信息技术必修1 数据与计算5.2.1 数据采集的方法和工具教学设计

课程题目：5.2数据的采集

一、教材分析

         内容分析：本小节内容是在5.1认识大数据的基础上，学生将了解，并实践采集大数据的几种方法，同时对于采集到数据的后续存储和保护，进行介绍和引导学习，保证日后在工作生活中，学生有基本的数据安全意识，保护国家的安全。

         结构分析：本小节是数据处理和可视化表达的承上启下章节，了解大数据以后，必然要通过机器大量采集数据以后，后面的数据分析和可视化表达才有资源素材。

         课程案例调整：为了让学生对采集法有更直观的体验，将通过各种类似例子的展示视频吸引学生的兴趣，让学生感受到大数据时代下采集数据的抽象过程和非凡效率。

二、学习者分析

         学生基本情况：高一年级学生

         学生知识情况：初步感知“大数据”大量、多样、低价值密度、高速的“4V”特征，但由于以往并未接触“爬虫”等采集方法，大部分学生难以想象机器采集的效率，更加不知道获得大量数据以后存储、保护需要注意的地方。

         学生综合情况：对信息技术有强烈的好奇心，对新事物能够主动思考，乐于探究，勇于挑战。

三、学科核心素养及教学目标

         核心素养：

        信息意识：①在日常生活中，根据实际解决问题的需要，恰当选择数字化工具，具备安全意识。②主动关注信息技术工具发展中的新动向和新趋势，有意识地使用新技术处理信息。

        计算思维：根据给定的任务需求，明确要解决问题需要选用适当的数字化工具或方法获取数据，并迁移到其他相关问题的解决过程中。

        信息社会责任：①在信息活动中，具有信息安全意识，尊重和保护个人及他人的隐私。②采用简单的技术手段，保护数据、信息以及信息设备的安全。

         教学目标：

        知识与技能：了解、运用系统日志、网络数据、其他数据采集法采集数据，并安全保护存储。

        过程与方法：学习采集数据的三种方法及了解数据存储、保护的技术特点。

        情感态度及价值观：激发学生对于高效采集数据的成就感，并注重树立信息数据的安全意识，为以后步入社会掌握或处理大量数据时，筑下安全底线。

四、教学重难点

         教学重点：网络数据采集法的理解、运用，学习阅读网页关键项目代码。

         教学难点：将网络数据千变万化，难以用一套代码采集各网页数据，需要不断修改。

五、教法及学法

         教法：启发式教学法、案例教学法

         学法：学思结合、合作与探究相结合

六、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

一、

创设情境

引出课题

（3-5分钟）

1.   温故知新：回忆大数据的特征。并提出问题：如何收集大数据？

2.   展示案1：联合收割机收割粮食的效率，和以前刀耕火种的对比，引导学生思考根据实际问题，如何选取适当工具。

1.   思考大数据的“4V”特征。
2.   思考人工收割和联合收割机有什么区别？
3.   分析两种方式除了速度不同以外，还有什么关键差异？

教师引导学生思考问题，引出课题。

创设问题情境，提出如何信息传递的问题，引导学生发现问题，引起学习兴趣。

二、

初步体验三种采集方法

揭示原理

（10-15分钟）

1.   演示系统日志采集法；

2.   演示网络数据采集法

安装xampp搭造运行环境

运行默认代码，提取网页数据；

3.   说明其他数据采集法，并介绍伊朗浓缩铀提炼设备遭受的冲击波病毒事件；

1.   学生跟随老师的指令体验导出大量数据的操作；
2.   学生跟随老师的指令安装xampp，并运行范例代码，查看“爬虫”爬取的数据；
3.   学生思考，假如我有病毒要植入敌人设备，该如何设计？
4.   学生思考问题，2人一组，小组合作，分析解决问题方式，并表达思想。

1.   让学生了解日志，懂得日志的作用，多知道一个发现问题的渠道；
2.   体验快速采集数据的快感，一个回车300条数据自动保存；
3.   感受数据安全性的差异，为什么我国“两弹一星”要去戈壁荒漠？为下一部分，数据的存储和保护做铺垫。

三、

数据的存储

和保护

（15-20分钟）

1.   引导学生从伊朗的案例中分析，数据会带来什么问题？
2.   抓住学生的兴趣点，介绍知识点内容：存储主要分为两种，内部本地或“云端”；
3.   介绍数据保护：不被破坏、更改、泄露、丢失
4.   介绍预防措施：拷贝、备份、复制、镜像、持续备份。
5.   引导大家思考，“滴滴”打车为什么被国家7部委联合进驻调查？

1.   学生在教师引导下思考伊朗案例的原因，如何避免？
2.   认真听讲教师讲授知识点内容；
3.   学生思考“滴滴打车”为什么被禁止下载，它都掌握了什么数据？

4.   如果你是“滴滴打车”CEO会如何保护信息安全？

利用好奇点，穿插知识点，将有意注意和无意注意集中并用，提高课堂效率；

知识点讲完，引导学生锻炼口头表达，并通过对于知识点的引用，加深印象。

四、

反思拓展

总结延伸

（3-5分钟）

1.   数据的采集已经从过去手工，逐页采集变为更适应大数据的自动化方式；
2.   为此带来了全新的存储、安全要求都有哪些？
3.   教师小结。

学生进一步思考，当量变以后，数据是否会引起质变？

思考问题，并尝试回答

回顾课堂要点，为每个学生埋下数据安全的种子，为我国的长治久安，尽一份力。

七、板书设计

八、教学反思

         高一学生已经具备基本的成人思想，但又未完全摆脱少年的玩性，本堂课有学生的兴趣点：运行网络爬虫、伊朗冲击波事件、滴滴打车事件。通过任务设置，并穿插兴趣点一直吸引学生的注意力，引导学生深一层的思考，是这堂课的难点。

         Xampp软件假如能提前在学生电脑上安装好，可以节省部分课堂时间，增加思考、表达的浓度。

         本堂课是未来居民的一堂基础课，也许十年后采集方法已经不同，存储、保护方法也有变化，但运用代码工具，以及数据可能会产生的影响，应该是未来发展的必经之路，需要学生脑中有印象，遇事能查找方案。