数据可以说话

李秀梅 曹恒来

学习内容分析

《公式与函数》是江苏凤凰科学技术出版社出版的初中信息技术七年级第3章第2节《数据处理与统计》“表格的基本功能”中的内容。在日常学习、工作、生活中，數据处理与统计是最基本也是最常用的一种信息加工类型。学生借助表格对数据进行处理，可以得到更有价值的信息，从而更好地指导并服务于学习和生活。本节课学习的公式和函数，是WPS表格进行计算的有效工具，也是数据加工的重点，同时也为进一步进行数据的挖掘和分析奠定基础。

学习者分析

本课的学习对象是七年级的学生，他们通过前面的学习，已经了解数据收集的方法，认识了WPS表格的界面组成，掌握了工作表中数据的编辑方法，能根据需要规划工作表，也知道使用表格来组织数据。七年级学生好奇心强，有探索新知的欲望，也有一定的操作基础，但他们缺乏归纳总结的能力，也缺乏解决问题的整体意识，需要教师引导他们进行科学的思考，学会根据需求利用信息技术手段来分析并解决问题，从而形成解决类似问题的方法和思路。

学习目标

知识与技能目标：掌握公式的编辑和使用，学会使用常用函数进行数据运算。

过程与方法目标：经历运用计算思维解决问题的一般过程，学会对所要解决的问题进行分析，抽象出解决问题的数学模型，能逻辑化组织数据，并实现数据的自动化处理。

情感态度与价值观目标：能尝试用计算思维解决问题，学会用数据指导自己的学习和生活。

教学重点、难点

重点：数据模型的抽象;表格中公式、函数的自动化实现。

难点：数据的逻辑化组织。

教学过程

1.创设情境，引入课题

游戏：线索竞猜，根据提供的文字线索，猜一人物。（巴菲特）

学生通过游戏竞猜，在了解巴菲特的基础上，进一步意识到要让自己的资产稳定增值，就要学会科学地分析数据，合理地理财，进而引入课题。

设计意图：以“线索竞猜”游戏引入课题，不仅可以激起学生的好奇心，还可以激发学生的理财意识，从而将学生变为问题需求的主体，为他们创设真正的问题解决情境。

2.探究实践，理解计算思维

师：要让资产增值，有很多方式，投资股票就是其中之一，当前对股票感兴趣的人也越来越多。那么，如何选择一支具有投资前景的股票呢？

（1）分解问题

活动1：明确股票投资的两个重要指标。

①投资股票的目的是什么？

②投资股票一定能使资产增值吗？

小结：判定股票是否值得投资的角度很多，其中有两个重要指标：收益和风险。

设计意图：作为最重要的计算思维原则之一，关注点分离法是处理复杂问题的一种普适系统方法和原则。教师在教学中采用关注点分离方法，就是将复杂问题做合理的分解，控制问题的复杂性，提高可理解性，再分别仔细研究问题的不同侧面。这里运用关注点分离法将“如何选择一支具有投资前景的股票”的问题分解成两个能够用计算机解决的子问题——计算收益和风险。同时，以股票作为载体，还可以帮助学生获得一些简单的金融知识，建立正确的理财观念和基本的风险意识。

（2）建构模型

活动2：认识收益和风险。

①对比分析，建构“收益”模型。

计算横店影视和浦发银行两支股票的净利润，通过对比分析得出收益率的计算方法（如表1）。

假设未来一段时间内股价的变动趋势和过去一段时间相同，通常情况下，就把过去这段时间内每天收益率的平均值，作为预期的收益。

预期收益=_____________

②分析右上图，建构“风险”模型。

师：你们觉得哪支股票风险小？为什么？风险是指一定时期内每天收益率变动的幅度。数学中用方差来衡量一组数据的波动大小，由此，可以用每天收益率的方差判定购买某支股票的风险，方差越小越稳定，风险也越小。

估计风险=_______________

设计意图：借助问题引导学生思考如何计算每天的收益率，通过对当前问题进行分析、推论、综合、概括，从而建构出计算预期收益和估计风险的数学模型。建立了数学模型，可以帮助学生厘清数据间的关系，为进一步用公式和函数解决问题做好铺垫。

（3）逻辑化组织数据

师：要创建表格来分析某支股票过去的数据，进而计算它的收益和风险。可以根据建构好的数学模型，确定需要收集的数据。

活动3：创建股票收益率表格。

①选择分析的股票名称：   _____________。

②分析并确定表格中需要的字段（如表2）。

③下载并整理数据。

设计意图：首先引导学生思考需要收集哪些数据，学生尝试初步建立表格。建立表格的过程就是逻辑化组织数据的过程，其目的就是将实际问题转化成能进一步处理的结构化组织形式，有助于学生利用电子表格解決问题。表格的每个字段是对实际数据的抽象，现实世界中的问题经过抽象处理后得到“一个可以在计算机上运行的以抽象符号表示的系统”。

（4）自动化计算

打开整理好的股票数据表格。学生根据之前的分析，先用公式计算每天的收益率，再利用平均值函数求预期收益，最后利用方差函数求风险。

活动4：自动化计算。

股票名： _____________收益： _____________ 风险： _____________

①利用公式计算每天收益率。

A.输入“=（C2-B2）/B2”完成第一天收益率的计算。

小结：公式是对工作表中数据进行计算的式子。

B.拖动D2单元格右下角的实心加号填充柄，完成每一天收益率的计算。

分析对比，并选择VAR函数完成方差的计算。

设计意图：自动化计算环节的重点是利用公式和函数进行计算，在经历自动化计算的过程中，体会自动化计算的优势。至此，借助计算股票的收益和风险这一问题实现了建构模型、逻辑化组织数据和自动化计算这样一个基于计算思维的思考过程，引导学生能够像信息技术专家那样分析、解决问题，而不仅仅是学会简单的操作技能。

3.拓展实践，应用计算思维

师：刚才我们解决了“分析股票投资前景”的问题，一起经历了分解问题、建构模型、逻辑化组织数据、自动化计算这样一个借助表格解决问题的过程。这样的思路不仅可以解决金融问题，还可以解决生活中的其他问题，如分析赖以生存的空气质量情况等。

活动5：分析盐城市3月份空气质量状况。

影响空气质量的因素很多，AQI指数是衡量空气质量的重要指标，其数值越大说明空气污染状况越严重，对人体健康的危害也就越大。

（1）分解问题

问题：盐城市与周边城市3月AQI的比较。

盐城市2018年3月与2017年3月AQI的比较。

其他 _____________  。

（2）建构模型

每月AQI=_____________

（3）逻辑化组织数据

①分析需要收集的数据，确定工作表字段。

②创建“盐城空气质量状况”工作表，并在线收集相关数据（如表3、表4）。

（4）自动化计算

利用AVERAGE函数计算出每月AQI指数的平均值。

设计意图：解决“盐城市3月份空气质量状况”问题的过程是计算思维的推广，同样经历了分解问题、逻辑化组织数据、建构模型、自动化计算这样一个计算思维的思考过程。师生通过计算得出AQI的平均值，再通过比较AQI平均值来了解该市的空气质量状况，进而教师提出要关注环境。

（5）展示并阐述数据分析报告（如上页表5）

设计意图：“数据分析报告”是一个半成品输出支架，可以帮助学生分析和理解需要解决的问题。学生在“数据分析报告”的引导下，再次经历运用计算思维解决问题的过程，加深对计算思维中关键问题的理解。同时，教师鼓励学生对数据进行多角度的加工与分析，体现了多元化的思想，从而能得出更多、更有价值的信息。

4.知识梳理，总结提升

师：通过今天这节课的学习，我们能使用公式和函数对数据进行简单的计算，知道了借助表格解决问题的一般过程。这样的思路不仅可以让生活中许多问题化繁为简，还可以让生活中的数据说话，从而更好地服务于我们的学习和生活。

设计意图：教师画龙点睛、提纲挈领地将本节课所学的内容加以简明、扼要的概括，便于学生抓住教学内容的重点，将所学的知识系统化，并能在头脑中构建出一定的知识结构。教师再次强调数据可以说话，鼓励学生将计算思维运用到现实生活中，从而更有效地服务于生活和问题解决。

点  评

计算思维是一个当前颇受关注的信息技术学科核心概念，专家们也提出了系列的关于计算思维的观点和方法，这些观点和方法有助于人们更加深刻地理解计算的本质和计算机求解问题的核心。同时，越来越多的研究者和教学者开始关注如何在教学中培养学生的计算思维，并将其视为信息技术课程的内在价值。

以往关于计算思维的教学研究多数围绕算法与程序设计的内容展开，事实上，软件应用类教学内容中同样蕴含着大量计算思维的元素。然而，软件应用与程序设计等内容有着很大差异，以往的研究较难支持软件应用教学中计算思维的培养。2011年，国际教育技术协会（ISTE）和计算机科学教师协会（CSTA）提出了计算思维的操作性定义，将计算思维界定为问题解决的过程，从而为软件应用类内容的教学设计提供了依据。

这节课就是基于问题解决的思想，通过分解问题、建构模型、逻辑化组织数据、自动化计算、推广这一过程，初步尝试了基于计算思维的软件应用教学。课堂围绕“如何选择一支具有投资前景的股票”这一理财问题展开教学。首先，教师利用计算思维中关注点分离法将这个问题分解成两个能够用计算机解决的子问题——计算收益和风险，通过分析得出每天收益率的计算公式，进一步建构出计算预期收益和估计风险的数学模型;其次，根据数学模型，教师引导学生思考“计算每天收益率需要收集哪些数据”，进而尝试建立表格，建立表格的过程就是逻辑化组织数据的过程，表格的每个字段是对实际数据的抽象，现实中的问题经过抽象处理后得到“一个可以在计算机上运行的以抽象符号表示的系统”。在利用公式计算每天收益率的过程中，体会自动化计算的优势，最后通过函数计算出该股票的预期收益和估计风险。“分析盐城市3月份空气质量状况”的解决过程是计算思维的推广过程，教师通过计算得出AQI的平均值，再通过比较AQI的平均值来了解该市的空气质量状况，这样的教学思路，改变了学生“想不到”以及“如何”利用表格来解决问题的现状，并努力摆脱软件应用教学中单纯技能操作的局限，从思维层面提升学生利用信息技术解决问题的能力。