“數(shù)據(jù)管理與分析”教學(xué)實(shí)施

候繼倉 孫波

在大數(shù)據(jù)時代，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會治理、人民生活都被大數(shù)據(jù)重構(gòu)，數(shù)據(jù)成為我們工作、學(xué)習(xí)和生活中不可或缺的一部分，逐漸改變我們的生活方式、思維模式和研究范式。關(guān)于數(shù)據(jù)知識的學(xué)習(xí)，在之前的高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)實(shí)踐中未有較多呈現(xiàn)，但在《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課標(biāo)》）中，對數(shù)據(jù)相關(guān)知識有系統(tǒng)闡述，在必修一、二和選擇性必修一、三中都有較多涉及。

數(shù)據(jù)具有價值，思維方式能引領(lǐng)我們用正確的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值;數(shù)據(jù)不僅具有價值，還能通過管理和分析創(chuàng)造價值。因此，善于管理和分析數(shù)據(jù)是應(yīng)具備的基本能力。選擇性必修三“數(shù)據(jù)管理與分析”中對數(shù)據(jù)的管理和分析技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)講解，學(xué)生通過本模塊的學(xué)習(xí)，能體驗(yàn)到數(shù)據(jù)管理的本質(zhì)，分析創(chuàng)造更多的價值。

● 本模塊內(nèi)容特點(diǎn)

《課標(biāo)》對選擇性必修三“數(shù)據(jù)管理與分析”模塊的學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容有明確表述：本模塊是針對數(shù)據(jù)管理技術(shù)與數(shù)據(jù)分析方法的應(yīng)用而設(shè)置的選擇性必修模塊。通過本模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)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)庫工具對數(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;在活動過程中形成對數(shù)據(jù)特征、數(shù)據(jù)價值、數(shù)據(jù)管理思想與分析方法的認(rèn)識。本模塊包括“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。

通過對《課標(biāo)》中該模塊的解讀，可以了解本模塊內(nèi)容和教學(xué)實(shí)施有以下特點(diǎn)：

①本模塊以數(shù)據(jù)大概念為基礎(chǔ)，和必修一《數(shù)據(jù)與計算》、必修二《信息系統(tǒng)與社會》以及選擇性必修一《數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》在知識和能力目標(biāo)上都有較大聯(lián)系。本模塊的學(xué)習(xí)，是在必修模塊對數(shù)據(jù)大概念有了一定了解的基礎(chǔ)上的認(rèn)知提升，也是靈活應(yīng)用數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的高階要求，在教學(xué)實(shí)施中應(yīng)注意相關(guān)知識的關(guān)聯(lián)與提升。

②教學(xué)目標(biāo)以了解和體驗(yàn)為主，過程要結(jié)合案例來實(shí)施?！墩n標(biāo)》中對本模塊的內(nèi)容要求，“結(jié)合案例”出現(xiàn)4次，在教學(xué)提示中也建議教學(xué)應(yīng)在豐富的案例資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行，既可以選擇貼近學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活的典型案例，也可以選擇貼近學(xué)生學(xué)習(xí)生活的典型案例，其目的都是讓學(xué)生體驗(yàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)管理與分析技能來解決現(xiàn)實(shí)問題的過程，在過程實(shí)施中真正培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

③教學(xué)內(nèi)容較抽象，宜采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)來實(shí)施教學(xué)?？梢愿鶕?jù)教學(xué)需要，分知識點(diǎn)設(shè)置不同的獨(dú)立項(xiàng)目，也可將整個模塊設(shè)置為一個大項(xiàng)目，將項(xiàng)目任務(wù)分解后，再分若干子項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施，教科版《數(shù)據(jù)管理與分析》就是采用大項(xiàng)目為依托，分若干子項(xiàng)目來開展教學(xué)。

● 本模塊教學(xué)規(guī)劃

以教科版《數(shù)據(jù)管理與分析》教材為例，該教材內(nèi)容共分為六個單元，其章節(jié)內(nèi)容框架和課時安排如下表所示。

各單元教學(xué)內(nèi)容目標(biāo)和注意事項(xiàng)如下：

①第一單元“數(shù)據(jù)世界與問題解決”。本單元為2課時，圍繞“制訂網(wǎng)店創(chuàng)辦與運(yùn)營整體方案”項(xiàng)目展開學(xué)習(xí)。通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生初步認(rèn)識數(shù)據(jù)管理與分析的重要性，掌握問題整體解決方案制訂的基本方法，初步形成分析、評價與優(yōu)化方案的基本思想。本單元是該模塊的基礎(chǔ)，因此，在教學(xué)實(shí)施中，應(yīng)關(guān)注學(xué)生的前期知識儲備，及其在項(xiàng)目中分析、評價和優(yōu)化方案的過程表現(xiàn)，及時做好項(xiàng)目支持和評價，為第二單元項(xiàng)目的開展奠定作品基礎(chǔ)。

②第二單元“數(shù)據(jù)的收集與整理”。本單元為3課時，通過“確定網(wǎng)店經(jīng)營品類與貨源”項(xiàng)目展開學(xué)習(xí)，讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)據(jù)收集與整理的全過程，從而認(rèn)識數(shù)據(jù)收集與整理的重要意義;能夠根據(jù)問題解決需求，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ê凸ぞ邔?shù)據(jù)進(jìn)行必要的收集與整理;體會數(shù)據(jù)的收集與整理在解決業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)問題中的重要作用。在項(xiàng)目實(shí)施前，需提醒學(xué)生關(guān)注與第一單元項(xiàng)目中的知識關(guān)聯(lián)，以便使本單元項(xiàng)目順利實(shí)施。

③第三單元“數(shù)據(jù)的管理”。本單元為3課時，通過“管理網(wǎng)店數(shù)據(jù)”項(xiàng)目展開學(xué)習(xí)，通過設(shè)計、操作與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，體驗(yàn)數(shù)據(jù)管理的全過程，在體驗(yàn)數(shù)據(jù)庫簡單操作與事務(wù)處理的過程中感受數(shù)據(jù)管理的價值與意義，形成數(shù)據(jù)管理的基本思想。本單元操作性知識較多，難度較大，可以實(shí)施差異化教學(xué)，將小組合作探究落到實(shí)處，讓項(xiàng)目實(shí)施順利完成。

④第四單元“數(shù)據(jù)分析與可視化”。本單元是在第三單元學(xué)習(xí)成果基礎(chǔ)上的應(yīng)用與創(chuàng)新，通過“網(wǎng)店開學(xué)季促銷與活動總結(jié)”項(xiàng)目展開學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)分析與可視化的方法，學(xué)會使用數(shù)據(jù)分析與可視化工具，經(jīng)歷數(shù)據(jù)分析與可視化的過程，最終形成數(shù)據(jù)分析與可視化的思想。在本單元的教學(xué)中，可以與之前學(xué)過的Excel操作、Python編程知識相關(guān)聯(lián)，多角度體驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和可視化的過程，歸納總結(jié)數(shù)據(jù)分析的一般過程與方法。

⑤第五單元“數(shù)據(jù)的安全”。本單元為2課時，主要圍繞“網(wǎng)店數(shù)據(jù)的安全保障”項(xiàng)目展開活動，讓學(xué)生認(rèn)識數(shù)據(jù)丟失與泄露的風(fēng)險，掌握數(shù)據(jù)備份與還原的過程，形成一定的數(shù)據(jù)安全意識與能力。本單元重點(diǎn)是落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)中的信息社會責(zé)任，可以在本單元中對知識進(jìn)行擴(kuò)展，引入數(shù)據(jù)倫理相關(guān)知識，讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的兩面性。

⑥第六單元“初識數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘”。本單元為2課時，借助“挖掘網(wǎng)店客戶潛在需求”項(xiàng)目的實(shí)施過程，讓學(xué)生認(rèn)識數(shù)據(jù)倉庫，了解數(shù)據(jù)挖掘的基本概念、一般流程和基本功能，認(rèn)識數(shù)據(jù)挖掘?qū)ΜF(xiàn)實(shí)生活的重要意義。本單元主要以過程體驗(yàn)為主，也可滲透對道德教育和倫理教育的考查，如數(shù)據(jù)挖掘中的隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)化的邊界問題等。

⑦模塊總結(jié)。在模塊課程完成后，教師可安排1課時來進(jìn)行模塊總結(jié)和教學(xué)評價。在實(shí)施總結(jié)性評價時，要以考查學(xué)生數(shù)據(jù)管理和分析能力為出發(fā)點(diǎn)，突出真實(shí)情境中的問題解決。在設(shè)計具體題目時以情境應(yīng)用試題為主，考查學(xué)生對數(shù)據(jù)的敏感度和分析能力。例如，給出一段包含數(shù)據(jù)的文字，找出有用數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，得出正確結(jié)論填空;或考查數(shù)據(jù)的存儲、管理過程，也可以考查對數(shù)據(jù)的合理化應(yīng)用，包含應(yīng)用中對數(shù)據(jù)倫理和數(shù)據(jù)應(yīng)用效率的判斷。

● 本模塊教學(xué)策略

1.素養(yǎng)導(dǎo)向，問題驅(qū)動

信息技術(shù)教學(xué)的最終目標(biāo)是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，因此，教學(xué)實(shí)施中應(yīng)時刻關(guān)注學(xué)生素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，利用案例和問題設(shè)置，讓學(xué)生充分認(rèn)識數(shù)據(jù)管理與分析技術(shù)為人類學(xué)習(xí)和生活帶來的改變，學(xué)會多途徑采集、甄別和應(yīng)用數(shù)據(jù)，充分認(rèn)識數(shù)據(jù)安全和合理應(yīng)用的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)信息意識和信息社會責(zé)任，并在應(yīng)用數(shù)字化工具開展自主或協(xié)作學(xué)習(xí)中培養(yǎng)其數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。

2.項(xiàng)目組織，活動建構(gòu)

教學(xué)活動以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)來開展，基于活動來建構(gòu)。通過選取學(xué)生學(xué)習(xí)和生活中常見的案例來進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施，在項(xiàng)目實(shí)施中充分體驗(yàn)數(shù)據(jù)管理和分析的過程與方法，在活動中完成知識建構(gòu)，培養(yǎng)信息素養(yǎng)。

3.超越知識，走向思維

《課標(biāo)》中，數(shù)據(jù)大概念貫穿整個信息技術(shù)教學(xué)，因此，有專家提出數(shù)據(jù)科學(xué)的概念，強(qiáng)調(diào)利用數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)知識，挖掘有價值的數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)產(chǎn)品，在過程中重視對學(xué)生數(shù)據(jù)敏感度、數(shù)據(jù)管理和分析能力的培養(yǎng)。在教學(xué)實(shí)施中，應(yīng)立足本模塊知識，但不限于本模塊，通過與必修一、二和選擇性必修一模塊中數(shù)據(jù)相關(guān)知識的關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生對數(shù)據(jù)科學(xué)有全面的了解，從而超越模塊知識，真正培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)思維。

4.重視產(chǎn)出，多元評價

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課堂是生成式的，因此，項(xiàng)目作品是個性化、多樣性的，教師要關(guān)注學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施中的表現(xiàn)和能力目標(biāo)達(dá)成，也要重視對項(xiàng)目作品的評價，以及評價后的作品改進(jìn)。通過對項(xiàng)目作品的學(xué)生自評、生生互評和教師點(diǎn)評，讓學(xué)生認(rèn)識到作品的優(yōu)點(diǎn)及不足，從而逐步完善作品，提升價值。

除了對課堂作品的評價外，在整個模塊教學(xué)實(shí)施中，過程性評價和總結(jié)性評價要按照一定比例有機(jī)結(jié)合、相互補(bǔ)充。日常學(xué)習(xí)中的過程性評價選擇的評價維度要關(guān)注總結(jié)性評價相對較難測量的素養(yǎng)，如信息意識、信息社會責(zé)任。總結(jié)性評價應(yīng)能有效診斷學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)水平，要以考查學(xué)科核心素養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，突出基于真實(shí)情境的問題解決，采用多種形式，從多個維度設(shè)計合理的評價活動。

5.德育滲透，倫理體驗(yàn)

本模塊的教學(xué)內(nèi)容以理論了解為基礎(chǔ)，以技術(shù)體驗(yàn)和具體應(yīng)用為主，但教學(xué)中應(yīng)注意滲透數(shù)據(jù)倫理知識和德育目標(biāo)。通過設(shè)置案例，讓學(xué)生體驗(yàn)到數(shù)據(jù)是把雙刃劍，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識數(shù)據(jù)及管理分析技術(shù)，合理應(yīng)用數(shù)據(jù)。

“數(shù)據(jù)管理與分析”作為選擇性必修模塊之一，是必修模塊數(shù)據(jù)及技術(shù)相關(guān)知識的提升，重點(diǎn)是讓學(xué)生體驗(yàn)和了解數(shù)據(jù)管理和分析的過程，在體驗(yàn)和了解中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。因此，教學(xué)實(shí)施不應(yīng)以數(shù)據(jù)管理技術(shù)這一知識技能主線展開，而應(yīng)將相關(guān)知識融入解決真實(shí)問題的案例中。通過解決真實(shí)問題，讓學(xué)生感受數(shù)據(jù)管理與分析對人類生產(chǎn)生活的意義，認(rèn)識到數(shù)據(jù)是一種重要資產(chǎn);經(jīng)歷數(shù)據(jù)管理與分析的完整過程，習(xí)得數(shù)據(jù)管理與分析相關(guān)知識技能;善于分析數(shù)據(jù)間蘊(yùn)含的規(guī)律，能夠創(chuàng)新數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)做出決策。