План и методические рекомендации по проведению урока по теме «Визуализация данных»
Основная идея: привлечение внимания обучающихся к одной из перспективных областей профессиональной деятельности в ИТ-индустрии — науке о данных.
Цель урока:
сформировать у учащихся представление о визуализации данных;
научить использовать программу Microsoft Excel для работы с табличными данными.
Задачи урока:
расширить представление учащихся о табличных данных и методах работы с ними;
сформировать навыки визуализации данных и их анализа с помощью графиков, диаграмм, гистограмм;
сформировать навыки использования базовых инструментальных средств табличного процессора Microsoft Excel для визуализации данных (использование конструктора для работы с диаграммами и их форматирование);
сформировать метапредметные результаты, связанные с навыками:
работать с информацией, анализировать и структурировать полученные знания и синтезировать новые, устанавливать причинно-следственные связи;
ставить цель и находить оптимальные способы ее достижения, проводить ситуационную и ретроспективную рефлексию, участвуя в подведении итогов отдельных этапов и урока в целом;
вступать в диалог и вести его, взаимодействовать в команде.
Планируемые результаты:
личностные:
готовность и способность к осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования благодаря ориентации в мире профессий и профессиональных предпочтений с учётом устойчивых познавательных интересов;
метапредметные умения и опыт:
выдвигать версии решения проблемы, формулировать гипотезы, предвосхищать конечный результат;
определять цель деятельности на основе определенной проблемы и существующих возможностей;
строить рассуждение на основе сравнения данных, выделяя общие признаки;
излагать полученную информацию, интерпретируя ее в контексте решаемой задачи;
выделять информационный аспект задачи, оперировать данными, использовать модель решения задачи и др.
Тема урока «Визуализация данных» раскрывается за два академических часа и состоит из вводной теоретической и практической частей. Сопровождается презентацией в рамках содержательной части урока, а также подкрепляется проектами в Microsoft Excel для учителя (с заданиями, комментариями и ответами) и ученика (с заданиями, комментариями, но без ответов) в практической части урока.
Практическая работа включает алгоритм, справочный материал и пошаговые инструкции по выполнению заданий. Содержательное наполнение заданий основано на реальной практической задаче (сюжет и данные, используемые в задаче, вымышленные; все совпадения случайны). Кроме того, учитель имеет доступ к файлам с исходными данными задач, что позволит значительно оптимизировать процесс, не тратя времени на создание массивов данных (ввод информации). Подробное описание действий в инструкциях («выделите», «откройте» и т.п.) позволит включить в работу даже школьников, не имеющих опыта работы с табличным процессором.
Практическую работу можно выполнять как во фронтальном (синхронном) режиме, объясняя рекомендуемые приемы работы, так и организуя индивидуальную работу школьников в удобном для них темпе.
Рекомендации по распределению времени: учитель может распределить учебное время следующим образом: теория — 0,5 часа, практика — 1,5 часа или теория и практика по 1 часу, ориентируясь на уровень подготовки учебной группы. Если есть дополнительное время, то на практическую часть можно заложить и больше времени (на усмотрение учителя).
Важно: на уроке можно выполнять не все задания практикума. Все зависит от подготовленности группы. Учитель может самостоятельно формировать набор заданий для урока. Часть разобрать и выполнить на уроке, а другую часть дать учащимся для домашнего выполнения. Можно выбрать другую стратегию: увеличить количество времени для практической части до 2 часов.
Для проведения урока учителю понадобится:
компьютер с проекционным оборудованием;
компьютерный класс с выходом в сеть Интернет и установленным пакетом Microsoft Excel;
опорная презентация;
файл с заданиями для учеников, загруженный на каждый учебный компьютер.
Этап урока | Номер слайда | Комментарии для учителя | Дополнительные материалы |
Мотивация к учебной деятельности | --- | Учителю следует создать условия, чтобы ученики внутренне собрались, подготовились и нацелились на «покорение новых вершин». Вступительное слово Вы научились работать с табличными данными: группировать, сортировать, рассчитывать показатели и даже анализировать их. Для работы вы использовали приложение Microsoft Excel и успешно с ним справлялись. Но везде есть и подводные камни. Какие? Давайте разбираться. Возможен просмотр видеоролика. | Подробнее: Lea Gaslowitz. How to spot a misleading graph. TED-Ed.[сопровождение титрами на русском языке] [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.ted.com/talks/lea_gaslowitz_how_to_spot_a_misleading_graph/transcript?language=ru#t-10813 Рекомендация: учителю следует заранее ознакомиться с содержанием видеоролика. |
Актуализация знаний | 1 | После просмотра ролика или вводной лекции учителя следует обратить внимание учеников на то, что визуализации не всегда дают правильное представление о данных. Вопросы для обсуждения: Если вы хотите, чтобы ваш пост прочитало как можно больше людей, что вы сделаете? Подумайте, почему визуализация данных может вводить в заблуждение? Как этого избежать? Приведите пример из личного опыта, когда визуализированные данные сформировали неверное представление о них. Информация в графическом виде привлекает больше внимания, легче воспринимается и помогает быстрее донести ваше сообщение до аудитории. С помощью наглядных графиков и дашбордов можно сделать понятнымидаже сложные наборы данных. Почему так происходит? Потому что большинство людей в мире — визуалы. | Рекомендация для учителя: рекомендуемая презентация: 5_Визуализация_данных.pptx; организовать групповую работу в классе и предоставить ученикам самостоятельно изучить вопросы для обсуждения (у учащихся должен быть компьютер с выходом в сеть Интернет). |
Целеполагание, постановка проблемы | 2−7 | После обсуждения учителю следует обратить внимание на то, что ошибки визуализации данных возникают при неправильном масштабировании. Это ведет к тому, что несущественные различия кажутся существенными, и вводит в заблуждение. Учитель формирует вместе с учащимися основную цель урока: «Когда стандартные таблицы не раскрывают полную картину и нет возможности привлечь к созданию отчетов аналитиков, на помощь приходят сервисы и инструменты для визуализации данных, например, приложение MS Excel. Данные визуализируют с помощью графиков, диаграмм и гистограмм. Это помогает оценить информацию и сформулировать гипотезы, а затем подтвердить или опровергнуть их». Учитель раскрывает тему урока и транслирует новый материал. Умение строить диаграммы — важная часть деятельности любого специалиста. Графические методы представления числовой информации помогают описать и проанализировать данные. С помощью диаграмм легко выяснить и наглядно представить закономерности, которые бывает трудно уловить в таблицах. Использование диаграмм для демонстрации показателей придает последним наглядность и выразительность, облегчает их восприятие, а во многих случаях помогает уяснить изучаемое явление, его закономерности и особенности, увидеть тенденции развития, взаимосвязь характеризующих его показателей. Перед созданием отчета важно определиться, какие данные вы хотите визуализировать и с какой целью: Сравнить разные показатели. Показать распределение данных. Например, какие показатели встречаются чаще, а какие реже. Показать структуру чего-либо с помощью данных. Проследить взаимосвязь между показателями. Начнем с обсуждения того, что такое диаграмма, ее видов и способов создания. Диаграмма — это самостоятельный объект, который характеризуется рядом параметров. Они задаются в момент создания диаграммы и могут быть изменены при ее редактировании. Существуют следующие параметры: Область диаграммы. Область построения диаграммы. Элементы данных в рядах данных. Горизонтальная (ось категорий) и вертикальная (ось значений) оси, по которым выполняется построение диаграммы. Легенда диаграммы. Диаграмма и названия осей, которые можно использовать на диаграмме. Метки, которые можно использовать для подписи точек данных в рядах данных. Учитель может продемонстрировать все области диаграммы в MS Excel. | Рекомендация для учителя: рекомендуемая презентация: 5_Визуализация_данных.pptx. После показа 3-го слайда можно дать учащимся время для самостоятельных размышлений о том, где и какие диаграммы лучше применять. Это позволит учащимся сфокусироваться на новом материале. |
Поиск путей решения проблемы | --- | Ребята, вы уже знаете, что аналитику важно уметь работать с данными (собирать, сохранять, извлекать, обрабатывать их) и получать новую информацию для дальнейших выводов и прогнозирования. Мы с вами будем работать в приложении MS Excel. Для того, чтобы данные визуализировать, их потребуется преобразовать: сгруппировать и рассчитать статистические показатели по каждой группе (минимум, максимум, среднее значение, медиану и моду). Для этого мы будем использовать встроенные функции, которые и обсудим в практической части занятия. Учитель консультирует учеников и демонстрирует работу в приложении Microsoft Excel. Учитель рассматривает с учащимися интерфейс приложения Microsoft Excel (книги, листы, столбцы, строки, ячейки, адресацию (имя ячейки), поле имени, строку формул). Для получения новой информации (обогащения данных) требуется не только использовать формулы и относительную адресацию, но и встроенные функции Microsoft Excel. Учитель должен сделать акцент на том, что в рамках урока потребуются команды, находящиеся на ленте «Главная» (это упростит поиск необходимых команд для решения поставленной задачи). При работе с диаграммами будет доступна вспомогательная панель «Конструктор». | Рекомендация для учителя: рекомендуемый раздаточный материал для учителя: 5_Визуализация_данных (для учителя).xlsx; рекомендуемый раздаточный материал для ученика: 5_Визуализация_данных.xlsx Учащиеся могут работать и знакомиться с интерфейсом одновременно с учителем. Если учащиеся знакомы с электронной таблицей, то данный этап урока можно сократить как по времени, так и по содержанию. Планирование путей достижения намеченной цели. Осуществление учебных действий по плану. Решение практических задач. |
Решение проблемы | --- | Учащимся предстоит самостоятельно познакомиться с разными видами диаграмм и разобраться, в каких случаях используется каждая из них, а затем решить кейс-задачу. У каждого этапа практической части есть инструкция и справочный материал, которые помогут решить поставленную задачу. Кроме этого, учащиеся могут использовать и внешние источники информации (сеть Интернет). Все команды, которые потребуются для решения задачи, находятся на ленте «Главная». Можете пользоваться справочным материалом MS Excel. При работе с диаграммами появляется дополнительная панель «Конструктор». Задача 1. Исследование здоровья и благополучия подростков. Вам даны дополненные данные по исследованию. Выполняя задание шаг за шагом, вы увидите, как анализ становится более глубоким и информативным. Подумайте, почему так получается? Учитель должен сделать акцент на том, что задания нужно выполнять последовательно: это позволит учащимся разобраться со встроенными функциями, которые агрегируют данные по одному или нескольким параметрам и рассчитывают статистические показатели. Данные по исследованию постепенно дополняются: это дает возможность получать новые показатели и осуществлять дополнительный анализ. Задача 2. Чей шоколад вкуснее. В этой задаче вам предстоит работать с реальными данными — экспертными оценками шоколада. Внимательно прочитайте описание данных и приступайте к исследованию. Будьте внимательны: вам потребуется переход на вкладку «Данные». Желаю вам удачи. Если у вас что-то не получается, я вам обязательно помогу. Учитель консультирует. В предложенном практическом задании исходные данные произвольные. | Рекомендации для учителя: в зависимости от уровня базовой подготовки учащихся, можно организовать индивидуальную или фронтальную работу(осуществлять контроль и объяснять методы решения поставленной задачи) в удобном для каждого темпе с внешним контролем. Чтобы учащиеся могли самостоятельно осваивать материал, необходимо им показать, как использовать справку MS Excel (при вызове встроенной функции можно раскрыть справку, а при наведении курсора на команду появляются подсказки). |
Самостоятельная работа с использованием полученных знаний | --- | Учитель направляет, советует, консультирует. | Рекомендации для учителя: организовать самостоятельную работу таким образом, чтобы ребенок смог найти информацию или пример решения подобной задачи (в книге, справке, Интернете и т.п.) даже если не знает, как выполнить задание. Это позволит ему получить навык поиска необходимой информации в различных источниках. |
Систематизация знаний | --- | Учитель консультирует, направляет. Как вы думаете, актуальна ли задача, которую вы сегодня решали? Она имеет практическое применение в вашей жизни? Любые данные больших размеров легче воспринимаются через визуализацию. | Рекомендации для учителя: создать условия, в которых учащиеся увидят связь между новой темой и изученным ранее материалом. |
Объяснение домашнего задания | --- | Домашнее задание после первого урока: Доклад на тему «Визуализация, основные задачи визуализации», «Методы визуализации». Домашнее задание после второго урока: можно предложить учащимся сгруппироваться и провести дополнительный анализ по задаче практического урока «Чей шоколад вкуснее». Для этого потребуется самостоятельно сформулировать вопрос для исследования. Кроме этого, можно дать учащимся задание на самостоятельный поиск исходных данных (или получение их) с последующим анализом. | Рекомендации для учителя: У учеников должна быть возможность выбора домашнего задания в соответствии со своими предпочтениями. Необходимо наличие заданий разного уровня сложности |
Оценивание | --- | Учитель консультирует, обосновывает оценки. | Учащиеся самостоятельно оценивают работу на занятии (самооценка, взаимооценивание результатов работы одноклассников). |
Рефлексия учебной деятельности | --- | Учитель благодарит учеников за урок. | Учащиеся называют тему урока, его этапы, перечисляют виды деятельности на каждом этапе, определяют предметное содержание. В заключение делятся мнением о своей работе на уроке. |
