信息技術(shù)教學(xué)案例及實(shí)施計(jì)劃一、引言在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，信息技術(shù)教學(xué)需聚焦計(jì)算思維、數(shù)據(jù)素養(yǎng)與信息社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)，通過(guò)真實(shí)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)生從“技術(shù)操作者”向“問(wèn)題解決者”轉(zhuǎn)變。本文以初中八年級(jí)“校園垃圾分類數(shù)據(jù)可視化”項(xiàng)目為例，呈現(xiàn)教學(xué)案例與實(shí)施計(jì)劃，為信息技術(shù)課堂提供可復(fù)制的實(shí)踐范式。二、教學(xué)案例：校園垃圾分類數(shù)據(jù)可視化項(xiàng)目（一）案例背景與目標(biāo)學(xué)情分析：八年級(jí)學(xué)生已掌握Excel基礎(chǔ)操作與Python入門(mén)語(yǔ)法，但缺乏“數(shù)據(jù)采集—處理—可視化—決策”的完整思維鏈。結(jié)合《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“數(shù)據(jù)與編碼”“數(shù)字化工具與資源”等核心內(nèi)容，設(shè)計(jì)本項(xiàng)目。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：掌握問(wèn)卷設(shè)計(jì)、Excel數(shù)據(jù)清洗、Python數(shù)據(jù)分析（`pandas`庫(kù)）、Matplotlib可視化技巧；過(guò)程與方法：經(jīng)歷“問(wèn)題定義—數(shù)據(jù)采集—分析建?！梢暬磉_(dá)”的項(xiàng)目流程，提升計(jì)算思維與工程思維；情感態(tài)度：增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，理解數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)問(wèn)題解決的支撐作用。（二）教學(xué)對(duì)象與課時(shí)安排教學(xué)對(duì)象：初中八年級(jí)（45人，分9組，每組5人）；課時(shí)安排：4課時(shí)（每課時(shí)40分鐘），含1課時(shí)課外調(diào)研。（三）教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.項(xiàng)目啟動(dòng)：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)與方案設(shè)計(jì)教師活動(dòng)：播放校園垃圾分類現(xiàn)狀視頻，拋出問(wèn)題：“如何用數(shù)據(jù)量化我校垃圾分類問(wèn)題？”引導(dǎo)學(xué)生分組討論，明確“數(shù)據(jù)采集（問(wèn)卷設(shè)計(jì)）—處理（Excel/Python）—可視化（圖表/儀表盤(pán)）—建議（報(bào)告）”的項(xiàng)目路徑。學(xué)生活動(dòng)：小組分工（問(wèn)卷組、技術(shù)組、匯報(bào)組），問(wèn)卷組用問(wèn)卷星設(shè)計(jì)調(diào)研問(wèn)卷（含垃圾分類認(rèn)知、行為、建議3維度），技術(shù)組規(guī)劃數(shù)據(jù)處理工具（Excel清洗+Python分析），匯報(bào)組設(shè)計(jì)成果展示形式（PPT/Tableaudashboard）。2.數(shù)據(jù)采集與清洗：真實(shí)情境中的技術(shù)應(yīng)用課外調(diào)研：?jiǎn)柧斫M發(fā)布問(wèn)卷（覆蓋3個(gè)年級(jí)、10個(gè)班級(jí)），回收有效問(wèn)卷300份；技術(shù)組學(xué)習(xí)Excel“數(shù)據(jù)驗(yàn)證”“刪除重復(fù)項(xiàng)”功能，清洗無(wú)效數(shù)據(jù)（如邏輯矛盾、空值）。課堂反饋：某小組發(fā)現(xiàn)“垃圾分類行為”題項(xiàng)存在“多選但邏輯沖突”（如選“從不分類”卻勾選具體類別），教師引導(dǎo)其用“條件格式”標(biāo)記異常值，討論“數(shù)據(jù)真實(shí)性對(duì)結(jié)論的影響”，滲透信息社會(huì)責(zé)任。3.數(shù)據(jù)分析與可視化：跨工具協(xié)作實(shí)踐工具選擇：Excel（基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)，如各年級(jí)分類正確率）+Python（`pandas`分組統(tǒng)計(jì)、Matplotlib繪制趨勢(shì)圖）。學(xué)生實(shí)踐：技術(shù)組用`pandas`讀取Excel數(shù)據(jù)，計(jì)算“認(rèn)知得分=（正確題數(shù)/總題數(shù)）×100”，發(fā)現(xiàn)“七年級(jí)認(rèn)知得分比九年級(jí)低15%”；可視化組嘗試用Matplotlib繪制“年級(jí)-認(rèn)知得分”折線圖，卻因“中文字體顯示亂碼”陷入困境。教師提示“在代碼中添加`plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']`”，學(xué)生舉一反三，優(yōu)化圖表配色與標(biāo)簽。4.成果展示與反思：從數(shù)據(jù)到?jīng)Q策小組匯報(bào)：9組分別展示成果，如“八年級(jí)可回收物誤投率達(dá)30%”“建議在食堂增設(shè)‘廚余垃圾’智能回收機(jī)”等。匯報(bào)組結(jié)合Tableaudashboard（動(dòng)態(tài)展示各區(qū)域分類數(shù)據(jù)），闡述數(shù)據(jù)背后的問(wèn)題。多元評(píng)價(jià)：自評(píng)：填寫(xiě)《項(xiàng)目反思單》，記錄“最具挑戰(zhàn)的環(huán)節(jié)（如Python代碼調(diào)試）”與“改進(jìn)建議”；互評(píng)：用“數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可視化美觀度、建議可行性”3維度評(píng)分，某組因“建議未結(jié)合數(shù)據(jù)（如‘增設(shè)回收機(jī)’但未分析成本）”被指出不足；師評(píng)：肯定“用數(shù)據(jù)對(duì)比年級(jí)差異”的深度，建議后續(xù)結(jié)合成本數(shù)據(jù)優(yōu)化方案。三、實(shí)施計(jì)劃：從案例到常態(tài)化教學(xué)（一）籌備階段（2周）1.學(xué)情診斷：用“Python基礎(chǔ)測(cè)試+數(shù)據(jù)處理任務(wù)（如清洗超市銷售數(shù)據(jù)）”評(píng)估學(xué)生能力，分層分組（如“基礎(chǔ)組”側(cè)重Excel，“進(jìn)階組”挑戰(zhàn)Python）；2.資源開(kāi)發(fā)：校本教材：《數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的校園問(wèn)題解決》，含“問(wèn)卷設(shè)計(jì)模板”“Python錯(cuò)誤排查手冊(cè)”；工具包：?jiǎn)柧硇琴~號(hào)、PythonAnaconda環(huán)境（預(yù)裝`pandas`、Matplotlib）、TableauPublic版；3.課標(biāo)對(duì)接：將項(xiàng)目目標(biāo)拆解為“數(shù)據(jù)采集（對(duì)應(yīng)‘?dāng)?shù)字化工具’）、可視化（對(duì)應(yīng)‘信息表達(dá)’）、建議（對(duì)應(yīng)‘信息社會(huì)責(zé)任’）”，形成評(píng)價(jià)量規(guī)。（二）教學(xué)實(shí)施（4課時(shí)+1課外）課時(shí)核心任務(wù)學(xué)生活動(dòng)教師支持------------------------------------1項(xiàng)目啟動(dòng)與方案設(shè)計(jì)分組討論、問(wèn)卷初稿設(shè)計(jì)提供“校園問(wèn)題庫(kù)”（如食堂浪費(fèi)、社團(tuán)參與率），示范問(wèn)卷邏輯2數(shù)據(jù)采集與清洗發(fā)布問(wèn)卷、Excel清洗講解“異常值識(shí)別”方法，提供“數(shù)據(jù)清洗checklist”3數(shù)據(jù)分析與可視化Python代碼調(diào)試、圖表優(yōu)化在線答疑（如“`pandas`分組統(tǒng)計(jì)報(bào)錯(cuò)”），展示優(yōu)秀可視化案例4成果展示與反思小組匯報(bào)、多元評(píng)價(jià)引導(dǎo)“數(shù)據(jù)講故事”，如“七年級(jí)認(rèn)知低→設(shè)計(jì)‘垃圾分類闖關(guān)游戲’”（三）成果推廣與反思（1周）1.校內(nèi)輻射：舉辦“數(shù)據(jù)可視化成果展”，邀請(qǐng)德育處、總務(wù)處觀摩，推動(dòng)“增設(shè)回收機(jī)”建議落地；2.校際交流：將案例投稿至區(qū)域教研平臺(tái)，分享“跨工具協(xié)作”的教學(xué)策略；3.教學(xué)反思：成功點(diǎn)：學(xué)生從“怕編程”到“主動(dòng)優(yōu)化代碼”，計(jì)算思維顯著提升；改進(jìn)點(diǎn)：需加強(qiáng)“數(shù)據(jù)倫理”教育（如問(wèn)卷隱私保護(hù)），后續(xù)可引入“虛擬數(shù)據(jù)脫敏”環(huán)節(jié)。四、案例與計(jì)劃的價(jià)值啟示本案例通過(guò)真實(shí)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，打破“軟件操作碎片化教學(xué)”的局限，讓學(xué)生在“垃圾分類”這一生活化主題中，自然整合Excel、Python、Tableau等工具，實(shí)現(xiàn)“技術(shù)學(xué)習(xí)—問(wèn)題解決—社會(huì)參與”的閉環(huán)。實(shí)施計(jì)劃則通過(guò)“分層教學(xué)+資源包支持”，降低項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的門(mén)檻，為不同基礎(chǔ)的學(xué)生提供成長(zhǎng)空間。未來(lái)可拓展方向：結(jié)合“碳中和”