教学案例：必修1《数据与计算机》上海科学教学教育出版社
第二单元 项目四：认识智能停车场中的数据处理
------体验数据处理的方法与工具
实习教师：陈献镔 指导老师：周成
【课标要求】
根据任务需要，选用适当的软件工具或平台处理数据，完成分析报告，理解对数据进行保护的意义。
【教学目标】
了解数据采集的常用方法和工具
了解数据的组织和存储方式
掌握使用电子表格软件中的函数和公式进行数据计算的方法，以及使用数据排序、筛选、数据透视表分析数据的方法
能够针对实际问题，分析数据需求，采集和存储数据，并使用恰当的表格数据加工方法处理数据
【重点与难点】
教学重点： 数据的采集工具及方法，数据的组织和存储，表格数据的加工方法
教学难点： 关系型数据库，数据透视表
【核心教学内容】
1、使用电子表格软件中的函数和公式进行数据计算的方法
2、使用数据排序、筛选、数据透视表分析数据的方法
【学情分析】
学生通过之前的学习能够认识到数据在信息社会的价值，也了解了数据处理的一般过程，但是对数据处理的工具和方法还不了解，本项目选择了一个贴近生活的数据处理应用实例一一智能停车场，帮助学生体验数据处理的方法与工具，提升学生的数据处理与应用的意识和信息社会责任，激发学习兴趣。
【教学方法及手段】
方法：应用问题分析法，引导学生分析问题，以情境式和启发式教学为主，充分调动学生学习的主别性和积极性，激发他们主动学习停车场数据的处理
手段：充分利用希沃大屏幕或触摸屏交互功能，引导学生从智能停车场实例出发，体验数据处理的方法和工具
【教学过程】
第1课时
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 |
导入新课（5分钟） | 播放智能停车场的停车视频，提出问题：“停车的流程是什么样的？”分析停车引导是如何实现的。 | 倾听 |
停车引导中的数据处理（20分钟） | 1.停车位数据的组织：分析需要收集的停车位数据 所在层、所在区域、开放状态、是否有车；车位编号，车位属性（如临时、内部专用、租用、售出等）、维修状态等。
2.停车位数据的自动采集： 车牌、停车时间的采集——车牌识别一体机 层、区域、编号的采集——摄像头 车辆占用情况的采集——超声波传感器 3.停车位数据的存储：数据库 停车位使用实时数据表就存储在停车场服务器的数据库中，供停车场管理者査询实时数据或分析历史数据。 数据表：字段、记录 数据类型：文本、数值、日期/时间、是/否 数据约束：唯一、非空 | 观看、思考、讨论、回答。 |
数据采集的方法与工具（5分钟） | 1.自动采集： （1）物联感知：对于在物联网中使用电子标签或无线终端标识的智能化物体，通过传感器感知它们的数据变化，采集相关数据。 （2）视频监控：借助不同监控点的摄像机采集监控区域的数据。 （3）网络平台：用户在访问网站或使用APP时，网站服务器上安装的采集软件自动采集用户的各种行为数据。 （4）其他工具：采集互联网数据的工具还有很多，如网络爬虫、移动APP，而且这样的工具还在不断地发展中。 2.人工获取： （1）调查、访谈：社会科学研究经常通过调查或访谈的方法获得一手数据。问卷是调查、访谈时常见的数据采集工具。 （2）观察、实验：在观察自然现象和进行科学实验时，需要设计各种表格，科学地记录通过观察或实验得到的各种数据。 （3）文献调研：文献数据可以通过文献检索工具获取。 | 观看、思考、讨论、回答。 |
数据保护（5分钟） | 1.数据的安全保护： 个人数据备份：个人数据的备份主要通过文件的复制完成由用户对重要的数据文件在不同的存储介上归档保存。 企业数据备份：企业的信息管理系统一般都包含数据备份的功能，以自动、全面、高效地在服务器上进行数据备份。 2.数据的隐私保护： 在使用某一种系统和服务时，要考虑对方要求自己提供的数据是否与服务相关； 在被要求提供身份证号码、电话号码等相关敏感数据时，要考虑对方是否正规机构； 在一些社交媒体公布自己的生活照时，要注意是否涉及敏感数据。 | 观看、思考、讨论、回答。 |
课堂活动（5分钟） | 如果你来设计图书管理系统，需要收集那些数据？绘制相应数据表。（填入属性、数据类型与数据约束） | 学生实践 |
第2课时
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 |
电子表格的基本操作（5分钟） | 1.EXCEL的术语与概念 行、列、单元格、区域、工作簿、工作簿 2.单元格格式 数字类型、小数位数、合并、对齐方式、边框 | 观看、思考、讨论、回答。 |
停车费计算（15分钟） | 在智能停车场中，停车费的计算工作是由系统自动完成的。例如，按照收费规定，利用电子表格软件这一常见的数据处理工具，可以模拟停车费的计算工作。
利用公式和函数计算停车费（收费规定：一小时以内不收费，超过一小时每天5元） 1.应付费的计算：公式和函数 INT函数的作用是取整数 时间/日期数据可以进行日期、时间的加减运算。两个时间/日期数据做减法，得到的差值单位为天，若要以小时进行计算，可以再乘以24。
2.判断是否0-1小时：逻辑数据 逻辑数据只有两个：TRUE和FALSE，关系运算产生逻辑数据。
3.计算实付费用：IF函数 IF函数根据条件是否满足返回不同的结果，IF(F3，0，E3)表示如果F3为真，则返回0，否则返回E3。
| 观看、思考、讨论、回答。 |
课堂活动（20分钟） | 根据提供的停车场停车数据进行停车费计算 | 学生实践 |
第3课时
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 |
导入新课（3分钟） | 停车引导和车辆收费等数据处理工作是智能停车场的日常业务活动。日积月累，数据库中会存储大量的数据。 例如，某停车场接到通知：下周四14：30，停车场附近有临时展览活动，预计会有大量的车辆驶入，停车场管理人员想了解：该时段停车场的接纳量是多少，哪些区域空闲车位多，该时段如何开展停车引导？ | 观看、思考、讨论、回答。 |
分析停车位使用数据（17分钟） | ⑴分析某一时刻各停车位实时使用情况 ①打开数据表 ②对表格中数据进行汇总：数据透视表 使用数据透视表可进行交叉分类统计，选择行、列、数值组合及值字段设置，就可得到某时刻停车位数据透视表。从所示的数据透视表中，可以读到该时刻每层每一区域的车位总数和已占用车位数，以及在不同状态(关闭、开放、内部)的统计数据。
③对所示的数据透视表，使用排序工具按已占用车位数汇总的数据顺序进行重新排列，可以清楚地查看某一时刻各个停车区域的车位饱和情况，并找出各层中相对空闲的区域。
④使用筛选工具查看某一时刻各层关闭的车位总数。
| 观看、思考、讨论、回答。 |
课堂活动：（20分钟） | 根据提供的某时刻停车位使用实时数据表，制作数据透视表，计算每层、每个区域的空闲车位数，统计整个停车场的空闲车位数。 | 学生实践 |
第4课时
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 |
电子表格的排序、筛选、数据表达（15分钟） | 1.排序 选择要排序的数据区域，然后点击“数据→排序”菜单，在弹出的排序”对话框中设置排序关键字、排序顺序，还要根据实际情况设置有无标题行。 2.筛选 选择要排序的数据区域，然后点击“数据→筛选”菜单，在弹出的筛选”对话框中设置筛选的关键字 3.数据表达：插入图表 根据需求，选择相对应的图表类型并绘制：折线图、饼图、柱状图等 |
|
分析停车位使用数据（10分钟） | 挖掘停车位历史数据： 例如，某停车场接到通知:下周四6:30到22:00，在停车场附近将安排一个一小时左右的活动，预计会有大量车辆驶入。为解决停车问题，希望停车场管理人员给出建议:下周四哪个时间段开展活动较好? ①打开车位占有率数据表 ②利用各层各区域车位占用率数据表中的数据，绘制出多种折线图，可以明显看出各层各区域车位占用率的高低，以及车位占用高峰时间段，不同区域的占用率呈现出不同的趋势状态
| 观看、思考、讨论、回答。 |
课堂活动：（15分钟） | 绘制停车场的实时车位占有率的折线图。 | 学生实践 |
