普通高中教科书《信息技术》 选择性必修3《数据管理与分析》教师教学用书.pdf

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411前言习近平总书记在全国教育大会上强调，要在党的坚强领导下，全面贯彻党的教育方针，坚持马克思主义指导地位，坚持中国特色社会主义教育发展道路，坚持社会主义办学方向，立足基本国情，遵循教育规律，坚持改革创新，以凝聚人心、完善人格、开发人力、培育人才、造福人民为工作目标，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，加快推进教育现代化、建设教育强国、办好人民满意的教育。

基础教育课程承载着教育思想，规定了教育目标和教育内容，是国家意志在教育领域的直接体现，在立德树人中发挥着核心作用。

基础教育课程改革在国家教育改革全局中具有十分重要的地位。

2013年，教育部启动了对2003年印发的普通高中课程方案和课程标准（实验稿）的修订工作。

本次修订以落实立德树人根本任务为指针，深入总结21世纪以来我国普通高中课程改革的宝贵经验，充分借鉴国际课程改革的优秀成果，努力将我国普通高中课程方案和课程标准修订成既达到国际先进水平，又符合我国实际情况的纲领性教学文件，构建具有中国特色的普通高中课程体系。

中国学生发展核心素养是对党的教育方针的具体化、细化，为建立核心素养与课程的内在联系，充分挖掘各学科课程对全面贯彻党的教育方针、落实立德树人根本任务、发展素质教育的独特贡献，各学科基于学科本质从中国学生发展核心素养指标体系中凝练出了本学科的核心素养。

学科核心素养是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力，是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的整合。

各学科明确学生完成本学科学习任务后，学科核心素养应该达到的水1Z12011-10Z1961（新）.indd12023/1/315:

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42普通高中教科书信息技术教师教学用书2平，各水平的关键表现构成评价学业质量的标准，引导教学更关注育人目的，更加注意培养学生发展核心素养，更加强调提高学生综合运用知识解决实际问题的能力，帮助教师和学生把握教与学的深度和广度，为阶段性评价、学业水平考试和升学考试命题提供重要依据，促进教、学、考有机衔接，形成育人合力。

为此，普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）旨在全面提升全体高中学生的信息素养。

课程通过提供技术多样、资源丰富的数字化环境，帮助学生掌握数据、算法、信息系统、信息社会等学科大概念，了解信息系统的基本原理，认识信息系统在人类生产与生活中的重要价值，学会运用计算思维识别与分析问题，能够建模与设计系统性解决方案，理解信息社会特征，自觉遵循信息社会规范，在数字化学习与创新过程中形成对人与世界的多元理解力，负责、有效地参与到社会共同体中，成为数字化时代的合格中国公民。

按照普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）的基本理念、中国学生发展核心素养、学科核心素养、学业质量水平、学科大概念和教科书，本书设计了绪论和各章的教学内容分析、教学组织、测试题编制说明、参考资料等内容。

其中，绪论是让教师理解教科书的顶层设计、课程性质，中国学生发展核心素养、学科核心素养、学科大概念，以及教科书对应课程标准的内容要求、教学提示、学业要求、学业质量水平，教科书结构框架设计、项目学习设计、教学活动设计、学习活动设计和教学评价设计；本章教学内容分析是让教师理解本章对应课标的内容要求、本章的地位和作用、本章的主要内容、本章对应课标的学业要求和学业质量水平及其标注、本章对应课标达成的学科核心素养水平、本章体系框架、本章的工具与方法、本章的学习流程分析；本章教学组织是让教师理解本章项目学习活动的主题、本章项目学习活动的目标和本章项目学习活动的组织；本章测试题编制说明是让教师理解本章测试题覆盖课标“学业要求”和“学业质量水平”的范围；参考资料是让教师理解本章项目范例成果报告的写法和教学参考资料，让教师更好地运用教科书进行教学。

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42目录绪论1第一章数据管理与分析应用概述11第二章需求分析与数据建模22第三章数据管理39第四章数据分析66第五章数据管理与分析的发展趋势83Z12011-10Z1961（新）.indd12023/1/315:

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42绪论普通高中教科书信息技术选择性必修3数据管理与分析教科书围绕立德树人的根本任务和中国学生发展核心素养进行顶层设计。

教科书体现社会主义核心价值观，体现项目学习理念和策略，有效引导教师教学和学生学习；符合普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）的基本理念与学业质量水平要求，符合学科特点、学科大概念、学科核心素养育人目标和课程目标要求，符合学生年龄特征和认知能力等教育教学理念。

一、课程性质党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。

必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。

信息技术作为当今先进生产力的代表，已经成为我国经济发展的重要支柱和网络强国的战略支撑。

信息技术涵盖了获取、表示、传输、存储和加工信息在内的各种技术。

自电子计算机问世以来，信息技术沿着以计算机为核心、到以互联网为核心、再到以数据为核心的发展脉络，深刻影响着社会的经济结构和生产方式，加快了全球范围内的知识更新和技术创新，推动了社会信息化、智能化的建设与发展，催生出现实空间与虚拟空间并存的信息社会，并逐步构建出智慧社会。

数据管理与分析技术已经广泛应用于人们的日常生活与学习中，成为解决问题的重要方式。

有效地管理与分析数据可帮助人们获取有价值的信息，为决策形成提供重要依据。

本教科书是针对数据管理技术与数据分析方法的应用而设置的选择性必修模块。

通过对本教科书的学习，学生能了解数据管理与分析技术，能根据需求分析，形成解决方案；能选择一种数据库工具对数据进行管理，从给定数据中提取有用信息并应用于解决实际问题中；在活动过程中形成对数据特征、数据价值、数据管理思想与分析方法的认识。

二、中国学生发展核心素养学生发展核心素养主要是指学生应具备的能够适应终身发展和社会发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力。

学生发展核心素养通过各个学科教育培养，是跨学科的综合素质。

中国学生发展核心素养是以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，1Z12011-10Z1961（新）.indd12023/1/315:

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42普通高中教科书信息技术教师教学用书2综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，具体细化为人文积淀、人文情怀、审美情趣、理性思维、批判质疑、勇于探究、乐学善学、勤于反思、信息意识、珍爱生命、健全人格、自我管理、社会责任、国家认同、国际理解、劳动意识、问题解决、技术应用十八个指标。

中国学生发展核心素养是对党的教育方针的具体化、细化。

为建立核心素养与课程的内在联系，充分挖掘各学科课程对全面贯彻党的教育方针、落实立德树人根本任务、发展素质教育的独特贡献，各学科基于学科本质从中国学生发展核心素养指标体系中凝练出了本学科的核心素养。

三、学科核心素养学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。

高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。

其中，计算思维是信息技术学科本质的核心素养，信息意识、数字化学习与创新、信息社会责任是信息技术学科育人价值的核心素养。

它们是学生在接受信息技术教育过程中逐步形成的信息技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的综合表现。

四个核心要素互相支持、互相渗透，共同促进学生信息素养的提升。

具体内涵表述如下。

1.信息意识信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。

具备信息意识的学生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与处理信息；能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性做出合理判断，对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考；在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。

2.计算思维计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。

具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题的解决中。

3.数字化学习与创新数字化学习与创新是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。

具备数字化学习与创新素养的学生，能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与Z12011-10Z1961（新）.indd22023/1/315:

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42绪论3创新的习惯；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。

4.信息社会责任信息社会责任是指信息社会中的个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。

具备信息社会责任的学生，具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，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；关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题；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、理性判断和负责行动的能力。

四、学科大概念学科大概念是构成学科本体特征、内在价值与逻辑关系的结构化知识框架的核心概念。

信息技术学科大概念由数据、算法、信息系统、信息社会四个核心要素组成。

应用信息技术解决某个现实问题，以“数据”为基础，进而分析数据形成“算法”，构建或应用“信息系统”，服务于“信息社会”。

数据是现实客观世界的符号记录。

在计算机科学中，图、文、声等数值性和非数值性符号，都可以被计算机转化为二进制的数据符号0和1。

例如，数字180在计算机中表示为10110100；字符cm在计算机中表示为0110001101101101。

在大数据时代，数据不仅是信息的载体，也是人们提取信息、做出决策的重要依据，成为人们认识和理解现实世界客观事物的重要资源。

算法是对特定问题求解步骤的一种描述，是一系列解决问题的清晰指令。

精确的算法是计算工具有效计算的前提条件。

信息系统是由人、软件、硬件、网络、数据资源等组成的人机交互系统。

信息系统的主要功能和目的是对输入信息进行处理、控制、存储、传输和输出后，提供决策帮助。

信息社会是通过创造、分配、使用、整合和处理信息进行社会经济、政治和文化活动的社会形态。

信息社会成员通过创新、高效地使用信息技术，获得较高的个人或组织生存与发展优势。

课程内容以学科大概念为核心，使课程内容结构化。

各模块内容都是在学科大概念基础上构建的，以主题为引领，使课程内容情境化，落实学科核心素养。

五、课标的内容要求本教科书对应课标的内容要求：

（1）结合生活实际，认识到数据是一种重要的资源，通过科学管理与分析数据，可以使数据Z12011-10Z1961（新）.indd32023/1/315:

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43普通高中教科书信息技术教师教学用书4实现其应有价值，感受数据管理与分析技术的重要性。

（2）结合具体案例，初步了解分析业务需求、建立数据管理与分析问题整体解决方案的基本过程；尝试对既定方案进行分析、评价，发现问题并优化方案。

（3）结合案例，了解数据采集途径的多样性，能利用适当的工具对数据进行采集和分类；认识噪声数据的现象和成因；理解不同结构化程度数据（包括结构化数据、半结构化数据和非结构化数据）的区别，以及在管理与应用上的特点。

（4）结合案例，了解关系数据模型的基本概念，掌握设计简单关系数据库的逻辑结构的方法。

（5）使用数据库管理系统建立关系数据库，了解数据库基本的数据查询方法（如选择、投影、排序、统计等），能使用结构化查询语言进行简单的数据查询。

（6）结合案例，认识数据丢失的风险，利用实时备份与定时备份、全备份、增量备份与差异备份等多种方法进行数据备份。

（7）了解常用的数据分析方法，例如对比分析法、分组分析法、平均分析法和相关分析法等；在实践中选用适当的数据分析工具，分析、呈现并解释数据。

（8）运用数字化学习方式，了解数据管理与分析技术的新发展；结合恰当的案例分析，认识数据挖掘对信息社会问题解决和科学决策的重要意义。

六、课标的教学提示本模块的教学应该在丰富的案例资源基础上进行，案例的获得可以有多种方式。

（1）教师可提供贴近学生现实生活的典型案例，如校园歌手大赛成绩管理、图书馆图书及借阅管理、社会实践调查问卷的管理与分析、早餐营养搭配管理、超市销售记录的管理与分析等。

选用的案例应该包含数据库建设与数据生成的主要环节，可进行主要的查询操作以彰显其意义，又不至于过分复杂，以免超出学业允许的限度；应能反映整体性思想，采用的案例由小到大，由简单到复杂，从而引导学生形成关于数据管理的更大联想空间。

（2）教师还可以选取贴近学生学习和生活的典型问题，引导和鼓励学生自行采集和创建典型案例，在确定具体问题解决方案制订和实施的过程中，开展自主或协作学习。

考虑到学生的既有知识积累，建议引导学生在使用数据分析工具的过程中，理解数据管理的思想，进而理解数据管理技术。

例如，在电子表格软件与其他数据库之间共享数据，以帮助学生有效地迁移所学知识；还可以借助这些数据分析软件，将获得的数据可视化，加强学生对数据分析方法的掌握及数据意义的理解。

本模块的教学适宜在计算机网络环境下开展。

要求至少配备一种数据库管理系统和一种数据分析软件。

除此之外，教师也可以组织学生参观企业或社会团体的信息中心，听取专业人员介绍数据Z12011-10Z1961（新）.indd42023/1/315:

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43绪论5管理与分析的策略，体会数据管理与分析的重要价值，感受数据对人类社会的重要影响。

七、课标的学业要求教科书对应课标的“学业要求”及其标注如下。

A-1：

能够确定学习和生活中的业务数据问题。

（计算思维）A-2：

能提出解决方案。

（计算思维）A-3：

评价其合理性、完整性以及分析方案优化或改进的可能性。

（计算思维）A-4：

能认识有效管理与分析数据对获取有价值信息、形成正确决策的作用与意义。

（信息意识）A-5：

认识数据管理与分析技术对人类社会生活的重要影响。

（信息意识）A-6：

能在特定的信息情境中，根据业务数据问题解决的需求，利用多种途径采集与甄别数据。

（信息意识）A-7：

能按照特定数据管理的需求，使用数据库管理系统建立关系数据库。

（计算思维）A-8：

会选用恰当的策略与方法，对数据进行管理。

（计算思维）A-9：

认识数据备份的重要性。

（信息社会责任）A-10：

能根据需要及时备份与还原数据，确保数据安全。

（信息社会责任）A-11：

会采用适当的方法提取数据。

（计算思维）A-12：

能正确选用数据分析方法和工具，分析并解释数据。

（计算思维）A-13：

能根据需要，主动选用数字化工具开展自主或协作学习。

（数字化学习与创新）A-14：

创造性地解决问题。

（数字化学习与创新）八、课标的学业质量水平表1是本教科书对应课标的学业质量水平及其标注。

表1本教科书对应课标的学业质量水平及其标注水平质量描述3B3-1-1：

了解数据管理和分析的基本过程与方法，认识数据的有效管理与处理对于提高信息价值的重要意义，能够按照给出的数据分析方法分析数据并进行可视化呈现，提取有用信息，形成结论。

B3-2-2：

能够针对特定的业务问题，利用数据管理与分析技术，对既定方案进行评估，发现问题；能根据业务逻辑的需要，设计利用数据库解决某一具体数据管理与分析问题的方案；能根据具体的数据分析提取数据，利用数据分析工具分析数据，并能解释和呈现结果。

B3-3-3：

理解数据管理与分析系统或工具在完成任务中的作用，能够基于学习中的数据管理与分析任务进行自主或协作探究。

B3-4-4：

能针对数据分析案例，认识数据准确性和可靠性的重要作用；有数据备份与还原意识，能按照要求进行数据备份与还原。

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43普通高中教科书信息技术教师教学用书6水平质量描述4B4-1-5：

掌握数据管理和分析的基本过程与方法；能够根据特定问题解决的需要，在较为复杂的信息情境中，利用多种途径对数据进行采集和分类；认识数据的准确性、可靠性、真伪性对解决数据业务问题的关键作用，并能对此进行评估；能够甄别不同的数据分析与表达方法的优劣，选用合适的方法对数据进行分析与可视化表达，提取有用信息，形成结论。

B4-2-6：

能够针对学习和生活中的特定数据业务问题，运用系统思想和结构化思维，对数据业务进行需求分析和问题求解，提出明确的数据管理与分析解决方案并进行优化；能够根据业务逻辑的需要，设计利用数据库解决以某一具体数据管理与分析问题的方案，并通过实施这一方案来验证其有效性；能根据不同的数据分析要求，采用合适的方法提取数据，运用适当的数据分析工具分析数据，并能对分析结果进行合理解释和恰当呈现。

B4-3-7：

能够运用数据管理与分析技术完成任务，并在此过程中进行自主或协作探究；能够评估常见的数字化资源与工具对学习支持的价值，根据需要合理选择。

B4-4-8：

能根据数据分析的目的和意图，判断数据分析任务的复杂性和多样性，并选用合适的数据分析与可视化方法和工具，提高数据的识别度，使之更符合受众要求；具有数据备份与还原意识，能正确评估各种备份机制的特点，能根据需要及时备份与还原数据，确保数据安全。

九、教科书结构框架设计以课程标准的“内容构成”和“内容要求”设计普通高中教科书信息技术选择性必修3数据管理与分析的各章结构框架：

教科书结构框架由“数据需求分析”“数据管理”“数据分析”三部分内容构成，每个部分由相应的内容要求构建，分为五章，如图1所示。

图1教科书结构框架（续表）Z12011-10Z1961（新）.indd62023/1/315:

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44绪论7十、项目学习设计项目学习（Project-BasedLearning，简称“PBL”）是通过教学设计解决真实世界的问题，促进学生可用性知识的建构，而不是解决假设性的、没有意义的无用习题。

项目学习强调学生主动学习、自主探究，以及师生、小组内外协作交流。

学生大部分知识的获得和技能的掌握都是在探究活动过程中实施完成的。

项目学习模式一般由6个要素与相应的8个栏目组成，如图2所示。

要素1：

“选定项目”“项目范例”（栏目1）和“项目选题”（栏目2）。

要素2：

“规划设计”“项目规划”（栏目3）和“方案交流”（栏目4）。

要素3：

“探究活动”（栏目5）。

要素4：

“项目实施”（栏目6）。

要素5：

“成果交流”（栏目7）。

要素6：

“活动评价”（栏目8）。

图2项目学习模式其中，“项目范例”是教师选择真实世界的问题开展教学活动，通过“情境”“主题”“规划”“探究”“实施”“成果”“评价”等活动，引导学生了解开展项目学习活动的全过程；“项目选题”是学生从真实世界选择自己感兴趣的项目主题；“项目规划”是学生根据项目选题，制订自己的项目方案；“方案交流”是学生展示、交流自己设计的项目方案，师生共同探讨、完善其方案；“探究活动”是学生通过“问题”“观察”“分析”“阅读”“思考”“交流”“实Z12011-10Z1961（新）.indd72023/1/315:

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45普通高中教科书信息技术教师教学用书8践”“实验”“体验”“调查”“讨论”“拓展”等活动，获取知识和技能的过程；“项目实施”是学生运用在项目学习过程中所获得的知识和技能来完成项目方案；“成果交流”是教师组织学生展示交流项目成果，共享创造、分享快乐；“活动评价”是教师组织学生开展项目评价活动。

项目学习理念改变了以往“教师讲，学生听”的被动学习，学生从“听中学”转向“做中学、学中创、创中乐”的主动学习。

项目学习策略是“从实践入手、先学后教、先练后讲”。

同时，以教师为指导、学生为主体，培养学生的学习主动性与创造性、交流与表达能力等。

十一、教学活动设计教学活动是落实学生发展核心素养的基本途径。

普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）指出：

教师在教学中要紧紧围绕学科核心素养，凸显“学主教从、以学定教、先学后教”的专业路径。

每章的教学活动是围绕其对应的课标内容要求、学业要求和学业质量水平、达成的学科核心素养，进行项目主题单元教学设计。

每节的教学活动融合在项目学习活动过程中，而不是以节为单元进行教学设计。

把项目整合于课堂教学中，重构教学组织方式，创设有利于学生开展项目学习的数字化环境、资源和条件，引导学生在数字化学习的过程中，领悟数字化环境对个人发展的影响，养成终身学习的习惯。

本教科书按“数据需求分析”“数据管理”“数据分析”三部分内容展开，围绕信息技术学科核心素养设计了“中学生膳食和运动习惯的数据管理与分析调查”“中学生体质健康数据管理系统的需求分析与数据建模”“中学生体质健康数据管理系统的数据管理”“中学生体质健康数据管理系统的数据分析”“体验电子商务数据的管理与分析新技术应用”项目范例，教师围绕“情境”“主题”“规划”“探究”“实施”“成果”“评价”的项目范例主线开展教学活动，帮助同学们掌握本教科书的基础知识、方法和技能，增强信息意识、发展计算思维、提高数字化学习与创新能力，树立正确的信息社会价值观和责任感，从而提升学生的信息素养。

十二、学习活动设计本教科书要求学生对现实世界中的真实性问题进行自主、协作、探究学习。

学生围绕“项目选题”“项目规划”“方案交流”“探究活动”“项目实施”“成果交流”“活动评价”的项目学习主线开展学习活动，体验“做中学、学中创、创中乐”的项目学习理念和“从实践入手、先学后教、先练后讲”的项目学习策略，将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中，从而促进信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任的信息技术学科核心素养达成。

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45绪论9十三、教学评价设计本教科书评价目标是根据其相应的学科核心素养水平和学业要求、学业质量水平等确定。

评价内容要从单纯关注知识与技能向关注学生学业成就转变，同时还要关注解决现实问题和团队合作等多种能力的提升。

评价方式要有利于学生学习、有利于教学开展。

为此，本教科书在每章结尾的“本章学业评价”设计了基于学业质量水平的测试题，包括结合纸笔测试与上机测试，测试知识的单选题、测试思维能力的思考题与测试综合能力的情境题等。

本教科书以培养信息素养为目标，以知识体系为载体，以项目学习活动过程与评价为途径，促进与鼓励学生信息技术学科核心素养达成，设计了“项目活动评价表”。

其中，“评价结果”采用“仍需努力”替代“不合格”的等级，鼓励学生继续努力学习；“综合得分”中“学生互评”占30、“学生自评”占30、“教师评价”占40，体现了以学生为主体、教师为主导的评价方式；运用“项目活动评价表”对项目学习活动的每个环节都进行评价，让学生综合评价自己在信息技术知识与技能、解决实际问题的过程与方法，以及相关情感态度与价值观的形成等方面，是否达到了本章的学习目标。

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45第一章数据管理与分析应用概述一、本章教学内容分析1.本章对应课标的内容要求结合生活实际，认识到数据是一种重要的资源，通过科学管理与分析数据，可以使数据实现其应有价值，感受数据管理与分析技术的重要性。

2.本章的地位和作用本章