“數(shù)據(jù)管理與分析”模塊教學(xué)概述

鄭立新 郭君紅

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱新課標(biāo)）中針對(duì)數(shù)據(jù)管理與分析技術(shù)設(shè)置了選擇性必修課程模塊3“數(shù)據(jù)管理與分析”。教師在實(shí)施此模塊教學(xué)時(shí)，應(yīng)在了解其整體內(nèi)容特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，制訂可行的教學(xué)規(guī)劃，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

內(nèi)容特點(diǎn)

本模塊是在綜合分析學(xué)生認(rèn)識(shí)能力、社會(huì)發(fā)展需要和學(xué)科特征的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，總體來說具有以下特點(diǎn)。

1.遵循真實(shí)問題解決的邏輯線索

數(shù)據(jù)管理與分析技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活與學(xué)習(xí)，成為解決問題的重要方式。本模塊設(shè)計(jì)遵循了真實(shí)問題解決的邏輯線索。首先，強(qiáng)調(diào)與日常工作、學(xué)習(xí)和生活中的真實(shí)問題緊密結(jié)合。例如，新課標(biāo)中針對(duì)本模塊提出“結(jié)合生活實(shí)際，認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)是一種重要的資源”“結(jié)合具體案例，初步了解分析業(yè)務(wù)需求、建立數(shù)據(jù)管理與分析問題整體解決方案的基本過程”“結(jié)合案例，了解數(shù)據(jù)采集途徑的多樣性”等。其次，按數(shù)據(jù)管理與分析一般邏輯線索編排內(nèi)容。要求通過本模塊的學(xué)習(xí)，了解數(shù)據(jù)管理與分析技術(shù)，能根據(jù)需求分析，形成解決方案;能選擇一種數(shù)據(jù)庫(kù)工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，從給定數(shù)據(jù)中提取有用信息并應(yīng)用于實(shí)際問題解決中;在活動(dòng)過程中形成對(duì)數(shù)據(jù)特征、數(shù)據(jù)價(jià)值、數(shù)據(jù)管理思想與分析方法的認(rèn)識(shí)。使學(xué)生在充分認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)價(jià)值的前提下，開展需求分析、方案制訂、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析等。這種基于真實(shí)情境的學(xué)習(xí)能促進(jìn)學(xué)生對(duì)信息問題的敏感性、對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的掌控力、對(duì)問題求解的思考力的發(fā)展。

2.突出學(xué)科思維

本模塊的設(shè)計(jì)絕不僅僅是針對(duì)單純的學(xué)科知識(shí)及操作方法實(shí)現(xiàn)用技術(shù)服務(wù)生活和學(xué)習(xí)的目的，而是更突出信息技術(shù)學(xué)科思維，讓學(xué)生理解、感悟數(shù)據(jù)管理與分析過程中的科學(xué)原理、思維方法，感受信息技術(shù)學(xué)科的魅力。例如，抽象是信息技術(shù)學(xué)科中一種重要的思維方式，要解決某個(gè)問題，需要在分析問題的基礎(chǔ)上，首先將涉及的各種對(duì)象進(jìn)行抽象，然后通過建模的方式，界定和描述問題。而數(shù)據(jù)便是一種可以被計(jì)算機(jī)識(shí)別及操作的描述客觀事物的抽象符號(hào)。又如，對(duì)于本模塊，新課標(biāo)中提出要“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，利用實(shí)時(shí)備份與定時(shí)備份、全備份、增量備份與差異備份等多種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)備份”，這便是計(jì)算思維中按照預(yù)防、保護(hù)及通過冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)的方式從最壞情形恢復(fù)的一種思維。

3.著力培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識(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)任四個(gè)核心要素組成。通過“數(shù)據(jù)管理與分析”模塊的學(xué)習(xí)，可以著力培養(yǎng)學(xué)生如下學(xué)科核心素養(yǎng)。

信息意識(shí)：能認(rèn)識(shí)有效管理和分析數(shù)據(jù)對(duì)獲取有價(jià)值信息、形成正確決策的作用與意義，認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)管理和分析技術(shù)對(duì)人類社會(huì)生活的重要影響;能在特定的信息情境中，根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)問題解決的需要，利用多種途徑采集與甄別數(shù)據(jù);能敏銳感覺到數(shù)據(jù)的變化，并及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)做出合理判斷，采用有效策略應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。

計(jì)算思維：能確定學(xué)習(xí)和生活中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)問題，提取問題的特征，提出解決方案，評(píng)價(jià)其合理性、完整性以及分析方案優(yōu)化或改進(jìn)的可能性;能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、抽象以及模型化處理;能按照特定數(shù)據(jù)管理的需求，使用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù);會(huì)選用恰當(dāng)?shù)牟呗耘c方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理;能正確選用數(shù)據(jù)分析方法和分析工具，分析并解釋數(shù)據(jù)。

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠根據(jù)需要，選用合適的數(shù)字化平臺(tái)、數(shù)字化學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)資源，自主或協(xié)作完成數(shù)據(jù)管理與分析學(xué)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量;能夠利用數(shù)據(jù)管理與分析技術(shù)協(xié)作解決學(xué)習(xí)中的實(shí)際問題，創(chuàng)新問題決策，反思與完善學(xué)習(xí)成果。

信息社會(huì)責(zé)任：能認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)來源的準(zhǔn)確性和可靠性的重要作用;具備數(shù)據(jù)安全意識(shí)與能力，能根據(jù)需要及時(shí)備份與還原數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)安全;對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合適的分析與可視化處理，提高數(shù)據(jù)的辨識(shí)度，滿足受眾需求;能積極學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)管理與分析的新理論和新技術(shù)。

教學(xué)規(guī)劃

新課標(biāo)中，“數(shù)據(jù)管理與分析”模塊包括數(shù)據(jù)需求分析、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析三部分內(nèi)容。針對(duì)這三部分內(nèi)容及新課標(biāo)內(nèi)容要求，各版本教材處理方式不同，如人民教育出版社/中國(guó)地圖出版社（以下簡(jiǎn)稱人教-中圖版）出版的《數(shù)據(jù)管理與分析》教科書對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)框架如下圖所示。

新課標(biāo)規(guī)定，選擇性必修和選修課程每個(gè)模塊為2學(xué)分，需36課時(shí)。對(duì)“數(shù)據(jù)管理與分析”模塊的36課時(shí)安排，各版本教材有所不同，如人教-中圖版《數(shù)據(jù)管理與分析》教科書各章節(jié)課時(shí)及內(nèi)容安排建議如下頁(yè)表所示。

教師應(yīng)在深刻理解新課標(biāo)中對(duì)本模塊的要求的基礎(chǔ)上，全面把握教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)本模塊課時(shí)安排、學(xué)生學(xué)業(yè)基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)特點(diǎn)等實(shí)際情況，對(duì)本模塊的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體規(guī)劃，進(jìn)而制訂單元及課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)，以便后續(xù)更好地開展教學(xué)工作。

教學(xué)策略

在開展本模塊教學(xué)時(shí)，要采取正確的教學(xué)策略，如注意與必修模塊相關(guān)內(nèi)容銜接、以案例和典型問題為教學(xué)抓手、為數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新提供支撐等，使學(xué)生更好地掌握數(shù)據(jù)管理與分析的方法，全面提升信息素養(yǎng)。

1.注意與必修模塊相關(guān)內(nèi)容銜接

信息技術(shù)課程包括兩個(gè)必修模塊，分別是必修模塊1“數(shù)據(jù)與計(jì)算”、必修模塊2“信息系統(tǒng)與社會(huì)”，這兩個(gè)必修模塊是信息技術(shù)課程后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。在必修模塊中，包含部分與數(shù)據(jù)管理與分析相關(guān)的內(nèi)容，如必修模塊1“數(shù)據(jù)與計(jì)算”中，要求“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)在信息社會(huì)中的重要價(jià)值，合理處理與應(yīng)用數(shù)據(jù)，了解數(shù)據(jù)采集、分析和可視化表達(dá)的基本方法”等。雖然必修模塊中相關(guān)內(nèi)容的深度、廣度及系統(tǒng)性與本模塊存在差距，但畢竟學(xué)生已經(jīng)有了一定基礎(chǔ)。在開展“數(shù)據(jù)管理與分析”模塊教學(xué)過程中，要以必修模塊內(nèi)容為基礎(chǔ)，并保持銜接，以提高教學(xué)效率和效果。

2.以案例和典型問題為教學(xué)抓手

本模塊遵循真實(shí)問題解決的邏輯線索，教師應(yīng)以案例和典型問題為教學(xué)抓手，更好地體現(xiàn)數(shù)據(jù)管理與分析的作用。教師可提供貼近學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活的典型案例，如校園歌手大賽成績(jī)管理、地區(qū)天氣數(shù)據(jù)分析等。選用的案例應(yīng)該包含數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與數(shù)據(jù)生成的主要環(huán)節(jié)，可進(jìn)行主要的查詢操作，既能體現(xiàn)其意義，又不至于過分復(fù)雜，以免超出學(xué)業(yè)允許的限度;應(yīng)能反映整體性思想，采用的案例應(yīng)由小到大，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從而引導(dǎo)學(xué)生形成關(guān)于數(shù)據(jù)管理的更大聯(lián)想空間。教師還可以選取貼近學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的典型問題，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生自行采集和創(chuàng)建學(xué)習(xí)項(xiàng)目，如家庭開支數(shù)據(jù)管理與分析、中學(xué)生體育鍛煉項(xiàng)目及時(shí)長(zhǎng)的管理與分析等，在確定具體問題解決方案的制訂和實(shí)施過程中，開展自主或協(xié)作學(xué)習(xí)，理解數(shù)據(jù)管理的思想，進(jìn)而理解數(shù)據(jù)管理技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)分析方法的掌握及數(shù)據(jù)意義的理解。

3.為數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新提供支撐

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，在新課標(biāo)中本模塊便有“運(yùn)用數(shù)字化學(xué)習(xí)方式，了解數(shù)據(jù)管理與分析技術(shù)的新發(fā)展”等相關(guān)內(nèi)容。在本模塊教學(xué)過程中，除了引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，以及數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的采集、管理、應(yīng)用與創(chuàng)新外，為提高教學(xué)效率，教師還要提供多種數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境及資源，如針對(duì)學(xué)生開展網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與交流、完成項(xiàng)目所需的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保存有天氣數(shù)據(jù)的文件、數(shù)據(jù)清洗程序半成品等原始素材，編程平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析軟件等工具，Python編程資料、拓展閱讀等幫助文檔，這些都能為學(xué)生開展數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新提供支撐，更好地體現(xiàn)教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用。除此之外，教師還可以組織學(xué)生參觀學(xué)校、企業(yè)或社會(huì)場(chǎng)所的信息中心，聽取專業(yè)人員介紹數(shù)據(jù)管理與分析的策略，體會(huì)數(shù)據(jù)管理與分析的重要價(jià)值，感受數(shù)據(jù)對(duì)人類社會(huì)的重要影響。