< Unità 5 - Dati e società ('22-'23)

Lezione 10 - Strutturazione dei dati

45 minuti

Panoramica

Domanda del giorno: come possiamo semplificare l'elaborazione dei dati da parte dei computer?

In questa lezione, gli studenti approfondiscono la raccolta e l'interpretazione dei dati, compresa la pulizia dei dati e la loro visualizzazione. Gli studenti esaminano innanzitutto come presentare i dati in modi diversi può aiutare le persone a comprenderli meglio, quindi creano visualizzazioni dei propri dati. Utilizzando i risultati di un sondaggio sulle condimenti della pizza preferita, gli studenti devono decidere cosa fare con i dati che non si adattano facilmente allo schema di visualizzazione che hanno scelto. Infine, gli studenti discutono quali parti di questo processo possono essere automatizzate da un computer e quali richiedono un essere umano per prendere decisioni.

Traguardo di apprendimento

Questa lezione dimostra che i dati grezzi devono essere interpretati in qualche modo per aiutare le persone a utilizzarli per prendere decisioni. Gli studenti si occupano sia della visualizzazione che della pulizia dei dati e vedono come i dati possono essere interpretati erroneamente se non vengono puliti correttamente. Gli studenti vedono anche come i dati devono essere strutturati in modi particolari per essere utilizzati da un computer.

Opportunità di valutazione

  1. Identifica e rimuovi i dati irrilevanti da un insieme di dati.

    Mentre gli studenti puliscono i propri dati nell'attività digitale, aggirati per l'aula e chiedi loro quali sono le scelte che stanno facendo. Puoi anche usare la discussione successiva come momento in cui spiegare quali dati hanno identificato come irrilevanti.

  2. Crea un grafico a barre basato su un insieme di dati.

    Guida alle attività: il grafico a barre deve essere compilato. Le risposte possono variare leggermente, ma nel complesso dovrebbero essere approssimativamente le stesse del modello di esempio.

  3. Spiega perché un set di dati deve essere pulito prima che un computer possa utilizzarlo.

    Guida alle attività: gli studenti dovrebbero identificare i dati che devono essere puliti e spiegare perché sono problematici nella loro forma grezza. Puoi anche usare la discussione successiva per chiedere agli studenti di fornire una spiegazione più esplicita del motivo per cui è necessario farlo.

Mappatura delle competenze

Mappatura completa del corso
CSTA K-12 Computer Science Standards (2017)
    • 2-DA-08 - Collect data using computational tools and transform the data to make it more useful and reliable.

Pianificazione

Obiettivi

Gli alunni saranno in grado di:
  • creare un grafico a barre basato su un set di dati.
  • spiegare perché un set di dati deve essere "pulito" prima che un computer possa utilizzarlo.
  • riconoscere e rimuovere i dati irrilevanti da un set di dati.

Preparazione

  • Controlla il forum "Aula insegnanti" per insegnanti verificati per trovare strategie o risorse aggiuntive condivise dagli altri colleghi insegnanti
  • Se stai facendo una lezione virtuale, valuta la possibilità di controllare le nostre Modifiche alla lezione virtuale

Collegamenti

Attenzione! Fai una copia di tutti i documenti che intendi condividere con gli alunni.

Per gli insegnanti
Per gli studenti

Guida didattica

Preparazione (5 minuti)

Quando gli studenti entrano, fai proiettare sulla lavagna la diapositiva di avvio che contiene 3 diverse rappresentazioni di un sondaggio «Miglior animale domestico per la classe».

Diario

Discussione quale di questi rende più facile per un essere umano decidere quale animale domestico è il più popolare? Quale dei due rende più facile per un computer prendere una decisione?

Discuti: chiedi agli studenti di scrivere un diario individualmente, poi di condividerlo con un vicino e infine di discuterne con tutta la classe. Puoi annotare le loro idee alla lavagna per consultarle più in là nella lezione.

Scopo della discussione

Gli studenti devono capire che diverse forme di dati facilitano il processo decisionale da parte delle persone. Dovrebbero anche rendersi conto che le persone spesso si trovano più a proprio agio con le immagini, come il grafico a barre, mentre i computer se la cavano meglio con i numeri, come quelli della tabella.

Osservazioni

A volte i dati «grezzi», il modo in cui le informazioni vengono raccolte per la prima volta, devono essere presentati in una forma diversa in modo che umani e computer possano capire più facilmente cosa significano.

Domanda del giorno: come possiamo semplificare l'elaborazione dei dati da parte dei computer?

Attività (35 minuti)

Forma i gruppi: disponi gli studenti in coppie e dai a ciascuna coppia una copia di Structuring Data 2021.

Strutturare i dati - Guida all'attività

Leggete insieme le istruzioni insieme in classe, assicurandovi che gli studenti comprendano il problema che stanno cercando di risolvere (scegliere un condimento per il pizza party).

Fai questo: chiedi agli studenti di creare il grafico a barre per il set di dati grezzi fornito. Alcune delle risposte non rientreranno intenzionalmente facilmente nelle scelte date.

Girando tra i banchi: incoraggia gli studenti a usare il proprio giudizio sulle risposte che sono difficili da inserire nel grafico e che queste sfide sono una parte normale del processo di risoluzione dei problemi relativi ai dati. Ascolta gli studenti che discutono e collaborano con i loro compagni mentre prendono queste decisioni.

Rifletti: chiedi agli studenti di rispondere alle 2domande di riflessione" in fondo alla guida alle attività.

Discussione: dopo che gli studenti hanno finito di creare il diagramma e di aver compilato le "domande di riflessione", chiedi agli studenti di condividere le loro risposte con tutta la classe.

Opportunità di valutazione

Gli studenti dovrebbero rendersi conto che ci sono diversi modi in cui le risposte potrebbero essere difficili da classificare, indipendentemente dal fatto che siano completamente irrilevanti, non sufficientemente specifiche o non costituiscano una scelta determinata. Ignora l'ortografia per ora se gli studenti non ne parlano.

Osservazioni

Abbiamo creato questo grafico a mano, ma è anche possibile che il computer lo crei per noi. Ciò è particolarmente utile quando si dispone di molti dati. Cosa succederebbe se il computer provasse a creare un grafico con gli stessi dati con cui hai iniziato? Pensi che avrà lo stesso aspetto del tuo grafico?

Discuti: chiedi agli studenti di discutere di questo suggerimento con un vicino. Mentre lo fanno, apri l'app Dati del Pizza Party in modo che tutti gli studenti possano vederla.

App Dati del Pizza Party: mostra l'app alla classe, spiegando che questa app contiene gli stessi dati che avevate tutti e un po' di più. Puoi scorrere la prima schermata per vedere tutti i dati disponibili, evidenziando alcune nuove risposte che potrebbero anche essere difficili da classificare.

Enfatizza il pulsante «Mostra grafico» nella parte superiore dell'app e chiedi agli studenti di prevedere come sarà il grafico nella schermata successiva. Puoi chiedere agli studenti di condividere le loro idee, ma non interpretarle come «giuste» o «sbagliate»: lascia che siano gli studenti a riflettere su alcune ipotesi prima di fare clic sul pulsante e visualizzare la schermata successiva.

Discussione chiedi agli studenti di spiegare a coppie perché il grafico ha l'aspetto che ha e perché il computer non è stato in grado di inserire tutto nella categoria corretta. Chiedi agli studenti di condividere le loro risposte con la classe.

Scopo della discussione

Gli studenti dovrebbero notare che il computer ha utilizzato tutte le risposte del grafico, anche quelle irrilevanti. Gli studenti dovrebbero anche notare che non corregge l'ortografia né corregge le differenze nelle lettere maiuscole: ad esempio, «Formaggio» o «Cheese» e e «formaggio o «cheese» appaiono come due righe separate sul grafico.

Osservazioni

Quando abbiamo creato i nostri grafici, sapevamo che avremmo dovuto tralasciare alcune delle risposte che non avevano senso e che alcune risposte, come «peperoni» e «peperoni verdi», in realtà significavano la stessa cosa. Abbiamo anche inserito tutto ciò che era stato digitato erroneamente nella categoria corretta. I computer non sanno come farlo, perché in realtà non capiscono cos'è un «peperone» o che una parola con errori di ortografia è la stessa di una parola scritta correttamente. Ciò significa che dobbiamo pulire i dati prima che il computer sia in grado di utilizzarli.

Invita gli studenti a passare alla pagina successiva della loro Guida alle attività. Useremo questa pagina per aiutare a «pulire» i dati di un computer in modo che sia più facile da interpretare.

Fai questo: chiedi agli studenti di completare l'attività a coppie, pulendo i dati e restringendo al massimo 7 scelte tra le risposte. Quindi decidi quale condimento per pizza è la scelta migliore.

Discussione: quali modifiche hai dovuto apportare ai dati? Ce n'era qualcuno che dovevi buttare via completamente? Perché?

Opportunità di valutazione

Gli studenti dovrebbero notare che alcuni dati, come piccoli errori di ortografia, potrebbero essere facilmente «ripuliti» in una categoria appropriata, ma che altri dati, come «Sarò assente», dovevano essere rimossi completamente dall'insieme di dati.

Discussione: è stato un sacco di lavoro e ci sono stati solo una ventina di voti. Quanto tempo pensi che ci vorrebbe per pulire i dati per un sondaggio a livello nazionale? Riesci a pensare a qualche modo per assicurarci di avere dati puliti fin dall'inizio, per risparmiarci tutto questo lavoro?

Scopo della discussione

Alla fine, gli studenti dovrebbero rendersi conto che limitare le scelte di un utente può aiutare in questo, ad esempio utilizzando la scelta multipla anziché una risposta scritta. Potrebbero anche suggerire di ignorare le maiuscole, quindi «cheese» e «Cheese» non sarebbero più due risultati diversi.

Consenti agli studenti di discutere in coppia, poi di condividere la discussione con la classe.

Osservazioni

Quando lavoriamo con grandi quantità di dati, vogliamo automatizzare il più possibile il processo di risoluzione dei problemi. Poiché i computer non possono stabilire le stesse connessioni delle persone, ciò significa che le persone devono aiutare a organizzare i dati in modo che i computer possano comprenderli. Ciò significa pulire i dati o raccoglierli in modo da assicurarci che siano puliti quando li riceviamo.

Conclusione (5 minuti)

Diario

Discussione: riesci a pensare a un periodo passato in cui hai raccolto dati su di te, magari compilando un modulo? Quali pensi fossero alcune strategie utilizzate da questo modulo per assicurarsi che raccogliesse dati puliti?

Creative Commons License (CC BY-NC-SA 4.0).

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