資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第1.4課《數據可視化呈現》教學設計
課題 數據可視化呈現 單元 第一單元 學科 信息科技 年級 八年級
核心素養目標 信息意識：能通過圖表分析溫度、設備等數據變化規律，理解數據對決策的價值，形成用數據解決問題的意識。計算思維：掌握折線圖、餅圖的適用場景，能針對環境數據設計可視化方案，編寫程序實現動態采集與圖表生成。數字化學習與創新：熟練調用傳感器指令，在仿真平臺調試程序，設計整合多參數的可視化儀表盤優化灌溉系統。信息社會責任： 理解設備在線率統計的運維責任，能分析異常數據的影響；討論農業監測數據的合理使用范圍與隱私保護邊界。
教學重點 根據數據特征和分析需求，選擇文字描述、表格或圖表等合適形式清晰呈現信息。
教學難點 在物聯網多源數據（溫/濕/光）場景中，匹配數據屬性與呈現方式，并整合信息形成有效結論。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 第1.4課 數據可視化呈現進一步優化簡易蔬菜灌溉物聯系統后，壯壯收集到的數據更多了，密密麻麻的數據讓他眼花繚亂、頭昏腦漲。小美提醒他可以將數據可視化，把數據轉化為直觀的圖形。想一想：數據可視化有什么好處呢？數據可視化可以幫助我們更快速地抓住數據的重點，發現數據中的規律和趨勢，從而做出更明智的決策。思考：數據可視化是什么？數據可視化是一種將數據信息以圖形、圖表、地圖等視覺形式呈現出來的技術或方法。它通過將復雜的數據集轉化為易于理解的視覺元素，幫助我們更直觀地理解數據背后的信息、規律和趨勢。數據可視化在商業分析中發揮重要作用，它能夠將復雜數據轉化為直觀圖表，幫助決策者快速洞察市場動態，制定精準有效的商業策略。數據可視化通過將數據轉化為圖形圖表，直觀展示數據，是數據分析和呈現的重要方法。播放視頻《數據可視化》 課程新知導入完成思考題。觀看教學視頻。 幫助學生理解為什么數據會不一致。通過問題導入引發學生思考。通過視頻吸引學生的注意力。
講授新課 新知講解：一、討論圖 1-4-1為傳感器采集到的溫度值記錄表，圖1-4-2為物聯網服務平臺自動生成的溫度值記錄曲線圖。說一說你從中分別獲得了什么信息，并和小伙伴討論這兩種呈現形式的特點，將討論結果記錄下來。從圖 1-4-2 可以看出：變化趨勢：溫度隨時間整體是上升還是下降（如上午逐漸升溫，下午降溫）。波動規律：溫度是否穩定或有劇烈波動（如中午12:00出現尖峰）。周期性：是否呈現重復規律（如每天同一時間溫度相近）。利用曲線圖和表格呈現數據的區別。二、馬上行動以小組為單位，觀察下列數據圖，討論并體會數據可視化的作用。三、討論1.在氣溫變化折線圖 1-4-3 中，哪天的最低氣溫最低？哪天的最高氣溫最高？最低溫是11月24日的最低溫度-1°。最高溫是11月21日的最高溫度21°。2.物聯網系統數據圖1-4-4展示了哪些信息？這些信息之間有什么聯系？物聯網系統數據圖1-4-4告訴我們三件主要的事情：總共有多少設備：大約900萬臺設備連接著。有多少設備在線和離線：約100萬臺設備現在在線，其他的則不在線。不同類型的設備占比：展示了各種類型設備的數量比例。這些信息幫助我們了解系統里有多少設備在工作，以及它們的類型。這很重要，因為它能讓我們知道系統的運行狀態，并確保一切正常。如果有些設備不正常工作或有警告，我們可以快速找到并解決問題。3.圖1-4-5是第54次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》中有關各類應用使用時段分布的統計圖，你從中發現了什么規律？如果你是一家餐飲店的負責人，這些信息對于你調整店面經營方案有何啟示？從圖1-4-5中我發現了一些規律：即時通信和網絡視頻在晚上使用最多。網上外賣和網絡支付在中午和晚上用餐時間使用最多。網絡視頻在下午和晚上使用較多。如果我是餐飲店的負責人，我會根據這些信息做以下調整：在中午12點和晚上6點推出優惠活動，吸引顧客。提供外賣服務，滿足那些喜歡在網上訂餐的人。利用即時通信工具，在晚上8點到10點進行宣傳，讓更多人知道我們的餐廳。四、思考數據可視化除了可以將枯燥、乏味的數據轉化為直觀的圖像，方便人們理解，還有哪些作用呢？數據分析與處理發現規律和趨勢：通過圖表，我們可以很容易看到數據中的模式和變化趨勢。幫助做決定：清晰的圖表可以幫助人們更快地做出正確選擇，比如商家根據銷售情況調整商品種類。促進交流：圖像比文字更容易分享信息，幫助團隊成員更好地溝通。記得更牢：相比純數字，圖形化的信息更容易記住。揭示關系：顯示不同事物之間的聯系，例如氣溫與冰淇淋銷量的關系。五、討論壯壯搭建的簡易蔬菜灌溉物聯系統已經收集到了不少有關豆角生長的環境數據，包括溫度值、土壤濕度值、光照強度等。這些數據用哪種可視化形式更適合？為什么？根據討論結果將表1-4-1補充完整。六、小貼士常見的可視化方式有以下幾種：1.趨勢可視化。常見的趨勢可視化形式包括折線圖、柱形圖等。通常用于描繪數據隨時間的變化趨勢，可以直觀地看出數據的上升或下降，從而預測未來的數據走向。2.比例可視化。常見的比例可視化形式包括餅圖、環形圖等。通常用于顯示不同部分所占整體的比例關系，可以快速比較不同部分之間的相對大小。3.分布可視化。通常用于展示數據的分布規律，可通過散點圖來實現。將散點圖與地圖相結合，可以用來查詢數據在地理位置上的分布情況，比如在地圖上查找共享自行車的位置。七、做中學體驗物聯網服務平臺的數據可視化功能。1.將主控板連接到計算機上，打開編程軟件。2.編寫程序。（1）獲取溫度值并顯示在 OLED 屏上。①如圖 1-4-6 所示，加載擴展庫指令，依次選擇“添加”“傳感器”“溫濕度傳感器”。②由于 OLED 屏顯示的是字符串類型的數據，而溫度是數字類型的數據，因此需要用“轉為文本”指令將溫度值轉為字符串。選擇“轉為文本”指令，與需要轉換的數據進行組合，如圖。③為直觀地看到 OLED 屏上顯示的是溫度值，可以在數值前面加上文字說明“當前溫度值：”，并與②的程序整合（見圖1-4-7 ）。程序運行后，OLED 屏上顯示傳感器當前獲取到的溫度值。（2）繪制溫度圖表。①從“數學”指令庫中選出指令，并將文本“line1”改為“溫度采集”，如 。（2）繪制溫度圖表。①從“數學”指令庫中選出 指令，并將文本“line1”改為“溫度采集”，如 。②從“數學”指令庫中選出指令 ，并將打印“隨機小數”改為打印“溫度”，如 。③當按鍵A被按下時，將溫度數據重復打印到繪圖區，同時 OLED 屏顯示溫度值，直到按鍵B被按下，停止打印數據。示例代碼如圖1-4-8所示。④刷入程序，在仿真區單擊“繪圖”，切換到繪圖模式，如圖1-4-9所示。⑤按下A按鍵，平臺開始繪制溫度值變化曲線圖（見圖1-4-10 ），按下B按鍵則停止繪制。六、馬上行動從物聯網服務平臺選擇其他主題的數據文件，體驗用程序實現比例可視化、分布可視化等其他效果，并對比這些程序指令，將它們的共同點和不同，點分別記錄下來。七、討論回顧日常生活，你還知道哪些數據可視化的應用場景？在未來，你希望哪些場景能運用上數據可視化？和老師、同學們交流討論，并把你對數據可視化的未來應用場景的設想記錄到表1-4-2里。八、任務拓展還有什么因素可能會影響豆角的正常生長呢？請利用簡易蔬菜灌溉物聯系統收集到的數據，運用可視化方式探究影響豆角生長的因素，并設計一個系統優化方案，為反饋與控制提供參考。影響因素分析：豆角生長可能受土壤濕度、溫度、光照及土壤pH值影響。通過物聯網系統收集數據后，用折線圖對比濕度與生長速度，柱狀圖顯示溫度波動，熱力圖呈現光照分布，散點圖分析pH值與葉片狀態的關系。優化方案：智能灌溉：系統根據實時濕度自動調節水量，保持土壤濕潤但不過澇。異常警報：溫度或pH超標時，手機APP彈出提示并建議調整（如遮陽/施肥）。數據看板：用儀表盤綜合顯示各參數，紅綠燈標識健康狀態，輔助人工干預。拓展延伸：數據可視化實踐指南通勤時間軌跡分析：動態地圖標記各路段耗時，紅色區塊提示擁堵熱點，優化上學路線規劃。運動負荷時段監測：手環數據生成熱力圖，對比不同時段運動強度，標注合理鍛煉區間。消費占比環形圖：分類統計月度支出，外圈標注超支項目的節省策略彈窗。學科效率對比圖：柱狀圖橫向對比作業時長，異常值自動關聯錯題率數據找關聯。教室環境監測儀表：整合溫濕度、CO 濃度數據，指針偏移閾值時觸發通風提醒。閱讀偏好關聯網絡：借閱記錄生成關鍵詞節點，連線展示書籍類型交叉推薦邏輯。 討論兩種利用曲線圖和表格呈現數據的區別。觀察數據圖回答問題。思考并寫出你覺得數據可視化還有什么好處。討論還可以使用什么數據可視化豐富。說一說各種表達方式的優缺點。體驗物聯網服務平臺的數據可視化功能。完成練習。和同學討論問題。完成拓展任務。了解常用的數據可視化方法。 引導學生討論問題，引入課程內容。培養學生的觀察力和數據分析能力。培養學生對技術應用的思考能力。培養學生解決問題的能力。幫助學生了解表達方式的選擇方法。培養學生的動手能力。鞏固所學知識。培養學生的技術想象力。通過學生應用本課知識的能力。拓展學生的知識點。
課堂小結 數據呈現可視化1.掌握數據可視化表達的作用2.完成可視化表達方式選擇3.學習物聯網數據可視化表達4.完成課堂練習5.進行知識拓展 總結回顧 對本節課內容進行總結概括。
課后作業 根據本課內容，完成一個實驗數據的可視化。學完本節課，掌握數據可視化的基本方法。完成PPT42-43頁的練習題。 布置作業 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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