張妍

教學(xué)背景

教育部印發(fā)《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，明確了義務(wù)教育階段培養(yǎng)目標(biāo)，在初中信息科技課標(biāo)中強(qiáng)調(diào)了“注重信息科技綜合學(xué)習(xí)，加強(qiáng)跨學(xué)科課程實(shí)施”的要求。信息科技作為學(xué)生生活與學(xué)習(xí)的常用手段，其學(xué)科教學(xué)內(nèi)容不能只是簡(jiǎn)單的單學(xué)科知識(shí)傳授與技能操練，還需要通過(guò)跨學(xué)科整合的方式實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的融合，將信息科技與創(chuàng)新教育理念落實(shí)到學(xué)習(xí)活動(dòng)和動(dòng)手實(shí)踐中。

本節(jié)課內(nèi)容為信息科技課程中“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新”模塊中的第一部分“互聯(lián)網(wǎng)及其影響”?；ヂ?lián)網(wǎng)信息多以數(shù)據(jù)為載體，所以本節(jié)課通過(guò)讓學(xué)生經(jīng)歷從互聯(lián)網(wǎng)搜索數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和可視化呈現(xiàn)的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生更多關(guān)注互聯(lián)網(wǎng)信息對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)尤其是大數(shù)據(jù)的價(jià)值對(duì)各個(gè)領(lǐng)域有著重要的影響和意義，所以信息科技學(xué)科可以此作為出發(fā)點(diǎn)，將其延伸到其他學(xué)科的學(xué)習(xí)中，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科融合。

教學(xué)目標(biāo)

1.了解數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)技術(shù)以及工作原理；2.根據(jù)“尋找合理配料單”任務(wù)需求，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行搜索，獲得配料數(shù)據(jù)；3.借助教學(xué)視頻自主探究，了解和體驗(yàn)采集配料數(shù)據(jù)的爬蟲(chóng)技術(shù)；4.利用“文字云”平臺(tái)對(duì)配料數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和可視化呈現(xiàn)，并通過(guò)信息篩選尋找到合理配料單；5.通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)，歷經(jīng)數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程，找到菜品的合理配料單；6.通過(guò)小組交流和討論，逐步發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘的意義和作用，感受互聯(lián)網(wǎng)信息對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的重要意義和影響。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：歷經(jīng)挖掘菜品配料數(shù)據(jù)的過(guò)程，尋找菜品的合理配料單。

教學(xué)難點(diǎn)：能夠根據(jù)任務(wù)需求，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)技術(shù)解決日常生活中的問(wèn)題。

教學(xué)過(guò)程

一、溫故知新，引入新課

1.回顧上節(jié)課內(nèi)容

教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧上節(jié)課所學(xué)的“大數(shù)據(jù)特征中的價(jià)值性”來(lái)明確本節(jié)課的教學(xué)方向。

2.挖掘數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值

教師布置任務(wù)“購(gòu)物籃里的秘密”（如圖1），介紹購(gòu)物籃里的商品數(shù)據(jù)并提出問(wèn)題：通過(guò)對(duì)8位顧客購(gòu)物籃里商品數(shù)據(jù)的觀察與分析，能否發(fā)現(xiàn)一些有價(jià)值的信息，對(duì)制訂超市營(yíng)銷策略起到指導(dǎo)性作用呢？

學(xué)生對(duì)8個(gè)購(gòu)物籃里的商品數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，基于此對(duì)超市提出營(yíng)銷策略，并通過(guò)小組討論匯總信息。學(xué)生交流結(jié)果：購(gòu)買了尿不濕的顧客絕大多數(shù)還會(huì)購(gòu)買啤酒。啤酒和尿不濕數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性已經(jīng)足夠用來(lái)輔助商家調(diào)整營(yíng)銷策略，例如將二者擺放在相近的售賣位置，將二者進(jìn)行捆綁促銷來(lái)提高銷售量等。

二、創(chuàng)設(shè)情境，布置任務(wù)

教師布置任務(wù)一：尋找合理的配料單，虛擬場(chǎng)景如下。

曉峰計(jì)劃在媽媽生日的時(shí)候?yàn)閶寢屪鰩椎啦?，并利用周末時(shí)間去超市采購(gòu)所需食材，那他需要購(gòu)買哪些配料呢？網(wǎng)上提供的菜譜中需要的配料各不相同，如何從眾多的配料單中選擇合理的配料單呢？

學(xué)生分組交流，并各自進(jìn)行操作。首先每組從教師提供的菜品中（如圖2）選擇一道自己喜歡的菜，然后訪問(wèn)“美食天下”網(wǎng)站，利用搜索功能獲取菜品的配料數(shù)據(jù)（如圖3），最后思考如何從眾多的配料單中幫助曉峰找到菜品的合理配料單。

三、問(wèn)題引領(lǐng)，建構(gòu)新知，實(shí)踐探究

教師講授數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程、技術(shù)以及原理，并引導(dǎo)學(xué)生利用提供的資源，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)逐步挖掘數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值，找到合理配料單。教師介紹數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程：采集—預(yù)處理—處理與分析—結(jié)果呈現(xiàn)，學(xué)生完成情境任務(wù)。

1.采集配料數(shù)據(jù)

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：如何將獲取的大量配料數(shù)據(jù)從網(wǎng)上采集到電腦本地呢？同時(shí)演示人工獲取數(shù)據(jù)過(guò)程，讓學(xué)生體會(huì)人工采集數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。接下來(lái)，教師通過(guò)微視頻教學(xué)，講解網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)技術(shù)以及它的工作原理。網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)是按照一定規(guī)則，自動(dòng)地提取并保存網(wǎng)頁(yè)中信息的程序，我們可以自己設(shè)計(jì)爬蟲(chóng)程序，也可以借助一些軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)爬取，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

學(xué)生小組基于教師的講授，了解采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)和工作原理，并利用“八爪魚(yú)采集器”教學(xué)視頻進(jìn)行自學(xué)探究，掌握爬取數(shù)據(jù)的方法，運(yùn)用爬蟲(chóng)技術(shù)從“美食天下”網(wǎng)站中采集大量的菜品配料數(shù)據(jù)到電腦本地，完成任務(wù)一。在此過(guò)程中，教師不斷巡視，參與各個(gè)小組的自學(xué)探究過(guò)程，及時(shí)介入，為學(xué)生提供支持與幫助。

2.預(yù)處理技術(shù)

教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)配料數(shù)據(jù)采集中存在的問(wèn)題，即出現(xiàn)了很多沒(méi)有意義的數(shù)據(jù)，思考這些無(wú)意義的數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)處理結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響。然后介紹預(yù)處理技術(shù)——對(duì)所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行審核、篩選、清理、排序等必要的處理，提高數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量。

教師布置任務(wù)二：利用Excel對(duì)配料數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，刪除無(wú)意義信息。

小組探究如何利用Excel基礎(chǔ)操作批量刪除數(shù)據(jù)，討論得出，利用“替換和查找”功能刪除配料數(shù)據(jù)中“原料”等無(wú)意義內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理。操作能力強(qiáng)的學(xué)生上臺(tái)給其他同學(xué)演示預(yù)處理過(guò)程。

3.處理與分析

教師基于預(yù)處理好的數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生思考，如何快速地從眾多配料中篩選出合理的配料，從而引出“出現(xiàn)頻次最高的配料數(shù)據(jù)”這一關(guān)鍵點(diǎn)。然后繼續(xù)讓學(xué)生思考如何尋找出現(xiàn)頻次比較高的配料數(shù)據(jù)，引出詞頻分析處理技術(shù)。

教師布置任務(wù)三：利用“文字云”平臺(tái)（如圖4）對(duì)配料數(shù)據(jù)進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)，基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果找到合理配料數(shù)據(jù)。

詞頻分析處理技術(shù)：對(duì)文本數(shù)據(jù)中重要詞匯出現(xiàn)的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，是文本挖掘的重要手段。它的基本原理是通過(guò)詞匯出現(xiàn)的頻次變化，來(lái)確定熱點(diǎn)及其變化趨勢(shì)。

學(xué)生運(yùn)用平臺(tái)對(duì)配料數(shù)據(jù)進(jìn)行詞頻分析，并展示小組的處理結(jié)果，基于結(jié)果對(duì)配料數(shù)據(jù)進(jìn)行初步篩選，找出菜品的最佳配料單，感受詞頻分析技術(shù)在數(shù)據(jù)處理上的優(yōu)勢(shì)。

4.呈現(xiàn)結(jié)果

教師布置任務(wù)四：利用“文字云”平臺(tái)對(duì)處理的結(jié)果進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，制作配料數(shù)據(jù)詞云圖（如圖5），并基于詞云圖找出合理的配料單。

詞云：對(duì)文本中出現(xiàn)頻次較高的“關(guān)鍵詞”予以視覺(jué)上的突出，從而過(guò)濾掉大量的文本信息。

四、展示交流，分享配料單

教師挑選幾組配料單詞云圖進(jìn)行展示，學(xué)生基于詞云圖確定小組所選菜品的合理配料單，交流數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程的體會(huì)和感受，為下一步利用配料單制作菜品進(jìn)行規(guī)劃。

教學(xué)特色與反思

首先，教師在把握本學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，了解其他學(xué)科相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，深入研究本課內(nèi)容與其他學(xué)科的相通之處，以此為出發(fā)點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。

“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新”是信息科技課程第四學(xué)段（7～9年級(jí)）的起始學(xué)習(xí)模塊，本節(jié)課教學(xué)為該模塊中“互聯(lián)網(wǎng)及其影響”這一部分內(nèi)容?！读x務(wù)教育勞動(dòng)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的課程內(nèi)容中設(shè)計(jì)了“烹飪與營(yíng)養(yǎng)”任務(wù)群，本節(jié)課結(jié)合勞動(dòng)課程第四學(xué)段（7～9年級(jí)）的課程要求、素質(zhì)表現(xiàn)和活動(dòng)建議，設(shè)計(jì)了“幫助曉峰尋找合理配料單”這個(gè)任務(wù)情境。

其次，注重培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)情境中解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生在任務(wù)情境中，根據(jù)任務(wù)需求應(yīng)用信息技術(shù)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行搜索、獲取、處理和篩選，通過(guò)挖掘數(shù)據(jù)，逐步發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值，找到合理配料單，完成任務(wù)，在掌握知識(shí)與技術(shù)的同時(shí)提高勞動(dòng)意識(shí)和烹飪技能。課程的實(shí)施提高了學(xué)生應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)解決真實(shí)情境問(wèn)題的能力，發(fā)展了學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)與技能，有助于培養(yǎng)其數(shù)字化勝任能力與社會(huì)責(zé)任。