高中浙教版 (2019)4.2 大数据处理优质课教案及反思

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文本数据处理教学设计课程标准和教学目标文本数据处理教材内容：第四章 4.2.3 文本数据处理适应的课程标准： 1.4通过典型的应用实例，了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法。1.5根据任务需求，选用恰当的软件工具或平台处理数据。教学目标： ●了解文本数据处理目的、应用、一般过程和方法。●了解中文分词常见算法及特征提取方式。●了解标签云、文本情感分析及应用。指向的核心素养： ●计算思维：了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法，能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织、计算与呈现。●数字化学习与创新：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。教学环境：有教学控制软件的多媒体机房。建议课时：1课时教学活动设计教学环节教学过程设计意图新课导入我们经常使用百度搜索引擎检索信息，每次搜索返回的结果数据对于搜索关键词的描述主要在哪些方面呢，例如：使用百度搜索“春节”，如图1所示，找到相关结果约100,000,000个，这些返回的结果数据对“春节”的关键特征描述是什么？图1 百度搜索“春节”百度为您找到相关结果约100,000,000个图2 百度索索“春节”的部分结果以百度搜索“春节”为例，分析问题：解决这个问题，需要收集哪些数据？ --百度搜索“春节”返回结果页面中的数据，如图2所示。这些数据是什么类型的？ --主要为非结构化文本数据。如何处理这些数据才能获得答案？ --要提炼对“春节”的关键特征描述，需要采集返回结果页面中的文本数据进行分析，下面请同学们通过实践与体验，探究这个问题。引导学生从数据分析的视角思考问题，在数据分析实践中能根据数据分析的过程和方法，探究问题答案，导入新课。自主学习布置任务：自主阅读并实践教材第132页“实践与体验--中文分词与标签云”。实践内容：使用“搜索抓取、中文分词与标签云生成”软件，收集感兴趣的数据，如春节、家乡的旅游景点、美食等，进行分词、词频统计并以标签云方式展现结果。问题与思考：辨析该实践与体验中，文本数据处理的步骤及基本过程。学生具备图表数据处理、Python编程处理数据的前知识和学习策略，带着问题、跟着教材进行实践探究，体验文本处理的基本过程：收集数据、分词、特征提取、数据分析、结果呈现等，解答导入问题，发展学生计算思维。同时，从全局上感受文本数据处理的过程和方法，为下面的聚焦研究“分词”“特征提取”“标签云”“情感分析”等做好铺垫。学习评价通过过程观察、个别指导、适时干预，推进实践进程。交流导入问题的探究过程和结论，以搜索“春节”为例，如图4所示。图4 百度搜索“春节”结果数据标签云总结文本数据处理的基本过程和主要步骤：设计意图：通过过程观察和适时干预，保障实践活动顺利开展；通过交流、总结，促进学生对文本数据处理基本过程和主要步骤的理解，发展计算思维。 通过过程观察和适时干预，保障实践活动顺利开展；通过交流、总结，促进学生对文本数据处理基本过程和主要步骤的理解，发展计算思维。自主学习布置任务：聚焦 “分词”“特征提取”“标签云”“情感分析”内容，开展分组探究。第一组任务基本任务（必做）：              1.自主阅读教材第128页“（1）中文分词”部分，领会中文分词及中文分词的常见算法：基于词典的分词方法、基于统计的分词方法、基于规则的分词方法。2.获取一段文本，存为UTF-8编码格式的文件“test_UTF8.txt”,使用“搜索抓取、中文分词与标签云生成”软件打开并进行分词，感悟分词的过程及方法。拓展任务（选做）： 通过互联网，对中文分词的算法进行拓展性学习，使用PPT整理归纳后进行分享。拓展性学习重点放在“基于词典的分词方法、基于统计的分词方法、基于规则的分词方法”。第二组任务基本任务（必做）：              1.自主阅读教材第129页“（2）特征提取”部分，学习“特征词”“特征提取”“特征提取方式”等内容。2.再次实践“中文分词与标签云”，感悟并思考以下问题：（1）在中文文本分析中可以采用字、词或短语作为表示文本的特征项。本次实践活动中，是采用什么作为特征项的？（2）本次实践活动中，是如何进行特征提取的？（3）分析本次实践活动中的词频统计结果，去除高频出现词语中的无关项，描述本次实践提取来的最具代表性、最有效的文本特征。拓展任务（选做）： 通过互联网，对特征提取方式进行拓展性学习，使用PPT整理归纳后进行分享。拓展性学习重点放在“根据专家的知识挑选有价值的特征、用数学建模的方法构造评估函数自动选取特征。”。第三组任务基本任务（必做）：1.自主阅读教材第130页“文本数据分析与应用-（1）标签云”部分，理解“文本数据分析的目的”“文本可视化”“标签云”等内容。2.分析“中文分词与标签云”实践活动中生成的标签云，说说你从标签云中发现“获取的文本数据中所蕴含了哪些关键信息”？你对文本数据增加了哪些理解？拓展任务（选做）： 通过互联网，对标签云进行拓展性学习，使用PPT整理归纳后进行分享。拓展性学习重点放在“文本可视化”“标签云”。第四组任务基本任务（必做）：1.自主阅读教材第130页“文本数据分析与应用-（2）文本情感分析”部分，学习“文本情感分析”“文本情感分析的基本方法及应用”等内容。2.观察教材第130页图4.2.16 城市心情，讨论并回答以下问题：（1）同样是传统节日，北京的人们在“中秋节”的情绪比南方的人们在“端午节”的心情好，可能的原因是什么？（2）新年北京站附近的人们心情全城最差，除夕的时候全城最好，可能的原因是什么？拓展任务（选做）： 通过互联网，对文本情感分析进行拓展性学习，使用PPT整理归纳后进行分享。拓展性学习重点放在“文本情感分析”。在宏观上感受文本数据处理的过程和方法后，学生对“分词”“特征提取”“文本数据分析及应用-标签云、情感分析”有了一定的感官认知，在此基础上再聚焦研究更容易入手。任务设计上，自主阅读教材后，为进一步增加理解的深度，或设计问题引导下的实践研究、或设计问题引导下分析思考。这样的设计促进学生分析问题、解决问题能力提升同时，感悟文本数据分析的意义与价值，发展学生计算思维。这部分内容教学要求较低，但却是文本数据分析的核心和重点。鉴于文本数据分析在实践生活中应用广泛、实用性强，在此处适度进行拓展学习，增加文本数据处理学习的深度和广度，很有必要。“应用‘中文分词与标签云’软件开展聚焦研究”、“借助互联网进行拓展性学习”、“使用PPT整理、归纳、分享”，促使学生进一步增强PPT、浏览器等软件的操作技能，丰富数字化学习经验，提升数字化学习能力。 学习评价学生分组探究过程中，教师通过观察、个别指导、适时干预等方式推进节奏与合作成效。通过小组内讨论和教师的指导，确定小组研讨内容的正确性、合理性。 通过小组分享交流，完成“分词”“特征提取”“标签云”“情感分析”内容的全面学习。通过教师点评、小结，增强“分词”“特征提取”“标签云”“情感分析”知识的理解与建构。教师通过观察、个别指导、适时干预确保活动进程；通过小组分享、交流实现“分词”“特征提取”“标签云”“情感分析”内容的全面学习；通过通过教师点评、小结，增强整体知识的建构。小结教师和学生共同回顾、总结本节学习主要内容。本节教学过程中采用了小组分工研讨学习内容，学生在本节整体知识结构上可能有欠缺，本环节设计意图弥补和解决这一问题。作业布置基础作业（面向所有学生）：通读教材，利用思维导图软件绘制本节课知识的思维导图，包括在拓展性学习中的收获。完成教材第138页“思考与练习”第4题。完成教材第143页“巩固与提高”第5题。完成本条目课后练习的1-6题。提升作业（面向学有余力学生）：完成教材第132页“实践与体验-结果呈现”第2题。通读教材是对课堂上分组分工学习的补充，促使每生通读教材；绘制思维导图是为了增强整体知识结构的构建。其他作业是为了巩固学习效果和满足不同层次的学生需求。教学设计思路按本章第一节课前对全章的整体规划和设计，本条目1课时，内容主要包括文本数据处理。这节课我主要采用了问题引导法、小组学习法、实践法。教学时，首先设计真实问题情境，导入新课：我们经常使用百度搜索引擎检索信息，每次搜索返回的结果数据对于搜索关键词的描述主要在哪些方面呢，例如：使用百度搜索“春节”，如图1所示，找到相关结果约100,000,000个，这些返回的结果数据对“春节”的关键特征描述是什么？然后，用问题引导学生自主阅读教材的“实践与体验”，并进行实践探究，体验文本数据的收集、分词、特征提取、数据分析、结果呈现等，从全局上感受文本数据处理的过程和方法。接下来，按小组分工聚焦研究“分词”“特征提取”“标签云”“情感分析”等。这部分内容教学要求较低，但却是文本数据分析的核心和重点。在此处适度进行拓展学习，增加文本数据处理学习的深度和广度。最后，为确保小组分工研讨的内容，每同学都能完全掌握，在小组分享交流、教师点评、小结基础上，可以布置作业，要求通读教材，利用思维导图软件绘制本节课知识的思维导图，帮扶学生顺利完成本节的知识建构。针对核心素养培养的设计考虑本条目核心素养的具体落点如下：计算思维：主要落点在“了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法，能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织、计算与呈现。”本节课的教学设计中，按文本数据处理的主要过程，结合教材本条目内容和学生生活实际，设计了真实问题情境：我们经常使用百度搜索引擎检索信息，每次搜索返回的结果数据对于搜索关键词的描述主要在哪些方面呢，例如：使用百度搜索“春节”，如图1所示，找到相关结果约100,000,000个，这些返回的结果数据对“春节”的关键特征描述是什么？    学生在这个问题情境中，应用 “中文分词与标签云”软件进行“文本数据处理的过程和方法”探究、开展“分词”“特征提取”“文本数据分析及应用-标签云、情感分析”的聚焦研究”。促使学生在解决问题的过程中不断经历分析思考、实践求证、反馈调适，从而发展计算思维。数字化学习与创新：主要落点在“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。”本节课的教学设计中，“文本数据处理的过程和方法”的学习方法设计为：问题引领学生使用“中文分词与标签云”软件自主实践探究；“分词”“特征提取”“文本数据分析及应用-标签云、情感分析”的聚焦研究设计为：按组分工使用“中文分词与标签云”软件自主实践研讨，并借助互联网进行拓展性学习，使用PPT整理、归纳、分享；课后作业设计为：通读教材，利用思维导图软件绘制本节课知识的思维导图，包括在拓展性学习中的收获；学习方式的目标均指向“数字化学习与创新”。学习过程中，“中文分词与标签云”软件、PPT软件、思维导图绘制软件的应用，进一步促进了学生数字化学习与创新能力的发展。