數(shù)據(jù)與信息(教學(xué)設(shè)計)

---/17八、學(xué)習(xí)成果：“設(shè)計購買物品的最佳方案”可視化報告九、評價方案（-）評價時間線項目選題項目規(guī)劃探究活動項目實施成果交流活動評價項目選題項目規(guī)劃探究活動項目實施成果交流活動評價學(xué)習(xí)成果報告

項目學(xué)習(xí)活動

記錄表學(xué)習(xí)成果報告學(xué)習(xí)成果報告

項目學(xué)習(xí)活動

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項目學(xué)習(xí)活動

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項目學(xué)習(xí)活動

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項目學(xué)習(xí)活動

記錄表項目活動評價表

作品評價量規(guī)項目活動評價表

作品評價量規(guī)（二）評價工具評價方法/工具評價的過程和目標(biāo)項目范例報告用于整個活動，主要作用是為學(xué)生項目實施和作品制作提供示范和引領(lǐng)。（見附件1）項目學(xué)習(xí)活動記錄表用于整個學(xué)習(xí)活動，主要作用是指導(dǎo)學(xué)生開展項目學(xué)習(xí)活動，明確項目學(xué)習(xí)內(nèi)容，記錄學(xué)習(xí)過程及階段性成果。（見附件2）作品評價量規(guī)使用量規(guī)項目來幫助學(xué)生創(chuàng)作高品質(zhì)的作品，確保達到項目預(yù)期。同時用量規(guī)為同伴的作品提供反饋。教師使用量規(guī)來評價。（見附件3）項目活動評價表對整個項目學(xué)習(xí)過程中各環(huán)節(jié)，學(xué)科核心素養(yǎng)達成的情況進行評價。（見教科書附錄2）十、項目實施說明（一）關(guān)于課時分配建議課時分配如下：第1課時：范例展示、項目選題與項目規(guī)劃探究活動、項目實施活動1、活動2、活動3第2課時：探究活動、項目實施——活動4、活動5、活動6、活動7、活動8第3課時：成果交流、活動評價（二）關(guān)于項目范例本章教師通過“體驗慶祝國慶多媒體作品的數(shù)據(jù)與信息處理”項目范例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)與信息”。（三）關(guān)于項目選題圍繞本章項目學(xué)習(xí)活動的大主題“體驗慶祝國慶多媒體作品的數(shù)據(jù)與信息處理”，根據(jù)生活中常見的購買物品最佳方案，細化項目學(xué)習(xí)活動的主題，提供給學(xué)生開展學(xué)習(xí)。體驗慶祝國慶錄音作品的數(shù)據(jù)與信息處理；體驗慶祝國慶攝影作品的數(shù)據(jù)與信息處理；體驗慶祝國慶視頻作品的數(shù)據(jù)與信息處理；自擬。（四）關(guān)于探究活動“探究活動”對應(yīng)項目范例的主題，串聯(lián)知識點，學(xué)生在學(xué)習(xí)范例的同時自選項目主題結(jié)合范例學(xué)習(xí)，完成自選主題的項目探究活動。“探究活動”的設(shè)計，使得學(xué)生在做項目的過程中學(xué)習(xí)知識、建構(gòu)知識。教師提供記錄表單和學(xué)習(xí)資源對學(xué)生的自主探究給予幫助和支持，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。十一、附件附件1：項目范例可視化報告體驗慶祝國慶多媒體作品的數(shù)據(jù)與信息處理報告一、引言信息技術(shù)涵蓋了獲取、表示、傳輸、存儲和加工信息在內(nèi)的各種技術(shù)。自電子計算機問世以來，信息技術(shù)沿著以個人計算機為核心、到以互聯(lián)網(wǎng)為核心、再到以數(shù)據(jù)為核心的發(fā)展脈絡(luò)，深刻影響著社會的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式，加快了全球范圍內(nèi)的知識更新和技術(shù)創(chuàng)新。信息技術(shù)與社會的交互融合引發(fā)了數(shù)據(jù)量的迅速增長，數(shù)據(jù)對社會生產(chǎn)和人們生活的影響日益凸顯，并具有重要價值。二、體驗?zāi)康淖怨乓詠?，科學(xué)技術(shù)就以一種不可逆轉(zhuǎn)、不可抗拒的力量推動著人社會向前發(fā)展。紀(jì)錄片《創(chuàng)新中國》集中呈現(xiàn)了黨的十八大以來中國的發(fā)展成就，科技創(chuàng)新讓人民生活更為便捷讓企業(yè)發(fā)展更具活力，讓國家實力更加強大。2016年8月16日，世界首顆量子科學(xué)試驗衛(wèi)星墨子號發(fā)射升空；2016年9月25日，500米口徑球面射電望遠鏡——“中國天眼”正式落成啟用；2017年5月5日，裝配超過20個系統(tǒng)、數(shù)百萬個零件、攻克100多項核心關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)商用大飛機C919首飛成功……每一項成就背后的故事，都是巨大的歷史飛躍，創(chuàng)新科技鑄造的中國成為世界矚目的國度。黨的十九大讓全世界都再次聚焦到中國新時代的宏偉藍圖上來。國慶節(jié)快到了，學(xué)校百靈創(chuàng)意社團通過網(wǎng)絡(luò)、報紙和書籍進一步了解《創(chuàng)新中國》中介紹的偉大成就，并對獲得成就的數(shù)據(jù)和信息進行相應(yīng)的處理，創(chuàng)作慶祝國慶的多媒體作品。在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎(chǔ)上，描述數(shù)據(jù)與信息的特征，知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式。三、體驗內(nèi)容和步驟體驗內(nèi)容對數(shù)據(jù)與信息處理的體驗內(nèi)容包括如下三項內(nèi)容：（1）數(shù)據(jù)采集。（2）數(shù)據(jù)編碼。（3）信息呈現(xiàn)。體驗步驟（1）認(rèn)識數(shù)據(jù)，了解各種數(shù)據(jù)的記錄方式。（2）分析數(shù)據(jù)應(yīng)用實例。（3）比較模擬信號與數(shù)字信號。（4）開展模擬信號的數(shù)字化實驗活動。（5）列舉常見數(shù)據(jù)的編碼方式。（6）理解信息的定義，結(jié)合實際分析事例中的信息。四、體驗工具和方法利用思維導(dǎo)圖工具和“頭腦風(fēng)暴”的方法組建團隊、明確任務(wù)；采用多媒體處理軟件和模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換編碼方法，實施探究。五、體驗過程認(rèn)識數(shù)據(jù)，了解各種數(shù)據(jù)的記錄方式數(shù)據(jù)是現(xiàn)實世界客觀事物的符號記錄，是信息的載體，是計算機加工的對象。在計算機科學(xué)中，數(shù)據(jù)是對所有輸入到計算機并被計算機識別、存儲和處理的符號的總稱，是聯(lián)系現(xiàn)實世界和計算機世界的途徑。即現(xiàn)實世界的各種符號，包括圖形、圖像、視頻音頻、文本（文字、數(shù)字、數(shù)值、字符）等數(shù)值性和非數(shù)值性符號，都可以被計算機轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)，進行各種邏輯運算，處理成有意義的數(shù)據(jù)；然后再將計算機運算的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實世界的視、聽、觸等各種感覺的信息。數(shù)據(jù)記錄的形式是多樣的、可看的、可聽的、可感知的，如圖形、圖像、視頻、音頻、文本等。分析數(shù)據(jù)應(yīng)用實例在日常生活中，人們常使用符號來表達客觀事物。例如，180cm、70kg、36.5°C可以分別表示人體的身高、體重、體溫情況，200m2、600m3、120km/h可以分別表示物體的面積、體積、速度情況等。世界任何客觀事物在人腦中的反映（意識）離不開符號的表達和基于符號的邏輯推理。比較模擬信號與數(shù)字信號模擬信號是指用連續(xù)變化的物理量所表達的信息。其信號的幅度、頻率或相位隨時間作連續(xù)變化，如聲音信號、圖形信號等。模擬信號的波形可以是簡單的，也可以是復(fù)雜的。例如，由單一鋼琴定音器產(chǎn)生的聲波，就是簡單波形，僅僅包括一個單一頻率；人類或管風(fēng)琴的聲音產(chǎn)生的聲波，就是復(fù)雜波形，包含了許多不同頻率的組合。數(shù)字信號是離散時間信號的數(shù)字化表示。其信號的自變量、因變量都是離散的。例如，開關(guān)電路中輸出電壓和電流脈沖就是離散的信號。I（）0100110在計算機中，數(shù)字信號的大小常用有限位的二進制數(shù)表示。例如，字長為2位的二進制數(shù)可表示00、01、10和11共四種數(shù)字信號。開展模擬信號的數(shù)字化實驗活動慶祝國慶多媒體作品中講述了海軍燈語系統(tǒng)的發(fā)展故事。燈語是一種通信手段，用燈光一明一暗的間歇做出長短不同的信號來傳遞信息。在古代，燈語對人們之間的交流起到很大的幫助。隨著科技的發(fā)展，燈語已經(jīng)通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了燈光信號的自動發(fā)送、獲取和識別。實驗名稱：用手電筒傳遞信息。實驗?zāi)康模毫私鉄粽Z的使用場景，理解數(shù)據(jù)編碼的必要性。實驗步驟：a?兩人一組，一人控制手電筒開關(guān)，按照莫爾斯碼發(fā)送一組字母，另一人觀察手電筒發(fā)出的光信號，記錄數(shù)據(jù)，并使用莫爾斯碼譯出這組字母。b.雙方核對信息，多次重復(fù)實驗。c?通過分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)該方法傳遞信息的利弊，提出改進方法。d.設(shè)計一套自己的燈語，用“密碼”傳送信息。列舉常見數(shù)據(jù)的編碼方式在現(xiàn)代技術(shù)的信號處理中，數(shù)據(jù)基本上是通過編碼將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行存儲和傳輸，文字、圖像、聲音等類型的數(shù)據(jù)都可經(jīng)過編碼進行存儲和傳輸。常見的數(shù)據(jù)編碼方式包括文字編碼（ASCII碼和國標(biāo)碼GBK等）、圖像編碼、聲音編碼和視頻編碼等。理解信息的定義，結(jié)合實際分析事例中的信息信息是經(jīng)過加工處理的、具有意義的數(shù)據(jù)。信息是對客觀世界中各種事物的運動狀態(tài)和變化的反映，是客觀事物之間相互聯(lián)系和相互作用的表征。人們通過獲得、識別自然界和社會的不同信息來區(qū)別不同事物，得以認(rèn)識和改造世界。對物品的定價是一種信息，其表達形式為數(shù)字；照片中的人物數(shù)量和年代特色也是一種信息；聲音中傳達的內(nèi)容也是一種信息等。六、體驗成果1.數(shù)據(jù)無處不在，是人們認(rèn)識和理解現(xiàn)實世界客觀事物的重要資源互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時代，人們可以通過計算機和移動終端，隨時隨地獲取信息、了解社會。例如，《創(chuàng)新中國》系列紀(jì)錄片對收集的大量數(shù)據(jù)（包括圖形、圖像、視頻、音頻、文本）進行存儲、分析和挖掘后，以多媒體記錄新聞事件，滿足人們對信息直觀化、可視化的需求。數(shù)據(jù)不僅是信息的載體，也是人們提取信息，做出決策的重要依據(jù)，成為人們認(rèn)識和理解現(xiàn)實世界客觀事物的重要資源。2.數(shù)據(jù)是通過編碼將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行存儲和傳輸將現(xiàn)實世界的事物現(xiàn)象符號化、數(shù)據(jù)化，需要有一個理解、抽象、推理的過程，這個過程由計算機來完成。計算機將它們處理轉(zhuǎn)換成0和1組成的二進制編碼，進而采用基于二進制的算術(shù)運算和邏輯運算進行數(shù)字計算。數(shù)據(jù)基本上是通過編碼將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行存儲和傳輸，文字、圖像、聲音等類型的數(shù)據(jù)都可經(jīng)過編碼進行存儲和傳輸。程序設(shè)計，簡稱編程，也屬于編碼，是運用程序設(shè)計語言，實現(xiàn)人機交互，提高計算機應(yīng)用效率，為實現(xiàn)操作程序化要求所進行的編碼。有關(guān)程序設(shè)計的內(nèi)容將在后續(xù)章節(jié)中學(xué)習(xí)?？傊幋a是數(shù)據(jù)存儲及其表現(xiàn)的基礎(chǔ)，也是人們認(rèn)識世界的基礎(chǔ)。信息是經(jīng)過加工處理的、具有意義的數(shù)據(jù)，在人類社會活動中發(fā)揮著重要的作用在互聯(lián)網(wǎng)時代，數(shù)據(jù)正以越來越快的速度不斷增長。移動電話、社交媒體和用于醫(yī)療診斷的影像技術(shù)等新業(yè)務(wù)，每天都會產(chǎn)生大量的新數(shù)據(jù)。從這些數(shù)據(jù)中分析并提煉出有用的信息，將為人們的日常生活帶來便利，并對推進科技、生產(chǎn)和社會的發(fā)展有重大意義。信息是經(jīng)過加工處理的、具有意義的數(shù)據(jù)。信息是對客觀世界中各種事物的運動狀態(tài)和變化的反映，是客觀事物之間相互聯(lián)系和相互作用的表征。人們通過獲得、識別自然界和社會的不同信息來區(qū)別不同事物，得以認(rèn)識和改造世界。七、結(jié)語本章通過“多媒體作品的數(shù)據(jù)與信息處理”項目，進行自主、協(xié)作、探究學(xué)習(xí)，讓同學(xué)們在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎(chǔ)上，描述數(shù)據(jù)與信息的特征，知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式，從而將知識建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入運用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中，促進信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)達成，完成項目學(xué)習(xí)目標(biāo)。附件2：項目學(xué)習(xí)活動記錄表

第一章項目學(xué)習(xí)活動記錄表班級小組編號項目選題的目目項??長組項目規(guī)劃探究活動項目實施何機如飛颶大頻召？視紹191.介CC_年球第辱國升中得日一經(jīng)一已月一9一99年C9月說空看，航的后B-展頻中發(fā)視對戔MMK看你業(yè)。觀說事法紹請活數(shù)客。介菇生用達子中悝常使表例頻舫日們來的視茁在人號物合19出，符事M-CC舉中字觀顱戎1視形斗此二Jd?選哪于息多了關(guān)信zfk0Wh中呈星頻視一臥動X9音X9、像圖X9改圖X9字文X9

2.結(jié)合視頻中介紹C919的方法，請討論，如果要制作主題為“輝煌70載”的慶國慶多媒體作品，需要收集和呈現(xiàn)哪些數(shù)據(jù)？類型是否如果是，如何采集該數(shù)據(jù)？文本圖形圖像視頻音頻其他活動3（分析數(shù)據(jù)應(yīng)用實例）:分析兩個數(shù)據(jù)應(yīng)用實例，進一步理解數(shù)據(jù)的基本特征（語義性、分散性），并舉例體現(xiàn)數(shù)據(jù)特征（多樣性、感知性）的例子。1.數(shù)據(jù)一通過表格、數(shù)字、文字組合的形式，呈現(xiàn)“1978-2018年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民人均收入的比較”。數(shù)據(jù)而體現(xiàn)了數(shù)據(jù)具有什么特征？請選擇：（）語義性，語義是將數(shù)據(jù)符號解釋為客觀世界的事物。（）分散性，數(shù)據(jù)是分散的記錄，分別記錄不同客觀事物的運動狀態(tài)。2.數(shù)據(jù)二中通過四個方面的數(shù)據(jù)，向我們呈現(xiàn)中國如何逐步發(fā)展成為世界貿(mào)易大國。數(shù)據(jù)二體現(xiàn)了數(shù)據(jù)具有什么特征？請選擇：（）語義性，語義是將數(shù)據(jù)符號解釋為客觀世界的事物。（）分散性，數(shù)據(jù)是分散的記錄，分別記錄不同客觀事物的運動狀態(tài)。3.請以小組為單位，分享能夠體現(xiàn)數(shù)據(jù)的多樣性與感知性的例子。活動4（比較模擬信號和數(shù)字信號）：分析、比較模擬信號與數(shù)字信號的特點和異同。1.傳統(tǒng)有線電話、電臺廣播電視，是通過什么信號傳遞信息？2.現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)，是通過什么信號傳遞信息？3.10月1日國慶節(jié)，北京天安門將舉行盛大的閱兵儀式，你會選擇哪種方式，觀看閱兵儀式呢？

為什么？活動5（體驗?zāi)M信號的數(shù)字化實驗活動）：請一位同學(xué)上臺控制手電筒開關(guān)，按照莫爾斯密碼發(fā)送一組字母（如：CHINA）,其他同學(xué)觀察手電筒發(fā)出的光信號，記錄數(shù)據(jù)，并使用莫爾斯密碼譯出這組字母。1?通過分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)燈語這種方法傳遞信息有什么利弊？有沒有比燈語更便捷、安全的信息傳遞方法？2?莫爾斯碼為眾人所熟知，在傳遞過程中信息很容易被截取并破譯，如何設(shè)計只有你和同伴才能看懂的“密碼”，并用“密碼”傳遞信息？活動6（了解文字編碼的方式）：觀看微課《文字編碼》，探究“一維數(shù)據(jù)”（如：字母、漢字等）的編碼方式。1.ASCII碼采用7位二進制編碼，共表示多少個字符？2.英文字母A的ASCII碼為01000001，轉(zhuǎn)化為十進制（序號）后是多少？3.A公司設(shè)計一款數(shù)學(xué)公式編輯軟件，需要將50個常用的數(shù)學(xué)符號編碼成二進制，請問至少需要多少位來表示？4?如果將ASCII編碼表中的128個字符改為用八進制編碼，請問至少需要多少位來表示？活動7（了解圖像和聲音的編碼方式）：觀看微課《圖像編碼》和《聲音編碼》，探究“二維數(shù)據(jù)”（如：圖像、聲音等）的編碼方式，理解模擬信號數(shù)字化的三個步驟：抽樣一量化一編碼，并在記錄表中回答問題。1.如何減少聲音信號還原時的失真，提高聲音的保真度？2?有一幅24位的位圖圖像，像素為1024*800，試確定其數(shù)據(jù)文件的大小。3.若將上述圖像另存為256色位圖圖像，則文件大小為多大？4.模擬信號數(shù)字化的三個步驟依次是什么？活動8（分析信息應(yīng)用實例）：分析五個信息應(yīng)用實例分別體現(xiàn)了信息的什么特征，并在記錄表中填寫，理解信息的特征。案例一案例二案例三

案例四案例五附件3：作品評價量規(guī)項目及分值評分標(biāo)準(zhǔn)與分值得「分自評互評作品選題20準(zhǔn)確把握項目學(xué)習(xí)的意義和目的。5選題切合實際、符合科學(xué)。5選題有應(yīng)用價值、創(chuàng)新價值。