“数据与数据结构”模块“数据及其价值”单元教学的设计
李霓 吴琼
“数据及其价值”是高中信息技术选择性必修模块1中的第一单元，本单元项目从课程内容的广度、深度和问题情境等方面，对必修模块1“数据和大数据”相关内容进行了提升。让学生通过调查分析的方法了解气象数据，以及这些数据对企业决策的影响和存在的个人隐私安全风险，提出有效保护数据安全的建议，从而进一步提升学生的数据素养。
● 教材分析
本单元围绕数据这一学科大概念，设置了“气象数据及其应用——认识数据的价值”项目，从认识、了解气象数据及其在生活中的应用开始，通过了解气象部门提供的多种预报服务，让学生知道气象数据在工程作用、农业生产、安全供电、防灾减灾等方面发挥的作用，并明确数据时代的机遇和挑战。
● 学习目标
《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020修订）》（以下简称《课标》）对本单元的要求是：在数字化时代，数据对科学发现、技术进步、经济发展以及人们的日常生活有着越来越深刻的影响。理解数据的作用及价值，对学生适应信息社会、学会数字化生存有着十分重要的意义。根据《课标》，设定单元学习目标如下：
①理解数字、数值和数据的基本含义。
②感受数据对人们日常生活、社会经济发展、科学发现与技术进步的影响。
③认识数据作为新的原材料、生产资料和基础设施的价值与意义。
● 课时安排
根据本单元的知识体系，建议安排两课时。
● 教学设计
两个课时都是以项目为导向，每个项目让学生在学习时带着问题去思考，学生在感受问题的同时，可以将所有的内容学习映射到现实的需要当中。旨在培养学生发现问题、分析问题的意识以及问题解决的能力。
1.第一课时
①导入环节。出示本地天气预报相关数据，让学生思考：“天气预报中的数据有哪些？这些数据对大家的学习和生活有怎样的影响？”学生进行讨论后归纳回答。
②师生共同探究天气预报的产生过程——从气象数据的采集到最终内容的形成：展示天气预防图表。教师提问：数字、数值、数据有什么区别？天气预报的内容是如何形成的？学生通过上网搜索以及小组同学之间分析与天气预报相关的文字、图表信息，得出数字、数值、数据三者的含义及不同点。
③指导学生将自主研习与合作探究相结合，以交流探讨的形式完成相应任务。任务一：学生上网搜索相关资料，了解中国近代地理学和气象学的奠基者竺可桢的生平事迹及其主要成就，感悟并学习竺可桢的工作精神。任务二：学生分别收集资料，同时分析动态天气预报的制作过程。任务三：思考当下“数据”的内涵发生了哪些变化及发生变化的原因，并以此展开交流与讨论。
④探究气象数据在人们日常生活中的应用。引导学生了解气象数据在人们日常生活中有哪些应用，鼓励学生在收集相关资料的同时针对数据进行具体分析，在交流探讨中归纳出结论。了解关于“中暑指数”“晨练指数”“感冒指数”中选用的气象数据，并就其合理性展开讨论。
⑤完成活动。指导学生通过收集资料—自主探究—研讨交流三个步骤来了解生活气象指数及其影响因子，同时就“这些生活气象指数的计算合理吗？”展开进一步的交流与讨论。
2.第二课时
①导入环节。数据对人们的影响越来越大，可以说数据在生活中无处不在。引导学生回顾和思考数据对人们日常生活及社会生活的重要影响。
②探究气象数据在国民经济建设、科学发现与技术创新中的应用。指导学生了解气象数据在国民经济建设、科学发现与技术创新中的应用并开展交流。学生阅读相关材料，结合自己了解的例子，展开交流与讨论。
③探究气象数据的开放与共享的情况。指导学生了解我国气象数据的开放与共享情况，组织开展关于“为什么要开放和共享数据”的讨论。
④完成活动。指导学生展开探究，并组织交流活动：登录“中国气象数据网”，了解其提供的主要数据服务;调研其他数据共享中心;了解有关大数据的相关内容;访问中国气象数据网及其他数字调研中心，收集大数据相关资料，并进行交流。
在教学设计中，教师依据学情设计了不同梯度的活动，让不同层次的学生都能参与到活动当中。同时，为方便学生理解概念性的知识，教师课前制作有趣的微课，并配有导学案，满足学生自主学习和个性化学习的需求。
● 实践与体验
本单元结束后，为了解学生的知識掌握情况，出示带有综合性的可以让学生实践和体验的活动，核心素养也在实践中得以体现。
学生活动根据教材内容来制订，设计“网上购物数据分析”活动。首先，通过了解网上购物过程明确项目任务：其间产生的数据，哪些涉及个人隐私;保护数据隐私权有哪些方法。其次，通过项目研究制作电子作品，其间教师帮助学生解决技术上的难题和认识上的偏差。最后，通过展示成果组织学生展示评价。学科知识体验后，是学生的感悟分享，这也是《课标》的创新之处，通过分享了解学生的需求和所得，方便教师对以后的教学进行有效调整。
总的来说，《课标》对高中信息技术学科的教学目标和核心素养达成提出了更高的要求，教师应及时采用新的教学方式进行应对。本单元的项目教学提倡以“问题和项目”为主线，通过深入生活体验帮助学生树立信息意识，通过自主研习与合作探究教会学生运用计算思维，通过成果展示促进学生数字化学习与创新的习得，通过彼此互动使学生肩负起信息社会责任，帮助学生完成了知识的内化，提升了信息素养。
