【教材分析】
本课《1.1 身边的数据》属于苏科版小学信息科技四年级上册第一单元“无处不在的数据”的第一课时,是本单元的开篇内容。课文主要围绕身边的数据展开,通过生活场景、数据图表、视频、插图及阅读材料等,引导学生感知生活中的数据,了解数据的作用、表示形式、表现形式及重要价值,帮助学生建立对数据的初步认知。
结合《信息科技课程标准(2022 年版)》,本课属于“数据与编码”模块。在单元中,本课起到了开篇引领的作用,为后续第 1.2 课“数据影响生活”的学习奠定基础,后续课程将在本课认知数据的基础上,进一步深入探讨数据对生活的具体影响。同时,本课所学内容也是学生后续学习更复杂数据处理、数据分析等知识的重要前提,为学生信息素养的逐步提升搭建了初始台阶。本课课型为新授课,以引导学生感知、认识数据为主要教学任务,注重学生对数据相关基础概念的理解和初步应用意识的培养。
【学情分析】
本课教学对象为小学四年级学生,年龄在 10-11 岁左右,该年龄段学生好奇心强,对生活中的新鲜事物充满探索欲,且具备一定的观察能力和简单的分析能力,但抽象思维仍处于发展阶段,对“数据”这类抽象概念的理解需要借助具体生活场景和直观素材。
认知基础方面:90% 的学生在日常生活中接触过门票、天气预报、公交线路图等包含数据的事物,能说出其中简单的数字信息,如门票上的日期、天气预报中的温度;但仅有 30% 的学生能意识到这些数字、文字背后蕴含的“数据”概念,对数据的作用和价值缺乏系统认知。
能力特点方面:85% 的学生能独立操作电脑打开图片、播放视频等基础数字化工具操作;70% 的学生能使用简单的画图软件标注图片中的关键信息;但仅有 25% 的学生接触过数据图表,对折线图、饼图、柱状图的识别和解读能力较弱,这将是本课学习中的操作难点。
学习特点方面:学生更倾向于通过直观的图片、视频和互动活动获取知识,单纯的理论讲解难以维持其学习兴趣。在小组讨论环节,60% 的学生能积极参与发言,分享自己的发现;但 40% 的学生存在不敢发言或表达不清晰的情况,需要教师引导和鼓励。此外,学生在分析数据图表反映的发展变化时,容易停留在表面数字对比,难以深入理解数据背后的意义,这也是本课需要重点关注的认知难点。
【学科核心素养】
信息意识:本课通过引导学生观察生活中的门票、天气预报、公交线路图等素材,以及分析国家和江苏地区的经济数据图表,让学生意识到数据在生活和社会发展中的广泛存在,认识到数据能够传递信息、反映事物发展规律,进而培养学生主动发现和收集身边数据的意识。
计算思维:通过组织学生对不同形式的数据(数字、文字、图像、音频、视频)进行分类整理,引导学生思考数据表示形式与信息传递之间的关系,培养学生将复杂数据现象拆解为具体数据类型的分析能力,初步形成对数据的结构化认知,为后续学习数据处理奠定思维基础。
数字化学习与创新:课堂中借助多媒体教学平台展示图片、播放视频,引导学生使用画图软件标注数据图表中的关键信息,鼓励学生通过小组合作的方式探索数据背后的意义,激发学生利用数字化工具学习数据知识的兴趣,培养学生在数字化环境中合作学习和创新思考的能力。
信息社会责任:通过阅读材料中甲骨文、“中国天眼”、气象预报等案例,让学生了解数据在传承文明、探索科学、服务生活等方面的重要作用,引导学生认识到合理利用数据能为社会发展做贡献,培养学生尊重数据、正确看待数据价值的观念,树立初步的信息社会责任意识。
本课靶向培养的核心素养是信息意识。达成这一素养的外显行为为:能主动指出生活中 3 种以上包含数据的事物,并说明其中数据传递的具体信息;能结合数据图表,简单阐述数据所反映的事物变化情况,如能说出“从高铁营业里程柱状图中,看到每年的里程数在增加,说明我国高铁发展越来越快”。
【教学目标】
知识与技能:了解数据在生活中的广泛存在,能识别门票、天气预报、公交线路图等中的简单数据;知道数据可以通过数字、字母、文字、图像、音频、视频等形式呈现;能初步识别折线图、饼图、柱状图,说出图表中包含的基础数据信息。
过程与方法:通过观察生活素材、分析数据图表、参与小组讨论等活动,经历“发现数据—分析数据—理解数据价值”的过程,提升观察能力和简单的数据分析能力;学会使用画图软件标注数据图表中的关键信息,掌握借助数字化工具学习数据知识的基本方法。
情感态度与价值观:感受数据在生活和社会发展中的重要作用,激发探索数据世界的兴趣;通过了解数据对国家和地区发展的反映,增强民族自豪感;培养主动发现身边数据、尊重数据价值的良好习惯。
实践与创新:能结合生活实际,尝试收集 1-2 种身边的数据(如一周的天气温度、家庭一周的购物金额),并以简单的文字或画图形式记录下来;在小组讨论中,能提出与他人不同的关于数据作用的观点,如“数据还能帮助商店老板知道哪种商品卖得好”。
【教学重点和难点】
重点确立:基于《信息科技课程标准(2022 年版)》中“数据与编码”模块的要求,本课教学重点为认识生活中的数据,了解数据的多种表现形式(数字、字母、文字、图像、音频、视频),以及数据在生活和社会发展中的作用。通过生活场景素材和数据图表分析,让学生扎实掌握这一知识锚点,为后续学习数据编码和数据影响生活奠定基础。
难点突破:本课学习难点为理解数据图表(折线图、饼图、柱状图)所反映的事物发展变化,以及区分数据的“表示形式”和“表现形式”。针对数据图表理解难点,采用思维可视化工具突破策略,课前制作数据图表分解课件,将折线图的“时间轴”“数据点”“趋势线”等关键要素用不同颜色标注,播放视频分步讲解图表解读方法;针对概念区分难点,设计对比表格,将数字、字母、文字编码归为“表示形式”,图像、音频、视频归为“表现形式”,结合具体例子帮助学生明确二者差异,同时通过课堂练习加深理解。
【教学策略】
本课以“城市规划展览馆参观”为核心情景,贯穿整个教学过程,将数据知识融入到“出行准备—展馆参观—知识拓展”的环节中,让学生在真实情景中学习。围绕“计算思维与人工智能融合下的小学信息科技教学研”课题,在教学中注重引导学生对数据进行分类、分析,培养计算思维;同时,借助多媒体教学平台展示数据图表和视频,融入数字化学习工具的使用,体现人工智能背景下的教学模式创新。
教学过程中采用“感知—探究—应用—拓展”的教学思路,先通过生活素材让学生感知数据存在,再组织学生探究数据的形式和作用,然后引导学生应用所学知识收集身边数据,最后通过阅读材料拓展数据的应用领域。针对不同层次学生,实施分层教学策略,对基础薄弱学生,提供标注好关键信息的数据图表素材,降低分析难度;对能力较强学生,布置自主探究任务,如让其尝试分析其他地区的经济数据图表,满足不同学生的学习需求。
【教学方法】
情景教学法:创设“小智等人参观城市规划展览馆”的情景,将教学内容与情景紧密结合,让学生在情景中发现问题、探索知识,增强学习的代入感和趣味性。
直观演示法:通过展示门票、天气预报、公交线路图等实物图片,播放《从数据看江苏地区的发展变化》《数据的多种形式——以二十四节气为例》等视频,以及演示数据图表的解读方法,让学生直观感受数据的存在和形式,帮助学生理解抽象概念。
小组讨论法:组织学生围绕“从数据图表中看国家发展变化”“天气预报中的数据形式”等问题进行小组讨论,鼓励学生交流想法、分享发现,培养学生的合作学习能力和表达能力。
任务驱动法:设计“标注数据图表关键信息”“收集身边数据”等任务,让学生在完成任务的过程中主动学习知识、掌握技能,提升解决问题的能力。
分层教学法:根据学生的认知水平和能力差异,设计不同难度的学习任务和提问,如对基础薄弱学生提问“门票上有哪些数字”,对能力较强学生提问“门票上的数据对出行有什么帮助”,确保每个学生都能在原有基础上获得发展。
【教学准备】
教师准备:
硬件设备:多媒体教学平台 1 套、教师用电脑 1 台、学生用电脑 40 台(按班级人数配备)、投影仪 1 台、音响 1 套(用于播放视频音频)、网络环境(确保视频正常播放和数字化工具使用)。
软件工具:画图软件(安装在学生电脑上,用于标注数据图表)、PPT 演示软件(用于展示教学课件)、视频播放软件(支持常见视频格式播放)。
教学资源:
课件(包含课程导入、知识点讲解、数据图表、练习任务等内容);
图片素材(城市规划展览馆门票高清图、出行当天天气情况图、公交线路图、国内生产总值(GDP)增长速度折线图、2023 年全国居民人均消费支出及其构成饼图、我国高速铁路营业里程 (2008-2022 年) 柱状图、天气预报图、图文数据示例图、视频数据示例图、动图数据示例图、音频数据示例图);
视频素材(《从数据看江苏地区的发展变化》《数据的多种形式——以二十四节气为例》);
阅读材料《数据的魅力》;
学习任务单(包含观察任务、讨论问题、练习任务等内容,每人 1 份)。
学生准备:提前准备好自己生活中接触过的包含数据的物品图片(如超市购物小票、电影票等,可提前存在电脑中或打印出来);准备好铅笔、橡皮(用于在学习任务单上记录答案);熟悉电脑画图软件的基本操作(如选择工具、画笔工具、文字工具等)。
技术融合:使用互动白板作为智能教学助手,在讲解数据图表时,借助互动白板的标注、拖拽功能,实时标注图表中的关键数据和趋势变化,增强教学互动性;设计“虚拟城市规划展览馆”沉浸式教学场景,通过展示不同展厅的图片和数据图表,让学生仿佛置身于真实展馆中,提升学习体验;部署课堂实时反馈系统,在课堂练习环节,让学生通过系统提交自己标注的数据图表和对问题的回答,教师实时查看学生答题情况,了解学生学习进度和掌握程度,及时调整教学节奏。
【课时安排】
本课内容较多,涵盖数据的存在、作用、表示形式、表现形式等多个知识点,且需要学生进行充分的观察、讨论和实践操作,因此安排 1 课时,课时时长为 40 分钟。
【教学过程】
一、情景导入,初识生活数据(5 分钟)
1.引导:同学们,周末小智和小慧约好去城市规划展览馆参观,为了顺利出行,他们提前做了很多准备。大家看(展示城市规划展览馆门票、出行当天天气情况、公交线路图插图),从这些图片里,你们能看到哪些有用的信息呀?
预设回答:
①我看到门票上有日期和时间,还有展馆的名字;
②天气图片里有温度,写着 7 到 19 度,还有“多云转阴”的字;
③公交线路图上有公交车的路线编号,还有停靠的站点名字。
2.提问:大家发现的这些日期、温度、路线编号等,其实都是数据。那你们觉得这些数据能帮到小智他们吗?如果能,是怎么帮到的呢?
预设回答:
①能帮到,知道门票日期就不会去错时间;
②知道温度可以决定穿什么衣服,“多云转阴”提醒可能要带伞;
③公交线路图能让他们找到坐哪路车,不会迷路。
3.小结过渡:原来生活中有这么多数据,而且这些数据能帮我们解决出行中的问题,让规划更顺利。那到了城市规划展览馆,小智又会发现哪些数据呢?接下来我们就跟着小智一起走进展馆看看。
【设计意图】通过创设学生熟悉的“出行”情景,结合教材插图引导学生观察并发现数据,初步建立“数据存在于生活中”的认知,同时通过提问让学生感受数据的实用价值,激发后续学习兴趣。
二、展馆探秘,分析数据价值(12 分钟)
1.展示:到达展览馆后,小智在展厅里看到了三张很特别的图(展示国内生产总值(GDP)增长速度(季度同比)折线图、2023 年全国居民人均消费支出及其构成饼图、我国高速铁路营业里程 (2008-2022 年) 柱状图)。大家先仔细观察这三张图,看看图上有哪些数字、文字或者线条。
预设回答:
①折线图上有年份和季度,还有一条弯弯曲曲的线,旁边有数字表示增长速度;
②饼图被分成了好几块,每块上有文字,比如“食品烟酒”“衣着”,还有百分比;
③柱状图上有 2008 到 2022 年的年份,下面有一根根长方形的柱子,柱子上面有数字。
2.分组讨论:现在请大家以小组为单位,讨论一下从这些图中的数据里,能看出国家有哪些发展变化。每组选一个代表,等会儿分享你们的发现。(给学生 5 分钟讨论时间,教师巡视指导,提醒学生结合图中的数据具体说明)
预设回答:
①我们组发现 GDP 增长速度的折线虽然有高有低,但整体是正的,说明国家经济一直在发展;
②从饼图看,居民人均消费支出里“食品烟酒”占的比例不是最大的,“教育文化娱乐”也有一定比例,说明大家除了吃饭,还会花钱在学习和玩上,生活变好了;
③柱状图里,从 2008 年到 2022 年,高铁营业里程的柱子一年比一年高,数字也越来越大,说明我国高铁发展得越来越快,能去的地方更多了。
3.播放视频:大家的发现都很有道理!其实不只是国家,我们江苏地区的发展变化也能从数据中看出来。接下来我们一起看一段视频《从数据看江苏地区的发展变化》,看看视频里提到了江苏哪些方面的发展数据。(播放视频,播放结束后提问)看完视频,你们知道江苏在粮食总产量、地区生产总值、人均可支配收入这几方面有什么变化吗?
预设回答:
①江苏的粮食总产量从 2016 到 2023 年基本是稳中有升,没有大幅下降;
②地区生产总值每年都在增长,一年比一年多,经济发展很好;
③人均可支配收入也是逐年增长的,说明江苏人的生活水平越来越高了。
4.小结过渡:通过分析这些数据图表,我们不仅看到了国家的发展,也了解了江苏的进步。原来数据还能帮我们记录和发现这些重要的变化,是现代社会运转的重要基础。那这些能传递信息的数据,都是以什么形式呈现的呢?下面我们就一起来研究数据的表示形式。
【设计意图】结合教材中的数据图表和视频素材,通过观察、小组讨论、视频学习等活动,引导学生深入分析数据背后反映的发展变化,理解数据的重要价值,同时培养学生的观察能力和合作探究能力,契合“计算思维与人工智能融合”课题中对数据分类分析能力的培养要求。
三、深入探究,认识数据形式(10 分钟)
1.展示与提问:在参观过程中,小智看到了天气预报的图片(展示天气预报 (1)、天气预报 (2) 图片)。大家仔细看,天气预报里有哪些不同形式的内容,它们分别表示了什么信息?
预设回答:
①有数字“15~22”,表示当天的温度范围;
②有文字“晴转多云”,告诉我们天气状况;
③还有“PM2.5 58”,字母和数字结合,说明空气质量情况。
2.讲解提示:大家观察得很仔细!就像提示里说的,我们可以通过数字、字母或文字编码来表示信息,这样的形式更方便我们使用和传播。比如我们家的地址“科技南路 68 号”,就是文字和数字结合的编码形式,能让别人准确找到我们家。你们还能想到生活中哪些用数字、字母或文字编码表示信息的例子吗?
预设回答:
①我们的身份证号码,有数字和字母,能代表每个人的身份;
②书本的 ISBN 编号,也是数字和字母组成的,能区分不同的书;
③教室的门牌号,比如“四年级(1)班”,文字和数字结合,能找到对应的教室。
3.拓展认知:除了数字、字母、文字这些表示形式,数据还有更丰富的表现形式。大家看(展示图文、视频、动图、音频插图),这些分别是什么?它们能传递信息吗?
预设回答:
①图文里有图片和文字,比如漫画,能告诉我们故事;
②视频能看到动态的画面,还能听到声音,像动画片一样传递信息;
③动图是会动的图片,比如表示“下雨”的动图,能让我们知道天气;
④音频只有声音,比如讲故事的录音,能让我们听到信息。
4.播放视频:为了让大家更清楚数据的多种表现形式,我们再看一段视频《数据的多种形式——以二十四节气为例》,看看视频里用了哪些形式来介绍二十四节气。(播放视频,结束后提问)视频里用了图片、文字、音频、视频来介绍二十四节气,这些形式是不是让我们对二十四节气的了解更全面了?
预设回答:
①是的,图片能看到节气相关的景色,文字能介绍节气的特点;
②音频能听到和节气相关的歌曲或解说,视频能看到节气的习俗,特别生动。
5.小结过渡:通过刚才的学习,我们知道了数据可以用数字、字母、文字编码来表示,还有图文、音频、视频等丰富的表现形式。这些多样化的数据在很多领域都有应用,是信息社会里很重要的“资源”。那接下来,我们就来试着用今天学到的知识,找一找身边的 data,完成一个小任务。
【设计意图】结合教材中的天气预报图片、数据形式插图和视频,通过提问、讲解、拓展等方式,引导学生认识数据的表示形式和表现形式,打破对数据的单一认知,同时联系生活实例,让学生感受到数据形式的多样性和实用性,为后续应用数据知识奠定基础。
四、实践操作,巩固知识应用(8 分钟)
1.布置任务:现在请大家打开电脑里的画图软件,完成两个小任务。第一个任务:从老师提供的素材里(包含门票、天气预报、数据图表等图片),选择一张图片,用画图软件的标注工具,把图片中的数据标出来,并简单写下这些数据传递的信息;第二个任务:回想一下自己生活中接触过的包含数据的事物,比如超市购物小票、电影票等,在画图软件里用文字或简单的图画记录下来,标注出其中的关键数据。(给学生 6 分钟时间完成任务,教师巡视指导,帮助操作有困难的学生)
预设问题:
①老师,画图软件的标注工具在哪里找不到?
②我选了高铁营业里程柱状图,除了标注年份和里程数,还能标注什么来体现发展变化呢?
③我想记录家里的电费单,上面有很多数字,哪些是关键数据呀?
2.成果展示:时间到了,现在请两位同学分享一下自己的作品。第一位同学来展示你标注的素材图片,说说你标了哪些数据,这些数据有什么用;第二位同学分享你记录的生活中的数据,说说你是怎么记录的。(学生展示后,组织其他同学进行评价)大家觉得他们的作品怎么样?有没有需要补充或者改进的地方?
预设评价:
①第一位同学把天气预报里的温度、天气状况、PM2.5 都标出来了,还写了数据的作用,很全面;
②第二位同学用图画的方式画了购物小票,标注了商品价格和总金额,很直观,但如果能写上购物日期就更好了;
③他们都找到了数据,并且准确标注了,值得我们学习。
3.小结过渡:大家的实践任务完成得都很棒,不仅能准确找到数据,还能说出数据的作用,看来大家今天学到了不少知识。那我们今天这节课都学了关于数据的哪些内容呢?我们一起来回顾一下。
【设计意图】通过实践操作任务,让学生运用所学知识寻找和标注数据,将理论知识转化为实际应用能力,同时借助成果展示和评价,让学生相互学习、查漏补缺,巩固对数据的认知,提升数字化学习与创新能力,符合教学目标中“实践与创新”维度的要求。
五、总结回顾,拓展知识延伸(5 分钟)
1.引导总结:请大家看着黑板上的板书,想一想今天我们学了什么。首先,我们知道了数据在哪里?然后,数据能帮我们做什么?最后,数据有哪些形式?谁能结合板书,完整地说一说?
预设回答:
①我们知道了数据在生活中无处不在,比如门票、天气预报、公交线路图里都有;
②数据能帮我们规划出行,还能反映国家和地区的发展变化,是社会运转的基础;
③数据有数字、字母、文字编码的表示形式,还有图文、音频、视频等表现形式。
2.阅读拓展:数据的作用可不止这些哦!老师给大家准备了阅读材料《数据的魅力》,请大家快速阅读一下,看看材料里还提到了数据在哪些领域发挥了作用。(学生阅读 2 分钟后提问)谁来说说你从材料里看到了数据的哪些魅力?
预设回答:
①甲骨文是远古的数据记录,能让我们了解古人的文明;
②“中国天眼”收集太空数据,帮助人类探索宇宙;
③气象预报用数据帮我们防御灾害,安排出行。
3.布置作业:今天我们认识了身边的数据,感受了数据的魅力。课后请大家完成一个小作业:收集一周的天气数据,包括温度、天气状况、风力等,用文字或画图的形式记录在作业本上,下节课我们一起分享交流。
4.小结:数据就像一把神奇的钥匙,能帮我们打开知识的大门,了解世界的变化。希望大家以后能多观察、多发现身边的数据,探索更多数据的奥秘。
【设计意图】通过引导学生结合板书总结本课知识,帮助学生梳理知识脉络,形成系统认知;借助阅读材料拓展数据的应用领域,进一步激发学生探索数据的兴趣;布置课后收集天气数据的作业,让学生将课堂知识延伸到生活中,培养主动收集数据的习惯,呼应“信息意识”核心素养的培养目标。
【板书设计、思维导图】
第 1.1 课 身边的数据
一、数据在哪里
----生活场景:门票(日期、展馆名)、天气预报(温度、天气状况)、公交线路图(路线编号、站点)
----社会发展:国家 GDP、居民消费支出、高铁营业里程;江苏粮食产量、生产总值、人均可支配收入
二、数据的作用
----生活帮助:规划出行、安排生活(如根据温度穿衣服)
----反映变化:记录国家、地区发展(经济增长、生活水平提高)
----社会基础:支撑社会运转、多领域应用(金融、人工智能等)
三、数据的形式
----表示形式:数字(7~19)、字母(PM2.5)、文字编码(科技南路 68 号)
----表现形式:图文、音频、视频、动图
四、数据的魅力
----领域:传承文明(甲骨文)、探索科学(中国天眼)、服务生活(气象预报)
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