专题51 走进数据分析(新教材教科2019版必修1)

1、5.1走进数据分析第1课时教材分析本节通过实时公交软件的大数据应用实例，初步接触大数据的概念、特点和工作机制，在体会和实践 的基础上，逐步形成对大数据应用的正确认识。在本节，学生将基于对数据与计算有全面认识的基础上，综合运用所学知识，从解决实际问题的角度， 较为深入地经历数据分析的完整过程和体验大数据分析的应用。本部分的内容对应数据与计算模块的数据 处理与应用部分。数据分析的一般过程是根据分析的目标提出假设，然后收集有关数据，选择恰当的分析方法进行分析， 验证假设是否正确，继而得出相应的结论。教材首先创设了问题情境：某同学和妈妈的乘车体验，从而引 发问题，希望学生自己提出分析假设，在数据分析基

2、础上验证假设的真实性。这个项目的知识点包含数据 分析的基本方法：对比分析和平均分析；数据可视化表达的方法；数据分析报告的结构和规范表述。由于 篇幅所限，教材只简要提及数据分析报告包含分析目的和背景、分析过程和结果建议等。教师可以给出范 例，让学生结合项目任务选择恰当的结构和表述方式。教学目标与垓心素养教学目标通过公交车乘坐体验案例，了解数据分析的基本方法（对比分析法和平均分析）和可视化表达的 特点，感受数据分析的一般过程。通过阅读数据报告范例，了解分析报告的一般结构和表述规范。学科核心素养能够分析数据中所承载的信息；在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息 的更大价值。（信息意

3、识）在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数 据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案。（计算思维）掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分 享与创新创造，助力终身学习能力的提高。（数字化学习与创新）具有一定信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会道德与伦理准则。（信息社会责任）教学重难点教学重点：了解数据分析的基本方法（对比分析法和平均分析）；了解数据可视化表达的特点；了 解分析报告的一般结构和表述规范。教学难点：能够根据实际解决问题的需要，选择恰当的分析方法，

4、多角度进行分析，得出结论，并 有效表达。课前准备教师准备：打开微机，投影机，课件。学生准备：结合课本提前预习。教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图导入5分钟某同学每天7: 00乘坐27路车 去学校，17: 00左右放学回家。他 觉得每天往返途中，公交车上并不 拥挤。而妈妈每天8： 00乘坐49路车 出发，18: 00下班。她总是抱怨乘 车者太多。请尝试进行数据分析。学生听学生可以提出多种 假设，例如：（1）假设27路公交车7：00平均客流量小于49路公交车8: 00平均客流量、27路公交 车17： 00平均客流量小于49路 公交车18： 00平均客流量；（2）27路公交车平均客 流量小于4

5、9路公交车；（3）27路公交车在上下 班高峰期平均客流量小于49路 公交车。从生活实例 引入本节内容， 让学生学会对生 活实例进行分 析。由于假设不同，结论也可能不同。例如：（1）27路公交车7: 00平均客学生在教师的引导下进行 深入分析。流量130人次小于49路公交车8: 00 平均客流量211人次、27路公交车 17： 00平均客流量120人次小于49路 公交车18： 00平均客流量123人次。 假设成立。(2)27路公交车在6： 00-19： 00平均客流量小于49路公交车，因 此假设不完全准确。如何界定上下班高峰期，假设 中必须加以说明，然后才能得出相 应结论。讲授新知：数据分析数据

6、分析是指用恰当的统计分 析方法对收集来的大量数据进行分 析，提取有用信息，并形成结论的 过程。学生认真听讲并根据新知 思考问题。学习新知。对比分析是指将两个或两个以 上的数据进行比较，分析它们的差 异，从而揭示这些数据所代表的事 物发展变化情况和规律。对比分为 横向对比和纵向对比。横向对比指的是类似的事物或 者同类的事物之间进行比较；纵向对比指的是和相同事物的 不同时期进行比较。对比两条公交线路的客流量， 来分析哪一条线路更加繁忙属 于;对比一条公交线路不同时段的 客流量，分析高峰期出现时间属讲授新知：数据可视化于。平均分析是运用计算平均值的 方法来反映总体在一定时间、地点 条件下某一数量特征

7、的一般水平。 平均分析和对比分析常结合使用， 例如比较不同线路的平均客流量。数据可视化表达：以图形、图像和动画等方式更加直观生动地呈 现数据及数据分析结果，揭示数据 之间的关系、趋势和规律等的表达 方式称为数据可视化表达。词云通过对网络文本中出现频率 较高的“关键词”予以视觉上的突 出，可使浏览者快速了解核心内 容。学生认真听讲。学习新知。讲授新知：数据分析报告数据分析报告是项目研究结果 的展示，也是数据分析结论的有效 承载形式。通过报告不仅是把数据 分析的起因、过程、结果及建议完 整的展现出来，更为决策者提供科 学、严谨的决策依据。在数据分析 报告中，首先需要明确数据分析的 目的和背景，阐述

8、目前存在的问题 及通过分析希望解决的问题；其次 需要描述数据来源和数据分析的思 路、方法和模型；最后需要重点呈 现数据分析的过程、结论和建议。后附报告范例。通过概念加 范例，让学生充 分理解数据分析 报告。课堂小结2分钟老师带领着学生一起回顾本节 课的知识。了解数据分析的基本方法（对比 分析法和平均分析法）；了解数据可视化表达的特点；了解数据分析报告的一般结构和 表述规范。再次巩固本 堂课的知识，体 现教学的完整 性。教学中用到的相关材料如下:27路和49路公交线路客流量表时间段27路49路6456171201708160211914314910531221172991259651358100

9、14569615589816701021712012518121123196557205030213025221613中字生上阿行为典型特征与渚在需求调查报告啊 iBh分拒背景项=说咀 ：分析.且建:亏理；报告的蕤m,藻与琶油在=录Ei旬茉WE告苴低笠长，内容 钗多.可以采用目豪呈璃:抵曾的皓 恂，守任汨洼.弁析背岸与项目说明外析背景就至年右月.我匡网民加建9.S仁 冥中中孚生去 体最乱 与史诂的卫蛤.苗也御J E育学蚊卖蓉鸵Z，育F女潘 在需求呢？从中定技据予些酒在坦尝：达艮本鑫再M调研的M 的.用目说自中孚生弟起L初中 耳牛，中等专科夏技术学校的在饮孚蕴握来源：殖拒耒源于！0T7年程E 市

10、4孕生生活调查- 或W.不勰 某兑市中学生生活伺存问染三骐如四皆桦武-来源乏捕定共HJ、老牙会谈二回言.，怦卓选我包舍孕生、 末长和孚垃基人员.5i.忻邑陵丈项=为从中学生就学卫、生活、候只- 唐惠侏汗券方定 丁.解其典主持狂-控抿芸:咨在需三.诅副瓦对中羊生打击场电会-条据呈现丰孕上在孕彳方危近右成的色日平均学习酎间起过的.、时， 5或孕生下白由土时间不足W邮.扣H平用 g 时由】汁折背彖和项巨说云：宅于阐述琐 司需求-分析巨的、市场悟汉-以 上读者了.蛭溟巨蹄因后采.溟M 说明庄于注明任宦、耘瘢琴.S-Jlh；I.卜f丹.忻邑玄：呻让蕴抱分析由四./- ?您和模辛.分析主心：圣现备种数垣表

11、.恐拒 分折图.甜表之问、图与图之向的 茨溟进行阐击.竺没彩M：证拒翎过住.给夸 至的靖论和相关逢吹.殳芬分也可 放在分析主港琵,为了姑址策老快逑了税笛世迭议- 竺论用珪说在学习方M的瞬在宏求，为了略个人踏有:首足升学界 求.有主劫学习却龄与课舛焙训为长堂，信酎闫宜辰、治在壬会一运司窗专.1 俣壬专桂佶三手扫*!注肱一份泣撮令拒玄1令.第2课时教材分析本节我们将围绕“感受智能公交”项目展开学习。本项目主要包含“体验公交出行”和“体验实时公交”两 个任务。“体验实时公交”任务主要从感受一个完整的数据分析过程出发，了解数据分析和可视化表达的基 本方法，以及分析报告的撰写；“体验实时公交”则侧重学生

12、感受大数据的含义和大数据在生活中的应用。教学目标与棱心素养通过公交车乘坐体验案例，了解数据分析的基本方法（对比分析法和平均分析）和可视化表达的 特点，感受数据分析的一般过程。学习大数据的概念和应用。教学重点:学会交通出行中地图软件的使用并通过使用理解大数据的概念。教学难点:大数据的应用。课前准备教师准备：打开微机，投影机，课件。学生准备：结合课本提前预习。教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图导入5分钟假如来到一个陌生的地方，需要知道 自己所处的位置，手机里的地图软件可以 很方便的帮助你定位，计算并推荐去目的 地的路线。3R. *04 AVQE中8广Ci mi an rw学生听讲。教给学生生

13、活 常识，同时也导入 本节课需要讲授的 知识内容。讲授新知:大数据如果一个拍摄点需要拍摄8张照片， 每张照片的大小约为4MB, 1个拍摄点的 照征数据量是多少？考虑到地图的连续 性，如果相邻拍摄点间隔为16米，那么一 条长1千米的街道需要多少张照片？数据 量是多少？如果一个城市呢？4x8=32MB，一个拍摄点的照片数据 量是32MB。1000/16=62.5，所以1千米长的街道需 要63个拍摄点，63x8=504张，需要拍摄 504张照片。4*504=2016MB，所以数据 量是 2016MB。由此可见，如果是一个城市，数据量 是很庞大的。学生计算。通过计算得出实际的数据来体验 大数据。大数据

14、是以容量大、类型多、存取速学生认真听度快、应用价值高为主要特征的数据集讲，学习新知。合，它正快速发展为对数量巨大、来源分散、格式多样的数据进行采集、存储和关 联分析，从中发现新知识，创造新价值、 提升新能力的新一代信息技术和服务业认识大数据。态。大数据的意义在于，我们有可能从如 此庞大的数据中挖掘出有价值的数据，并 运用于管理、农业、金融、医疗和教育等 各个社会领域，为社会发展服务。活动1公交车距离我多远实时公交信息查询软件可以实时反馈 公交车辆的运行信息，提升乘客的出行效 率。厦日 & 1帼D湾.F ：i. E H ； T : K *砌？；12；wnk-网am日陌相-SHTI1FB3-n H

15、Utfu1.曜十a i 5f a agfiti_1ftDfi Q*1日00XU0Q-MiIdHH皿P1,!学生听讲。掌握生活出行 常识。实时公交信息查询软件使用体验表格附后。做中学。对生活中常见 的事情加以思考。讲授新知：数据道德数据道德大数据分析带来价值的同时，也在 隐私保护、安全问题等方面带来了危 害。因此，合理健康地使用大数据，遵 循数据道德是我们的必备品质。学生认真 听讲。了解数据道 德，在日后利用大 数据的时候要注意 遵守数据道德。课堂小结2分钟老师带领着学生一起回顾本节课的 知识。了解大数据的含义，认识大数据 分析在信息社会的重要作用。熟练使用地图软件。再次巩固本堂 课的知识，体现

16、教 学的完整性。拓展部分案例分析：根据大数据发现人们的 出行规律在美国旧金山举行的KDD2016学 术会议上，罗格斯大学的熊辉等学者向 大家报告了他们的研究论文。论文指 出，北京在2014年的前9个月就有350 名扒手在地铁交通系统上被抓，490名扒手在公交车上被抓。因此，他们认为 可以通过对北京智能公交一卡通数据进 行分析研究，根据异常交通记录分析来 抓小偷。如要实现这个功能，要调用哪 些数据呢？同学们也可以上网搜索相关 资料，了解大数据专家是如何分析的。参考答案：案例来源于熊辉等学者提交的论 文。论文中阐述了他收集乘客的公交一 卡通数据记录，分析了 896条地铁经过 的44524个公交车站和18条地铁经过的 320个地铁站的数据。从出行轨迹提取 特征。例如正常行人在从 A地区到B地 区会考虑最短时间、距离，或者最少换 乘，但是类似“A-C-D- B”这种无目的的 异常交通方式为异常行为。如果异常行 为足够多，则他可能是一名扒手。具体 的算法和模型，可见论文详细描述。思考大数据的应用。进一步理解大数据的应用。教学中用到的相关材料如下:I实时公交信息查询软件使用体验序号体验并思考的内容结果1查看该软件为用户提