POI數(shù)據(jù)的組織與應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)高中信息技術(shù)新浙教版選修1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、POI數(shù)據(jù)的組織與應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)課程 標(biāo)準(zhǔn) 和 教學(xué) 目標(biāo)POI數(shù)據(jù)的組織與應(yīng)用教材內(nèi)容：P0I數(shù)據(jù)的組織與應(yīng)用適應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)：1.3結(jié)合生活實(shí)際，理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念，認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在解決問(wèn)題過(guò)程中的重要作用。教學(xué)目標(biāo)：提供相關(guān)軟件，指導(dǎo)學(xué)生熟悉P0I數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。結(jié)合大數(shù)據(jù)操作的相關(guān)理念，引領(lǐng)學(xué)生能用專業(yè)的視角分 析P0I數(shù)據(jù)處理中用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。啟發(fā)學(xué)生根據(jù)已有生活經(jīng)驗(yàn)，設(shè)想能夠應(yīng)用P0I數(shù)據(jù)開(kāi)展 各種社會(huì)活動(dòng)的案例并對(duì)活動(dòng)的可行性進(jìn)行分析、評(píng)估。指向的核心素養(yǎng)：信息意識(shí)：有目的獲取信息， 樂(lè)于提供。本節(jié)課重視學(xué)生通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)“感知P0I數(shù)據(jù)”，有意識(shí)地 獲取與P0I數(shù)據(jù)相關(guān)的信息；并 根據(jù)

2、專業(yè)知識(shí)的需求，主動(dòng) 與大數(shù)據(jù)組織與管理相關(guān)的資 料。計(jì)算思維：用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)數(shù) 據(jù)的邏輯關(guān)系。在前面的學(xué)習(xí)中， 學(xué)生已逐步樹(shù)立起用常見(jiàn)數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)表達(dá)數(shù)據(jù)的方式。在本節(jié)課的 學(xué)習(xí)中，學(xué)生以更高級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)來(lái)組織和管理數(shù)據(jù)，且以更先 進(jìn)的算法來(lái)處理數(shù)據(jù)；本節(jié)課所 涉及的知識(shí)難度雖然有點(diǎn)大，但 會(huì)以合理的方式落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：運(yùn)用數(shù)字 化工具建構(gòu)知識(shí)。本節(jié)課的內(nèi)容 可以認(rèn)定是“從現(xiàn)象到本質(zhì)”的 探究，P0I數(shù)據(jù)在日常生活中雖然 隨處可見(jiàn)，但其蘊(yùn)含的強(qiáng)大知識(shí) 背景還需我們深入學(xué)習(xí)才能了 解，學(xué)生在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，將 充分發(fā)揮數(shù)字化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，衍 生出自己新的想法并嘗試實(shí)踐。信息社會(huì)責(zé)

3、任：能夠分析數(shù)據(jù) 與社會(huì)各領(lǐng)域間的關(guān)系；對(duì)信息 技術(shù)創(chuàng)新所產(chǎn)生的新觀念和新事 物，具有積極學(xué)習(xí)的態(tài)度。源于 生活的教學(xué)背景，隨著知識(shí)的逐 步鋪開(kāi)，最后回歸事實(shí)的解決方法形成與創(chuàng)新。本節(jié)課學(xué)生將體 會(huì)到數(shù)據(jù)、技術(shù)與社會(huì)的密切聯(lián) 系，并在下一節(jié)課的工程挑戰(zhàn)中 得到充分發(fā)揮。學(xué)習(xí)環(huán)境：有教學(xué)控制軟件的多媒體機(jī)房，python編程環(huán)境。建議課時(shí)：1課時(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)意圖情境導(dǎo)入導(dǎo)入1：翻開(kāi)某共享單車信息平臺(tái)，了解該共享單車在本市區(qū)的服務(wù)點(diǎn) 設(shè)置情況，思考這些服務(wù)點(diǎn)的設(shè)置與該區(qū)域的公民生活狀況有無(wú)必然聯(lián) 系？。導(dǎo)入2：選擇文件夾“北京地鐵”中的plotvisualization, py文件

4、(需要提前安裝好相應(yīng)庫(kù))，以指定經(jīng)緯度(以北京地鐵的四惠東站)的興趣點(diǎn)為中心，顯示對(duì)應(yīng)的網(wǎng)頁(yè)文件，滾動(dòng)鼠標(biāo)滑輪對(duì)地圖放大或者縮小,感知P0I數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。卜圾濟(jì)貿(mào)易區(qū)里校一Q東區(qū)國(guó)際物業(yè)住邦二忌8街新城市廣場(chǎng)O艮城怠醫(yī)院o;京 SKP0GBD公共外殳 文化交流中心-東怛總二明-晨益d美松高爾夫 俱樂(lè)部程驟店0 -俏&也麗型園一 _北京東站。易構(gòu)空間目子海西里q O族槽大度運(yùn)通而。四患長(zhǎng)途汽車站1四惠O艮便店新忖教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)三里屯一中(百子園校區(qū))沿海賓洛城OO金海商言中心克園藝術(shù)中大郎亭百子灣遇-Data 長(zhǎng)地萬(wàn)方北京疝務(wù)2FJi- U橋架聲恍耳，- iHSi h I / /海會(huì)1” ，北京華聲

5、天橋c 民俗文化園區(qū)u北放 Xf感知 P0I數(shù) 據(jù)的特 點(diǎn)以及 在不同 應(yīng)用中 的存在 形式， 為下一 步揭開(kāi) P0I數(shù) 據(jù)的真 面目奠 定基 礎(chǔ)。高岑廣渠路學(xué)習(xí)任務(wù)：P0I數(shù)據(jù)的組織與表示通過(guò)回 顧必修 1中的 “數(shù)據(jù) 處理與 應(yīng)用” 大數(shù)據(jù) 處理相 關(guān)知 識(shí)，了 解大數(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)：P0I數(shù)據(jù)的組織與表示知識(shí)講解結(jié)合已獲取到的P0I信息，分解其包含的數(shù)據(jù)內(nèi)容。帶著學(xué)生一起回顧大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算的基礎(chǔ)框架思想(Hadoop與 MapReduce相關(guān)知識(shí))，映射至P0I數(shù)據(jù)組織管理的大致形式。學(xué)生回顧、 討論，教師總結(jié)：數(shù)組查找的優(yōu)勢(shì)是有序時(shí)二分查找時(shí)間復(fù)雜度0(Log2fi), 但插入時(shí)間復(fù)雜度0

6、(n)；鏈表插入時(shí)間復(fù)雜度0(1),但查找時(shí)間復(fù)雜度 0(n) o據(jù)處理 的基本 思想與 架構(gòu)， 使學(xué)生更容易 理解 POI數(shù) 據(jù)的組 織和表Zp O自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)結(jié)合書本內(nèi)容與教師提供的學(xué)習(xí)資料，學(xué)生自學(xué)并簡(jiǎn)要了解空間索引 技術(shù)、GeoHash算法等內(nèi)容。教師隨時(shí)做好輔導(dǎo)答疑的工作。簡(jiǎn)要了 解相關(guān) 技術(shù)核 心內(nèi) 容，為 問(wèn)題討 論環(huán)節(jié) 實(shí)施開(kāi) 放性的 思考積 聚靈 感。問(wèn)題與討 論教師布置討論任務(wù)：以查詢自己所處位置50米范圍內(nèi)的P0I數(shù)據(jù)為例， 試著討論引入空間索引技術(shù)的必要性。作為本 節(jié)課落 實(shí)知識(shí) 的最重 要載 體，此 環(huán)節(jié)的 問(wèn)題與 討論維 系著從 簡(jiǎn)單思 考到思 維迭代 并完成

7、方案優(yōu)化的自 然遞 進(jìn)。拓展學(xué)習(xí)GeoHash算法的主要思想是什么？課堂小結(jié)知識(shí)梳理：P0I數(shù)據(jù)的概念；P0I數(shù)據(jù)的組織與表示；P0I數(shù)據(jù)處理中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析。幫助學(xué) 生整理 知識(shí)作業(yè)布置可以進(jìn)一步了解空間索引技術(shù)中用到的高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)信息；另外思考 并預(yù)習(xí)下一節(jié)課的工程挑戰(zhàn)（“模擬創(chuàng)業(yè)”）的實(shí)施框架。為下階段的學(xué)習(xí) 提供努力的方向。課后作 業(yè)是課 堂學(xué)習(xí) 的延伸， 是鞏固 和升華 知識(shí)點(diǎn) 的有效 途徑。教學(xué) 設(shè)計(jì) 思路作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)局部的最后“點(diǎn)睛之作”，其“不可逾越”的專業(yè)負(fù)擔(dān)成為了課堂教學(xué)難以突 破的障礙，如何讓學(xué)生顛起腳尖就能觸碰技術(shù)前沿的新事物，教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)將更多地考慮如下幾方

8、面內(nèi)容：L找準(zhǔn)本節(jié)課的定位。高端的專業(yè)知識(shí)僅憑學(xué)生目前所掌握的算法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú) 法駕馭，因此，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)定位在科普、開(kāi)拓視野上；力求知識(shí)廣度上的涉獵，再求專業(yè) 上的更大突破。2做好知識(shí)上的銜接過(guò)渡。本節(jié)課的知識(shí)內(nèi)容除了簡(jiǎn)單的科普知識(shí)，還牽涉到更多的專業(yè)數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)和算法知識(shí)。教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了密切結(jié)合必修1第四章有關(guān)數(shù)據(jù)的組織和處理的內(nèi)容， 使之成為學(xué)生從追求知識(shí)廣度到專業(yè)深度的學(xué)習(xí)橋梁。3.實(shí)現(xiàn)迭代思維的牽引。在本章第1課時(shí)“實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的組織”中，讓學(xué)生領(lǐng)略融 會(huì)貫通地選用合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去解決問(wèn)題，甚至能創(chuàng)造性地改進(jìn)既有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，最終能 用迭代的思想去看待數(shù)據(jù)結(jié)

9、構(gòu)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)。本節(jié)課安排了問(wèn)題與討論環(huán)節(jié)，在空 間索引技術(shù)必要性的討論過(guò)程中，讓迭代的思想更加深入人心。針對(duì) 核心 素養(yǎng) 培養(yǎng)的 設(shè)計(jì) 考慮本課既是本書收官之作，又是促成學(xué)生開(kāi)展新的學(xué)習(xí)與思考的開(kāi)篇之作。如果說(shuō)本模塊中前 面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)局部的學(xué)習(xí)是“微觀”世界的碎片化探秘，那么本課就是希望學(xué)生能站在更高的“宏 觀”層面（電商平臺(tái)信息查詢系統(tǒng)）去系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)，全面地內(nèi)化那些具體的數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)，并能融會(huì)貫通地選用合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去解決問(wèn)題，甚至能創(chuàng)造性地改進(jìn)既有的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)和算法，最終能用迭代的思想去看待數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)。同時(shí)，激發(fā)學(xué)生 進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)的興趣。建議本課采用工程學(xué)習(xí)方式進(jìn)行， 可選擇電商平臺(tái)查詢服務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)