黃敏

摘要：反思教案在課堂中演繹的過程，修正課堂上觀察到的問題，再基于新的設(shè)計重新施教，可以使平常的教學(xué)得到升華。《數(shù)據(jù)的可視化表達》一課，連續(xù)三次施教，從中發(fā)現(xiàn)存在的問題，隨之改進教學(xué)，優(yōu)化環(huán)節(jié)，使其更為流暢與合理。

關(guān)鍵詞：課例研究;教學(xué)改進;信息技術(shù);《數(shù)據(jù)的可視化表達》

高中信息技術(shù)“數(shù)據(jù)與計算”模塊的教學(xué)，給一線教師最大的挑戰(zhàn)在于新領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，諸如Python程序設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、人工智能等。教師每一次備課都要用很多時間去學(xué)習(xí)知識。之后，再去對案例和學(xué)習(xí)方式、教學(xué)組織等課堂構(gòu)建因素進行選擇。在這樣的情形下，一節(jié)好課，來之不易。筆者認為，此階段的課堂教學(xué)，深淺知識的傳達、生動案例的選擇，甚至教學(xué)組織的互動等都不易把握?？梢哉f，交替演進的流暢感與合理性是當下信息技術(shù)課堂教學(xué)成敗的關(guān)鍵。

對此，教學(xué)粵教版高中信息技術(shù)必修1《數(shù)據(jù)的可視化表達》一課時，筆者以診斷課堂教學(xué)出現(xiàn)的問題和尋找優(yōu)化的方法為目標，在平行的不同班級內(nèi)針對同一教學(xué)內(nèi)容連續(xù)三次進行“施教—研討—改進”。在教學(xué)的過程中研究，在研究的指導(dǎo)下教學(xué)，直至所關(guān)注的疑難與困惑得到較好解決。

一、第一次教學(xué)出現(xiàn)的問題：任務(wù)指向不明，時間分配不當

（一）教學(xué)過程

《數(shù)據(jù)的可視化表達》一課的教學(xué)目標是“更好地理解數(shù)據(jù)”。何以“更好”？利用數(shù)據(jù)可視化的方式以圖表展示數(shù)據(jù)和詮釋數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。由此，筆者設(shè)計了“高一學(xué)生借閱校內(nèi)圖書情況調(diào)研”項目，以此引導(dǎo)學(xué)生展開微型研究性學(xué)習(xí)。本項目以從圖書館管理平臺獲取的數(shù)據(jù)為研究資源，通過Excel、花火在線平臺、Python三種工具將數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)圖表，并簡要分析數(shù)據(jù)本身及其之間的聯(lián)系，由此得出改進圖書館工作的措施，最終形成微型項目分析報告。

本節(jié)課以項目導(dǎo)入、項目分項實施（三個階段）和項目小結(jié)為主要教學(xué)環(huán)節(jié)展開。其中，項目實施環(huán)節(jié)，第一階段的任務(wù)為呈現(xiàn)高一各班級學(xué)生到館情況及借閱書籍數(shù)量，主要使用Excel軟件完成;第二階段的任務(wù)為分析學(xué)生到館率與借閱率的關(guān)聯(lián)，以及學(xué)生借閱書籍與館藏書籍的關(guān)系，主要借助花火在線平臺完成;第三階段的任務(wù)為表彰年級借閱率前10名的學(xué)生，主要通過Python程序完成。

（二）教學(xué)亮點

其一，選定的項目真實。以圖書館為研究對象，原始數(shù)據(jù)也由圖書館管理平臺生成，真實且熟悉的案例容易將學(xué)生帶入情境之中。

其二，項目實施分解為三個階段，涉及的任務(wù)與技術(shù)處理的工具做到一一對應(yīng)，能有效推進學(xué)生對數(shù)據(jù)可視化及相關(guān)工具的認知。

（三）問題診斷

其一，部分學(xué)生不清楚學(xué)習(xí)任務(wù)，不了解項目需要研究的內(nèi)容，在模仿完成一張圖表后，不知道接下來做什么。推測原因，一方面，項目導(dǎo)入環(huán)節(jié)沒有帶動學(xué)生進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，導(dǎo)致學(xué)生沒有跟隨課程的進展去思考;另一方面，學(xué)習(xí)素材不夠精簡，導(dǎo)致學(xué)生混淆了素材表達的數(shù)據(jù)信息。

其二，教學(xué)時間分配不當。學(xué)生只體驗了Excel、花火在線平臺，教學(xué)任務(wù)沒有完成。推測原因，項目實施環(huán)節(jié)第一階段，教師介紹、演示Excel工具制作圖表的時間過長，且工具的操作不熟練;第二階段，利用花火在線平臺制作散點圖與Excel工具的使用過渡不流暢。

（四）改進思路

其一，優(yōu)化項目導(dǎo)入環(huán)節(jié)。時間控制在5分鐘以內(nèi)，包括操作、獨立思考、回答問題等活動的時間。

其二，優(yōu)化學(xué)習(xí)資源。原有的學(xué)習(xí)資源共有4張數(shù)據(jù)表和1份項目研究報告。根據(jù)項目需要分析的兩項重要指標，只保留“學(xué)生信息.xls”和“書籍信息.xls”2張數(shù)據(jù)表以及1份項目研究報告，并減少項目報告中的文字性陳述，精簡填寫環(huán)節(jié)。

其三，優(yōu)化圖表工具的使用介紹。在Excel操作方面，只演示最基本、最簡單的必要步驟，如不連續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)域的選擇、插入圖表的設(shè)置等。本節(jié)課只需讓學(xué)生明確Excel有此項功能，而非深入學(xué)習(xí)。

其四，優(yōu)化項目實施環(huán)節(jié)第一、第二階段之間的過渡。以反饋Excel制作的到館率和借閱冊數(shù)的柱形圖、餅狀圖引出數(shù)據(jù)分析類型，進而對應(yīng)可視化呈現(xiàn)類型，由此過渡到散點圖的制作方法及對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息解讀。

二、第二次教學(xué)出現(xiàn)的問題：內(nèi)容缺少關(guān)聯(lián)，評價存在局限

（一）教學(xué)過程

項目導(dǎo)入環(huán)節(jié)。教師提問：“請同學(xué)們思考：可以從哪些方面反映圖書館的工作情況？”學(xué)生快速地回答：“讀者數(shù)量和書籍情況。”隨后，讓學(xué)生打開2張數(shù)據(jù)表（“學(xué)生信息.xls”和“書籍信息.xls”）觀察。學(xué)生快速進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，清晰地知道每張數(shù)據(jù)表可以分析出的數(shù)據(jù)關(guān)系。

項目實施環(huán)節(jié)。學(xué)生首先模仿教師的Excel操作步驟，繼而自己摸索填寫學(xué)生借閱率的圖表。成功的操作體驗讓他們興致勃勃地進入接下來的項目研究。這個階段的時間縮短到4分鐘，留給項目后續(xù)實施較多的時間。

PPT的改進。PPT上刪去了對各種類型圖表定義的介紹，增加了對數(shù)據(jù)分析關(guān)系的介紹及其對應(yīng)的可視化呈現(xiàn)類型。這既是對前一階段利用Excel制作柱形圖的小結(jié)，也流暢過渡到了對散點圖的介紹。

（二）問題診斷

其一，學(xué)生對項目實施環(huán)節(jié)第三階段的Python圖表分析沒有表示出多少驚喜，導(dǎo)致前期激發(fā)起的學(xué)習(xí)熱情又被消磨。不少學(xué)生繼續(xù)在花火在線平臺體驗設(shè)計不同類型的圖表，原因可能在于教師沒有找準數(shù)據(jù)源可能與Python建立的分析關(guān)系。

其二，學(xué)生的項目分析報告只呈現(xiàn)了數(shù)據(jù)圖表，沒有分析的結(jié)論，沒有完成項目的研究任務(wù)。這是因為教師在課堂反饋時，更多的是評點圖表的完成情況，沒有強調(diào)項目分析報告的完整性。

（三）改進思路

其一，項目實施環(huán)節(jié)第三階段分析內(nèi)容的優(yōu)化。用詞頻分析取代數(shù)值分析，由詞云的出現(xiàn)合理過渡到使用Python分析“書籍信息.xls”中學(xué)生喜愛的作者和書籍類別信息。文本數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)區(qū)別于之前第一、第二階段的數(shù)據(jù)的可視化處理，更突出Python的獨特之處。

其二，反饋環(huán)節(jié)的優(yōu)化。指出學(xué)生項目分析報告中數(shù)據(jù)分析內(nèi)容的缺失，并適時展現(xiàn)完整的項目分析報告以強化項目問題解決。

三、第三次教學(xué)發(fā)生的積極變化：進程流暢，學(xué)生參與度高

第三次課的教學(xué)流程如圖1所示。課堂上，發(fā)生的積極變化如下：

其一，學(xué)生非常關(guān)注詞云的效果，這帶動了他們對Python的解讀和進一步的程序完善。

其二，學(xué)生項目分析報告的完成率提高。數(shù)量上，項目分析報告的提交率達到90%。其中，有一些學(xué)生能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的可視化分析給圖書館下一步的工作提出頗具可行性的建議。如一位學(xué)生在分析報告中這樣建議：“來年可以增加歷史、地理類書籍的采購量，文化、科學(xué)、教育、體育類書籍可以暫緩采購?！?/p>

可以說，運用Python詞云替代原來的借閱表彰排名，不僅與前兩個項目實施階段（分析到館率與借閱率及二者之間的關(guān)系）有遞進的邏輯，更令學(xué)生體會到問題解決的多樣性和Python的強大之處，盤活了整節(jié)課。而作者詞云和圖書類別詞云代碼的成功運行也調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促使他們認真完成項目分析報告。

發(fā)現(xiàn)課堂的問題不難，關(guān)鍵在于隨后的教學(xué)行為的改進與優(yōu)化。反思教案在課堂中演繹的過程，修正課堂上觀察到的問題，再基于新的設(shè)計重新施教，可以使平常的教學(xué)得到升華。由上述課例可知，教學(xué)環(huán)節(jié)的時間分配、項目分解內(nèi)容的邏輯性、PPT內(nèi)容呈現(xiàn)的順序等都有可能出現(xiàn)問題，但都是能被優(yōu)化的對象。實際上，其他要素，如學(xué)生生成的捕捉、學(xué)生反饋的評價等，也可以成為指向教學(xué)改進的課例研究的著力點。

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