高中信息技术中图版 (2019)必修1 数据与计算3.2.1 数据采集获奖教案设计
展开案例 数据采集
1. 《课程标准》要求
·通过典型的应用实例,了解数据采集的基本方法。
·根据任务需求,选用恰当的软件工具或平台处理数据,理解对数据进行保护的意义。
2. 教学目标
·根据不同的采集需求,选择适当的采集工具和方法。(数字化学习与创新)
·按照问题解决方案,使用Python语言编写的爬虫程序进行数据采集,了解网络爬虫的功能和工作原理。(计算思维)
3. 学业要求
了解数据采集的基本方法,能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织,并能通过技术方法对数据进行保护。
4. 教学对象分析
通过前面的学习,学生已经了解了数据及其相关概念,知道数据的重要性,已经掌握了算法描述和程序设计实现的基本方法,具有使用程序解决实际问题的意识。
学生对通过网络收集数据的方法比较熟悉,也易于接受使用移动应用程序收集数据,但对使用工具收集数据和使用爬虫程序获取数据没有经验,须重点讲解。
5. 教学重点与难点
教学重点:数据采集的基本方法。
教学难点:使用网络爬虫采集数据的原理和方法。
6. 教学方法与教学手段
本节教学任务较多,建议2课时,2节连上效果较好。
教学方法:问题导学为主,演示讲解为辅。
学习方法:小组合作学习,以4人为一组,1人为组长,组长对数据采集任务进行分工、合成和展示。
教学策略:以“为什么要南水北调”为问题切入点,引导学生思考,若想更准确地了解我国水资源情况,须研究哪些数据,即明确数据需求;学生已熟知网络查询是比较快捷、方便的方法,所以自然选择网络查询,即确定数据来源;通过实践发现查询速度较慢,教师及时引入网络爬虫程序快速解决问题,即在数据采集过程中优化数据采集方法;再通过分析表中数据,拓展学习使用工具采集数据的方法,为以后学生能够根据实际情况选择最佳采集方法奠定基础,从而完成本节课的教学任务。
7. 教学过程设计
教学环节 | 教学内容 | 学生活动 | 设计意图 |
情境引入 | 展示我国南水北调工程的图片。教师提问:我国确定要进行这一伟大工程的依据是什么呢 | 观看图片 思考问题 回答问题 | 引入学习主题 |
实例初探(明确数据需求) | 1. 利用互联网查找我国水资源分布的图文资料。 教师提问:分析资料,可以看出我国水资源最缺乏的地区是西北的新疆、青海和甘肃的部分地区,但水资源压力最大的是华北的北京、天津和河北等地区,这是为什么呢? 2. 组织学生展示、交流结果 | 查阅资料 交流讨论 | 让学生根据实际问题归纳数据需求 |
深入引导(确定数据来源) | 1. 体验探索:我国水资源基本呈现南多北少的特点,有几条重要河流(如黄河、长江、珠江、松花江等)分布在不同区域。为了更具体地了解各地区情况,一起查询重要河流的水资源数据。 展示教科书第91页表3.2.1“黄河流域水资源数据汇总表”。让学生以小组为单位,参照表3.2.1,查询其他流域的水资源情况,并填写教科书中第91页的表3.2.2。 2. 组织学生上传、展示数据。 3. 组织学生讨论如何快速、准确地获取所需要的数据 | 观察数据 查询资料
填写表格 展示结果 | 让学生根据实际情况确定采集数据的途径 |
精讲点拨(选择采集方法) | 1. 教师提问:为了全面分析我国水资源情况,需要分析不同地区多年的数据,如何既准确又快速地得到这些数据呢? 2. 师生分析:通过观察发现,网页中的数据存储在表格中,根据HTML语言的特点,这些数据都存在于相同的表单元素中,借助这一特点我们就可以使用Python语言编写程序获取所需要的数据,即使用网络爬虫程序获取数据。 教师展示使用爬虫程序获取的数据,并分析其特点。 3. 体验网络爬虫采集数据:学生完成实践活动“通过网络获取水资源数据”。 4. 了解传感器采集数据:阅读教科书第93页关于远程智能抄表系统的内容,了解其工作原理。 5. 体验手机传感器采集数据:学生以小组为单位进行实验活动,体验移动终端中的传感器及其应用,并填写相关表格 | 思考回答 分析归纳
实践活动 阅读教科书 小组活动 | 了解人工网络查询、网络爬虫搜索、工具检测等采集方法的特点和适用情况 |
实践应用(实施数据采集) | 布置任务: 1. 获取2018年长江(黄河、珠江、松花江)流域水资源质量汇总表。 2. 获取近年来全国各地区用水量数据。 积极巡视,指导学生根据任务选择合适的采集方法,解决学生个别问题,协调好各组的分工合作 | 完成任务 | 实践应用,巩固新知识,同时为下节课准备素材 |
交流评价 | 组织学生以小组为单位,展示成果,并对其他组的作品进行评价。根据评价修改完善本组作品并提交 | 展示评价 完善作品 提交作品 | 互相交流,取长补短 |
总结梳理 | 师生共同总结数据采集的方法——传感器采集、网络获取等 |
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