劉學(xué)忠 令莉
數(shù)據(jù)可視化旨在借助于圖形化手段,清晰有效地傳達(dá)與溝通信息,其能夠直觀、清晰、明了地表達(dá)數(shù)據(jù)的特點(diǎn),決定著它廣泛的應(yīng)用。在“大數(shù)據(jù)時(shí)代”,對(duì)數(shù)據(jù)可視化的充分理解和合理運(yùn)用,顯得更加重要。本案例研究的主要內(nèi)容有:①讓學(xué)生感受數(shù)據(jù)可視化在數(shù)據(jù)表達(dá)時(shí)的優(yōu)勢(shì);②能夠合理地選擇和使用數(shù)據(jù)可視化的工具;③怎樣運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化方法、分析數(shù)據(jù)解決實(shí)際問題;④如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析。
本節(jié)課是一節(jié)區(qū)級(jí)優(yōu)質(zhì)課比賽的公開課,面對(duì)的是全區(qū)的信息技術(shù)教師和信息技術(shù)領(lǐng)域的專家。
高中信息技術(shù)課程新的結(jié)構(gòu)中將數(shù)據(jù)和計(jì)算列為必修模塊一,可見數(shù)據(jù)及其內(nèi)容的基礎(chǔ)性和重要性。該模塊的第二部分?jǐn)?shù)據(jù)處理及應(yīng)用對(duì)應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)包括兩個(gè)方面,粵教版必修1第三章第二節(jié)第四部分《利用圖表呈現(xiàn)分析結(jié)果》蘊(yùn)含了這兩個(gè)方面的大部分內(nèi)容。
承辦比賽的學(xué)校的高一學(xué)生在初中信息技術(shù)課上學(xué)習(xí)了圖表的相關(guān)操作,在數(shù)學(xué)課上學(xué)習(xí)了利用統(tǒng)計(jì)圖分析數(shù)據(jù),但是缺乏對(duì)數(shù)據(jù)深度挖掘、分析的意識(shí)和能力;他們了解大數(shù)據(jù)時(shí)代衍生的更多的數(shù)據(jù)可視化工具,并能做出合理的選擇。依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生情況,本節(jié)課的總目標(biāo)設(shè)定為使用數(shù)據(jù)可視化表達(dá)方法解決實(shí)際問題,這也是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的過程。完成這個(gè)總目標(biāo)需要兩個(gè)分目標(biāo)支持:能夠選擇合適的工具、合適的圖表類型表達(dá)數(shù)據(jù),深度挖掘、分析數(shù)據(jù)。這兩個(gè)分目標(biāo)可以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)能力。讓學(xué)生知道大數(shù)據(jù)時(shí)代團(tuán)隊(duì)合作和信息共享在解決問題時(shí)的重要性,也是對(duì)學(xué)生信息意識(shí)的培養(yǎng)。本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容是這兩個(gè)分目標(biāo),第二個(gè)分目標(biāo)也是難點(diǎn)。
要實(shí)現(xiàn)教學(xué)總目標(biāo)一定會(huì)用到問題探究法,而對(duì)什么問題進(jìn)行探究是關(guān)鍵,筆者認(rèn)為,要找一個(gè)學(xué)生關(guān)注的也是對(duì)學(xué)生有實(shí)際意義的問題才行。結(jié)合對(duì)銀川市多所高中學(xué)校的學(xué)生“最關(guān)注話題”的抽樣調(diào)查,筆者得到了“健康”這個(gè)主題。高中階段學(xué)習(xí)任務(wù)重、壓力大,很多學(xué)生為了保證學(xué)習(xí)強(qiáng)度,挑燈熬夜學(xué)習(xí),為了節(jié)省時(shí)間不吃或者吃簡(jiǎn)易早餐……這些都給他們埋下了健康的隱患。如果能在這節(jié)課帶領(lǐng)學(xué)生用小組合作的學(xué)習(xí)方式,借助信息技術(shù)手段,分析總結(jié)出在保證學(xué)習(xí)強(qiáng)度的前提下中學(xué)生健康管理的方法,在指導(dǎo)自己日常健康的管理的同時(shí)也分享給別人,將會(huì)讓課程更有意義。
1.課題導(dǎo)入
展示“最關(guān)注話題”問卷調(diào)查的結(jié)果,引出“健康”主題;分析健康大數(shù)據(jù)標(biāo)簽云(突出問題:疾病年輕化),讓學(xué)生意識(shí)到應(yīng)該從當(dāng)下管理健康;對(duì)學(xué)生的訪談發(fā)現(xiàn)大家并沒有一個(gè)能在保證學(xué)習(xí)強(qiáng)度的前提下系統(tǒng)、合理地管理健康的方法。說明本節(jié)課要探討的問題:中學(xué)生如何管理健康?
2.探索方法
對(duì)比幾種不同的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式,讓學(xué)生直觀感受數(shù)據(jù)可視化表達(dá)的優(yōu)勢(shì),探索出解決本節(jié)課問題的方法:通過數(shù)據(jù)可視化表達(dá),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出一個(gè)有標(biāo)題、有圖表展示、數(shù)據(jù)分析和方案呈現(xiàn)的分析報(bào)告。完成這樣的報(bào)告需要借助工具,可學(xué)生之前只知道Excel、Word,教師明確,如果通過搜索引擎尋找數(shù)據(jù)可視化工具和平臺(tái),會(huì)有眾多選擇,本節(jié)課介紹其中的代表——圖表秀。學(xué)生分兩步掌握?qǐng)D表秀的用法,第一步借助平臺(tái)提供的幫助文檔自學(xué)“制作圖冊(cè)”和“制作圖表”這兩個(gè)主要操作的方法;第二步聽取教師對(duì)圖冊(cè)布局、圖表類型的選擇等細(xì)節(jié)的補(bǔ)充。
3.任務(wù)探究
將學(xué)生分成五個(gè)小組展開任務(wù)探究,并明確:每個(gè)小組四位學(xué)生,兩位學(xué)生一起使用Excel和Word完成任務(wù),兩位學(xué)生一起使用圖表秀完成任務(wù),其中一位學(xué)生作為組長(zhǎng)負(fù)責(zé)小組分工和小組展示人員評(píng)選等,保證小組合作的有效性。前四個(gè)小組分別對(duì)與中學(xué)生健康相關(guān)的四個(gè)方面(久坐、焦慮、早餐、睡眠)的已有數(shù)據(jù)源進(jìn)行可視化和分析,第五小組的任務(wù)則是學(xué)生參照教師下發(fā)的任務(wù)流程完成任務(wù),任務(wù)流程包括:①小組共同研究數(shù)據(jù)源,討論用什么類型的圖表合適;②小組內(nèi)分別選用不同的工具,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖表;③小組共同討論分析數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的信息,結(jié)合討論形成報(bào)告,按照展示思路準(zhǔn)備展示。展示思路為:你們選用了什么圖表類型,為什么?從圖中能夠看出什么信息(建議使用“大多數(shù)情況、總的來說”這樣的詞簡(jiǎn)述結(jié)論)?為了改善這種行為對(duì)健康的不良影響,我們可以怎么做?
4.成果分享
前四個(gè)小組分別派代表展示小組的數(shù)據(jù)分析報(bào)告,筆者將學(xué)生展示的結(jié)果用思維導(dǎo)圖的方式總結(jié)在黑板上。第五小組最后展示,他們小組的兩組數(shù)據(jù)源內(nèi)容相同,僅互換了兩列的位置,就產(chǎn)生了不同的圖表效果,他們展示的主要內(nèi)容是:能從這樣兩個(gè)圖表中挖掘出什么不同的信息?學(xué)生之前缺乏對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析的意識(shí)與能力,因此這個(gè)問題比較有難度,所以筆者結(jié)合小組的展示,對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了補(bǔ)充。同時(shí),進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)應(yīng)該從多角度、不同側(cè)面、不同目標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘,往往不能輕易看出來的信息才是最有價(jià)值的信息。學(xué)生結(jié)合自主探究和教師分析,對(duì)本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)有了比較好的理解和掌握。
5.拓展提升
筆者首先讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際操作說出Excel和圖表秀的優(yōu)缺點(diǎn),因?yàn)閷W(xué)生對(duì)圖表秀有新鮮感,所以說出了圖表秀的很多優(yōu)點(diǎn),但筆者提出了圖表秀的缺點(diǎn),并讓他們明確要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的工具。同時(shí),筆者結(jié)合思維導(dǎo)圖,提示學(xué)生這就是對(duì)健康進(jìn)行管理的思路,希望學(xué)生課下能將這些思路豐富匯總,形成一個(gè)完整圖冊(cè)分享給身邊的人。這張思維導(dǎo)圖在有限時(shí)間內(nèi)集合了全班學(xué)生的智慧,是大數(shù)據(jù)時(shí)代團(tuán)隊(duì)合作和信息共享讓信息更有價(jià)值的體現(xiàn)。
6.小結(jié)評(píng)價(jià)
筆者結(jié)合板書對(duì)本節(jié)課進(jìn)行了小結(jié),同時(shí)讓學(xué)生填寫課堂學(xué)習(xí)情況問卷調(diào)查,學(xué)生在填寫過程中自我反思,筆者也對(duì)學(xué)生本節(jié)課的整體掌握情況進(jìn)行了反饋。
(1)本節(jié)課針對(duì)對(duì)學(xué)生有實(shí)際意義的一個(gè)話題,借助信息技術(shù)手段,采用小組合作、整班合作的探究方式,得到了一個(gè)較好的解決方案,體現(xiàn)了新課程的教學(xué)理念。
(2)學(xué)生的主體地位突出,學(xué)生能在討論、探索問題中利用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),也獲得了新的知識(shí)技能。
(3)提出的問題源自學(xué)生所關(guān)注的又對(duì)他們有實(shí)際意義的內(nèi)容,因此在問題探究的過程中,學(xué)生積極參與,課堂氛圍良好。
(4)給學(xué)生推送新的數(shù)據(jù)可視化工具——圖表秀,該工具有以下優(yōu)點(diǎn):①圖表秀是一個(gè)網(wǎng)頁平臺(tái),不需要下載安裝;②支持第三方賬號(hào)登錄,操作界面與PPT很相似,容易上手;③提供了豐富的圖表類型;④可以將Excel數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入生成圖表,最后形成動(dòng)態(tài)的圖文分析報(bào)告,可以將報(bào)告保存為適合電腦端或移動(dòng)端觀看的圖片,也可以通過微信、微博、QQ等方式分享。在數(shù)據(jù)可視化方面,圖表秀這一類的工具平臺(tái)的確有很大的優(yōu)勢(shì)。這樣的推送拓展了學(xué)生的視野,也讓他們初步感受到在數(shù)字化時(shí)代,遇到問題先通過各種渠道找到一個(gè)可以事半功倍的工具,借助視頻、幫助等方式學(xué)會(huì)使用這個(gè)工具,是“數(shù)字公民”必備的技能。
(5)通過小組合作解決分問題,再將整班的分析結(jié)論用清晰明了的思維導(dǎo)圖匯總在一起得到一個(gè)系統(tǒng)的解決方案,讓學(xué)生感受團(tuán)隊(duì)合作和信息共享在解決問題時(shí)使信息價(jià)值最大化的重要作用。
(6)在問題解決過程中,結(jié)合實(shí)際情況突出深度挖掘和分析數(shù)據(jù)的價(jià)值和重要性,并給學(xué)生介紹通過什么方式來深度挖掘數(shù)據(jù),有效培養(yǎng)了他們?cè)谏疃韧诰驍?shù)據(jù)方面的意識(shí)。
(7)在整個(gè)過程中注重對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng),并能有效幫助學(xué)生達(dá)成相關(guān)的學(xué)業(yè)要求。
一節(jié)課無論準(zhǔn)備得多么充分,在正式上課時(shí)總會(huì)有遺憾的地方,也正是有這樣的遺憾,才能督促教師更好地進(jìn)步。
筆者在本次公開課實(shí)施過程中遇到了棘手的問題:教師機(jī)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障。網(wǎng)絡(luò)故障的直接影響是圖表秀的一些演示無法實(shí)現(xiàn),不得已臨時(shí)采取了口述的方法,幸而圖表秀操作比較簡(jiǎn)單,而且在學(xué)生機(jī)上操作沒有問題。問題的出現(xiàn)充分暴露了在課前準(zhǔn)備時(shí)還是有考慮不周的地方,沒有想到?jīng)]有網(wǎng)絡(luò)的情況下課堂教學(xué)應(yīng)該如何開展?,F(xiàn)在再回想這個(gè)問題,筆者覺得可以有以下兩個(gè)解決方案:一是提前準(zhǔn)備線下的說明文檔和微視頻,讓學(xué)生有更多的途徑學(xué)習(xí)圖表秀的使用方法;二是尋找一些線下的數(shù)據(jù)可視化工具做保證,如果沒有網(wǎng)絡(luò)也可以使用,還能拓展學(xué)生對(duì)工具的了解。
學(xué)生課上制作的數(shù)據(jù)分析報(bào)告大多不夠完整,這是意料之中的,本節(jié)課最主要的還是教會(huì)學(xué)生制作的方法。但應(yīng)該在學(xué)生報(bào)告出現(xiàn)“標(biāo)題未更改”“報(bào)告布局不夠合理”等問題時(shí)及時(shí)、明確說明,以便學(xué)生在課下完善時(shí)避免出現(xiàn)這些問題。