《大數(shù)據(jù)技術基礎（第2版）》792-4（覃事剛）教案 第1課 大數(shù)據(jù)概述（一）

PAGE6PAGE6PAGE7PAGE7《大數(shù)據(jù)技術基礎》

教案課時分配表章序課程內(nèi)容課時備注1大數(shù)據(jù)概述42大數(shù)據(jù)處理平臺Hadoop43數(shù)據(jù)采集與預處理44數(shù)據(jù)存儲與管理45數(shù)據(jù)處理與分析66數(shù)據(jù)可視化47大數(shù)據(jù)思維與安全28城市空氣質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析實戰(zhàn)4合計32文旌課堂APP

課題大數(shù)據(jù)概述（一）課時2課時（90min）教學目標知識技能目標：（1） 理解大數(shù)據(jù)的概念和主要特征。（2）了解大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。（3）了解我國的大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略（4）理解大數(shù)據(jù)的處理流程思政育人目標： 深刻理解大數(shù)據(jù)作為國家基礎性戰(zhàn)略資源的重要意義，如推動經(jīng)濟發(fā)展、完善社會治理、提升政府服務和監(jiān)管能力等，進一步加強對信息化新階段和數(shù)字經(jīng)濟的認識，不斷提升自身的信息素養(yǎng)。教學重難點教學重點：大數(shù)據(jù)的概念和特征教學難點：大數(shù)據(jù)的處理流程教學方法案例分析法、問答法、討論法、講授法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設計第1節(jié)課：→→→傳授新知（18min）→課堂討論（10min）第2節(jié)課：→傳授新知（20min）→課堂互動（15min）→課堂小結(jié)（3min）→作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設計意圖第一節(jié)課考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進行簽到【學生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況新課預熱

（10min）【教師】自我介紹，與學生簡單互動，介紹課程內(nèi)容、考核標準等【學生】聆聽、互動【教師】利用多媒體課件展示大數(shù)據(jù)的廣泛應用，并和學生互動，詢問學生對于大數(shù)據(jù)的印象隨著信息技術的飛速發(fā)展和計算機教育的普及，社會對大數(shù)據(jù)的依賴越來越大，大數(shù)據(jù)應用也隨處可見，我們經(jīng)常使用的各類軟件都有大數(shù)據(jù)應用的痕跡，例如抖音，淘寶，微博，微信等等?！緦W生】聆聽、記錄、互動、理解通過老師自我介紹，與學生相互熟悉，并讓學生了解這門課的大致要求問題導入（5min）【教師】提出以下問題：你認為什么是大數(shù)據(jù)？它的優(yōu)缺點各是什么？【學生】思考、舉手回答【教師】通過學生的回答引入要講的知識通過問題導入的方法，引導學生主動思考，激發(fā)學生的學習興趣傳授新知

（18min）【教師】通過學生的回答引入要講的知識，介紹大數(shù)據(jù)的概念、特征和發(fā)展一、什么是大數(shù)據(jù)?【教師】通過多媒體展示數(shù)據(jù)的基本概念和對于生活的重要作用數(shù)據(jù)是用來記錄客觀事物或事件的符號，具體來說，是對客觀事物或事件的性質(zhì)、狀態(tài)及相互關系等信息進行記錄的物理符號。它是可識別的、抽象的符號（詳見教材）?【教師】提出問題：我們已經(jīng)知道了數(shù)據(jù)的概念，那么大數(shù)據(jù)是否只是數(shù)量較多的數(shù)據(jù)呢？如果不是，那你是怎么理解大數(shù)據(jù)呢？?【學生】思考、舉手回答?【教師】組織學生閱讀“家國情懷”中的內(nèi)容（詳見教材），并提問：通過閱讀上面的案例，你認為大數(shù)據(jù)對于現(xiàn)代社會具有哪些重要意義？?【學生】思考、舉手回答二、大數(shù)據(jù)的特征?【教師】提出以下問題：你知道大數(shù)據(jù)具有哪些特征嗎？?【學生】思考、舉手回答大數(shù)據(jù)的特征包括大數(shù)據(jù)具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（volume）、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（velocity）、多樣的數(shù)據(jù)類型（variety）和數(shù)據(jù)價值密度低（value）四大特征，簡稱4V。三、大數(shù)據(jù)的發(fā)展?【教師】展示與大數(shù)據(jù)發(fā)展相關的圖片大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面（1）大數(shù)據(jù)底層技術逐步成熟。（2）大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模平穩(wěn)增長。（3）數(shù)據(jù)合規(guī)要求日益嚴格。（4）大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略持續(xù)拓展。（詳見教材）【學生】聆聽、記錄、理解通過教師的講解和演示，互動以及案例，使學生了解大數(shù)據(jù)的概念、特征和發(fā)展課堂討論（10min）【教師】組織學生閱讀“青山綠水”中的案例（詳見教材），然后組織學生以小組為單位討論以下問題：這個案例體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)在什么領域的應用？你還知道哪些大數(shù)據(jù)的應用領域？【學生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表上臺發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學生一起評價各組的討論結(jié)果通過課堂討論，加深學生對大數(shù)據(jù)發(fā)展歷史的認識第二節(jié)課問題導入（5min）【教師】提出問題：你知道大數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的流程是怎樣的嗎？【學生】聆聽、思考、舉手回答通過問題導入，引導學生主動思考，激發(fā)學生的學習興趣傳授新知（20min）【教師】通過學生的回答引入新的知識，介紹大數(shù)據(jù)的處理流程一、數(shù)據(jù)采集與預處理由于大數(shù)據(jù)超大規(guī)模的體量，以及眾多用戶的頻繁操作訪問，使得僅使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法難以滿足業(yè)務需求，因此需要通過專門的采集方法對大數(shù)據(jù)進行采集。采集形式主要有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集（如提取網(wǎng)頁中的圖片、文本等）、系統(tǒng)日志采集（業(yè)務平臺每天都會產(chǎn)生大量的日志數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)采集（如關系型數(shù)據(jù)庫的接入）等，常用的工具有網(wǎng)絡爬蟲工具、Flume、Kafka、Sqoop等?！ㄔ斠娊滩模?【教師】提出以下問題：大數(shù)據(jù)在處理數(shù)據(jù)時，會先對數(shù)據(jù)進行預處理，這是為什么呢？?【學生】思考、舉手回答?【教師】對學生的回答進行總結(jié)想要獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，必須在數(shù)據(jù)準備階段提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，即對大數(shù)據(jù)進行預處理。數(shù)據(jù)預處理是指將雜亂無章的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相對單一且便于處理的結(jié)構(gòu)，或者去除沒有價值甚至可能對分析造成干擾的數(shù)據(jù)，從而為后期的數(shù)據(jù)分析奠定基礎。二、數(shù)據(jù)存儲與管理經(jīng)過預處理后的數(shù)據(jù)，被放到文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中進行存儲與管理。數(shù)據(jù)存儲與管理是指用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，并建立相應的數(shù)據(jù)庫，以便對數(shù)據(jù)進行管理和調(diào)用。目前，主要采用HDFS分布式文件系統(tǒng)、NoSQL數(shù)據(jù)庫（非關系型數(shù)據(jù)庫）、數(shù)據(jù)倉庫、云數(shù)據(jù)庫等來存儲和管理大數(shù)據(jù)。其中，常用的NoSQL數(shù)據(jù)庫包括HBase、Redis、Cassandra、MongoDB、Neo4j等。（詳見教材）?【教師】提出問題：你知道什么是分布式系統(tǒng)嗎？?【學生】聆聽、思考、舉手回答?【教師】對學生的回答進行總結(jié)分布式系統(tǒng)是由一組通過網(wǎng)絡進行通信，為了完成共同的任務而協(xié)調(diào)工作的計算機組成的系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)包括分布式計算和分布式存儲，作用是使用眾多計算機完成單個計算機無法完成的計算和存儲任務。其中，分布式存儲又包括分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫等。三數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)處理與分析是指通過各種算法從大量的數(shù)據(jù)中找出潛在的有用信息，并研究數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律和相互間的關系。數(shù)據(jù)處理與分析大多需要在大數(shù)據(jù)處理平臺上進行，借助分布式并行框架，通過結(jié)合一系列算法完成。常用的工具或技術有MapReduce、Spark、Storm、Hive、Pig、Flink、Impala、Mahout等。四、數(shù)據(jù)可視化?【教師】展示“數(shù)據(jù)可視化示意圖”，協(xié)助講解知識點數(shù)據(jù)可視化是指利用可視化手段對數(shù)據(jù)進行分析，并將分析結(jié)果用圖表或文字等形式展現(xiàn)出來，從而使讀者對數(shù)據(jù)的分布、發(fā)展趨勢、相關性和統(tǒng)計信息等一目了然。?【教師】提出問題：你知道常用的可視化工具有哪些？?【學生】聆聽、思考、舉手回答?【教師】總結(jié)學生的回答常用的數(shù)據(jù)可視化工具有Tableau、D3.js、GoogleChartAPI、ApacheECharts等。?【教師】提出任務舉例說明大數(shù)據(jù)平臺需要具備的能力。（以文檔形式提交到過文旌課堂APP或其他學習軟件）?【學生】聆聽要求、進行操作通過講授，提問，討論等教學方式，讓學生了解大數(shù)據(jù)的處理流程課堂互動（15min）【教師】組織學生以小組為單位搜集Tableau、D3.js、GoogleChartAPI、ApacheECharts等軟件的信息，然后討論以下問題：這些軟件的主要功能是什么？各自的優(yōu)缺點是什么？搜索軟件信息，小組討論，由小組代表上臺發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學生一起評價各組的討論結(jié)果通過課堂互動，使學生熟悉數(shù)據(jù)可視化軟件，為后面的學習打好基礎課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點本節(jié)課學習了大數(shù)據(jù)的概念和主要特征，了解大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，了解我國的大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略，理解大數(shù)據(jù)的處理流程和關鍵技術。希望大家在課下多復習，鞏固所學知識【學生】總結(jié)回顧知識點總結(jié)知識點，鞏固學生對大數(shù)據(jù)技術相關知識的印象作業(yè)布置

（2min）【教師】布置課后作業(yè)請根據(jù)課堂知識，完成本章節(jié)課后相關習題【學生】完