《八城市空气质量数据分析和可视化表达——数据的采集》教学设计
南京市聋人学校 董媛
一、 核心素养
1. 能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取和处理信息。（信息意识）
2. 通过评估并选用常见的数字化资源和工具，有效地管理学习过程和学习资源。（数字化学习与创新）
3. 掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造，助力终身学习能力的提高。（数字化学习与创新）
4. 能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全。（信息社会责任）
5. 对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责任的行动能力。（信息社会责任）
二、 内容要求
1. 通过典型的应用实例，了解数据采集的基本方法。
三、 学业要求
1. 了解数据采集的基本方法，能够利用软件工具或平台对数据进行整理。
四、 学习目标：
1. 知道excel软件的基本功能。
2. 知道工作薄、工作表、单元格、单元格区域的概念；知道excel工作薄的扩展名。
3. 能够将数据采集到excel中，并进行适当的整理。
4. 知道网络爬虫的主要功能和优势，对信息技术创新产生的新事物具有积极学习的态度。
5. 通过网络爬虫和反爬虫机制的分析，能够辩证地看待数据采集机制；理解数据保护的概念和意义；形成遵守信息法律法规，信守道德伦理；合理合法使用网络数据的意识。
五、 教学重难点
1. 重点：
（1）Excel的基本概念（工作薄、工作表、单元格、单元格区域、扩展名等）、数据的采集
（2）网络爬虫的功能
（3）合理、合法使用网络数据的意识与责任
2. 难点：
（1）网络爬虫对信息社会的两面性影响
六、教学环节
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环节 |
教师活动 |
学生活动 |
设计意图 |
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一、回顾项目进展 |
前几节课同学们依据项目主题“八城市空气质量数据分析和可视化表达”选定了南京、上海等八个城市，确定了空气质量的地域差异等研究问题，今天我们进行项目实施的第一步—数据采集。 |
生认真听讲 |
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二、数据采集——excel数据的置入 |
1.数据采集可以从数据在哪里？数据采集到哪里？用什么方法采集？三个问题来考虑。 (1) 数据在哪里？在真气网空气质量历史数据查询平台。 (2) 数据采集到哪里？ 师请生观看excel软件介绍视频。并依据视频回答以下两个问题。 Excel是一款什么软件？ Excel具有什么基本功能？ 依据回答讨论，确定数据可以采集到excel中。 师介绍工作薄、工作表的概念。 （3）用什么方法采集？ 师请生根据数据及操作经验，讨论方法。 通过复制数据可以将数据置入到excel中。 师请生分组将本组负责的两个城市数据采集到excel中。 2. 数据的整理 采集的数据存在标题过窄、数据不显示等问题，师引导生进行数据的整理，并请生保存工作薄。 |
生思考问题
生观看视频
生讨论回答
生认真听讲
生讨论
生上机操作
生上机操作 |
问题驱动，深入思考
能够从视频中提取有用信息
迁移学习经验
提供视频支架，辅助操作 自然融入单元格等概念 |
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三、数据采集——网络爬虫 |
通过复制数据的方式可以采集到数据，但是如果采集的数据量很大，应该如何做呢？ 师展示网络爬虫的定义。 网络爬虫是一种按照一定的规则自动浏览、检索网页信息的程序。网络爬虫能够自动请求网页，并将所需要的数据抓取下来。 师以爬取哔哩哔哩数据为例，展示爬虫过程。 师将复制数据与网络爬虫作为对比，体会网络爬虫在自动化、大规模采集数据、实时更新数据等方面的优势。 师展示爬取真气网数据的过程。 师请生观察结果（发现数据爬取不下来） 师引导生思考：为什么空气质量数据爬取不下来？（反爬虫）为什么要使用反爬虫？（保护数据） 师引导生进一步思考讨论：采集网络数据是否违反网络道德，甚至是违法？（具体情况具体分析） 师引导生进一步思考讨论：我们应该如何使用网络数据？（采集公开的数据、用于学习、公益等目的，不损害他人利益。） |
生思考
生认真学习
生观察演示
生对比讨论
生观察演示
生思考讨论
生思考讨论
生思考讨论 |
通过实际存在的问题引发思考
通过观看演示、分析对比感受网络爬虫的强大功能
引起认知冲突
问题驱动，引导思维层层深入
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四、本课小结 |
师生共同小结：
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生讨论总结 |
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板书设计 |
一、数据采集：从数据源获取数据的过程。 二、Excel：电子表格软件 工作簿、工作表、单元格、单元格区域 扩展名：.XLSX 三、网络爬虫：自动抓取网络数据的程序 四、合理合法的进行数据采集 |
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教学反思 |
本节课让学生了解了数据采集的基本方法，让学生将数据采集到EXCEL数据表中，大部分学生能够按照要求完成操作，但在整理数据的过程中，由于学生缺乏数据格式化经验，出现了各种小问题。 此外，带领学生观察了网络爬虫程序爬取数据的过程，在感受高效获取数据的同时，引导学生讨论数据安全问题，让学生对数据采集有辩证的认识。 |
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