解到大數(shù)據(jù)分析的必要性和重要性。然后通過一個(gè)視頻展示大數(shù)據(jù)分析的成功典例“尿布和啤酒”。同學(xué)觀看后都覺得非常出乎意料，因?yàn)檫@兩個(gè)風(fēng)牛馬不相及的東西很難被聯(lián)系到一起。大數(shù)據(jù)的分析挖掘一般來說沒有預(yù)先設(shè)好的主題，主要是在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)上進(jìn)行各種計(jì)算，以達(dá)到預(yù)測的效果。

接著，我和同學(xué)嘗試了模擬大數(shù)據(jù)處理流程來解決實(shí)際問題。通過用已學(xué)方法對(duì)“學(xué)生飲料消費(fèi)調(diào)查表”展開分析，在老師循序漸進(jìn)的引導(dǎo)下，同學(xué)得出了很多結(jié)果，例如：（1）假設(shè)我們是商家，為了提高效益，我們可以從哪些方面來改善生產(chǎn)、銷售；（2）假設(shè)作為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)，我們?nèi)绾巫寣W(xué)校更環(huán)保；（3）假設(shè)作為學(xué)生，我們?cè)撊绾慰创嬃舷M(fèi)……

本環(huán)節(jié)主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。教師讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐來探究并解釋探究的結(jié)果，如遇到困難，可以適時(shí)點(diǎn)撥、引導(dǎo)、啟發(fā)、共同探討，使學(xué)生能根據(jù)已學(xué)的數(shù)據(jù)分析方法嘗試解決實(shí)際問題，從感性認(rèn)識(shí)上升到理性思維，從而讓他們體會(huì)到信息時(shí)代數(shù)據(jù)分析的重要性。同時(shí)，這一環(huán)節(jié)沒有預(yù)先設(shè)定好的主題，主要靠學(xué)生自主分析和總結(jié)，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。

5 拓展：拓展延伸，提高認(rèn)知

在學(xué)生概念形成、知識(shí)掌握、技能提高的同時(shí)，他們會(huì)對(duì)舊技能產(chǎn)生疑惑，我們可以解釋、引導(dǎo)、拓展，讓他們有更新、更全面的認(rèn)識(shí)。

大數(shù)據(jù)分析和處理必須依靠云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲(chǔ)等技術(shù)。這個(gè)技術(shù)對(duì)初一學(xué)生來說不好理解，我舉了今年淘寶“雙十一”的例子。全國非常多的淘寶用戶的交易記錄匯總到一起，數(shù)據(jù)量非常大，并且要做到立時(shí)立刻的呈現(xiàn)，肯定需要很多服務(wù)器，因此，分布式的存儲(chǔ)系統(tǒng)就產(chǎn)生了；有地方存這些數(shù)據(jù)了，還需要分布式數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行管理和查詢，也就是說，把這么大而多的數(shù)據(jù)分開存在幾百乃至幾千臺(tái)服務(wù)器上，并進(jìn)行分布式處理。

這樣一講，同學(xué)對(duì)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)有了一定的感官認(rèn)識(shí)。對(duì)一些枯燥難懂的理論知識(shí)，我們可以嘗試創(chuàng)設(shè)情境，結(jié)合學(xué)生已有的認(rèn)知來讓學(xué)生更好地理解?？梢越Y(jié)合圖片、聲音、視頻等各種手段，使枯燥難懂的內(nèi)容簡單化、細(xì)化，這樣才更容易被學(xué)生理解并接受，不拘泥于書本、不形式化文字。

6 提升：思想道德教育，提高學(xué)習(xí)熱情和社會(huì)責(zé)任感

未成年人是國家的希望，因此，做好未成年人德育教育工作是每個(gè)老師的職責(zé)。青少年時(shí)期是人生良好品德形成的關(guān)鍵時(shí)期，因此，青少年的思想道德教育應(yīng)該貫徹于平時(shí)生活學(xué)習(xí)的點(diǎn)滴之中。通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想道德教育，提高他們的學(xué)習(xí)熱情和社會(huì)責(zé)任感。

具體實(shí)踐中，我請(qǐng)同學(xué)兩人為一組，通過上網(wǎng)百度來談?wù)劥髷?shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的前景、隱患和我們?nèi)绾胃玫剡m應(yīng)這個(gè)時(shí)代。老師可以引導(dǎo)、總結(jié)，和同學(xué)一起了解大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)，比如軍事愈加發(fā)達(dá)、醫(yī)療疾病治愈率更高、比如數(shù)據(jù)分析師會(huì)成為更稀缺的行業(yè)……同時(shí)，同學(xué)也了解到大數(shù)據(jù)時(shí)代會(huì)出現(xiàn)的種種隱患，比如個(gè)人隱私會(huì)被泄露等等。然后請(qǐng)同學(xué)來說說在大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們中學(xué)生應(yīng)該持有的態(tài)度，同學(xué)了解到在大數(shù)據(jù)的浪潮下，“得數(shù)據(jù)者可以得天下”，因此我們只有不斷努力學(xué)習(xí)才能跟上時(shí)代的步伐。另外，作為新一代的中學(xué)生，我們應(yīng)該加強(qiáng)隱私自我保護(hù)意識(shí)，同時(shí)也不應(yīng)該去盜取別人隱私。

本環(huán)節(jié)的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生的小組合作學(xué)習(xí)能力和提高學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任感。通過同學(xué)間的探索合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神，有利于學(xué)生主動(dòng)性的充分發(fā)揮。同時(shí)也對(duì)學(xué)生進(jìn)行了思想道德教育，提高了他們的學(xué)習(xí)熱情和社會(huì)責(zé)任感。

7 結(jié) 論

信息技術(shù)學(xué)科的四個(gè)核心要素為信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。本節(jié)課主要通過探究學(xué)習(xí)了解了大數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)在生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)了學(xué)生的信息意識(shí)，也通過實(shí)踐操作嘗試了模擬大數(shù)據(jù)處理來研究實(shí)際生產(chǎn)銷售等問題，提高了學(xué)生的計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，體會(huì)到了大數(shù)據(jù)對(duì)生活帶來的影響，想必在今后的生活學(xué)習(xí)中對(duì)數(shù)據(jù)會(huì)更敏感，也會(huì)多去研究數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著的種種規(guī)律。通過對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代的展望和隱患的合作討論學(xué)習(xí)，明確了學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任，告誡學(xué)生在生活中應(yīng)該誠信做人，遵守道德規(guī)范和行為自律不斷提高社會(huì)責(zé)任等。

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作者簡介：蔡燕（1981-），女，漢族，江蘇常熟人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，主要從事初中信息技術(shù)教學(xué)工作。