人工智能預(yù)測出行初中信息技術(shù)04.教學(xué)反思03.教學(xué)過程02.教學(xué)設(shè)計目錄CONTENTS教材分析01.教材分析PART01本課的地位預(yù)測在不同天氣條件下，同伴會選擇何種交通工具來學(xué)校；采用多種方式收集多組數(shù)據(jù)，建構(gòu)多維度數(shù)據(jù)集，初步運(yùn)用人工智能的方式對同伴出行的交通工具進(jìn)行預(yù)測。通過一個具體可實現(xiàn)的生活情境，讓學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)據(jù)、算法、算力進(jìn)行人工智能的模擬應(yīng)用。人工智能正在對人們的學(xué)習(xí)、生活與工作，特別是解決問題的思維方式產(chǎn)生深刻影響。學(xué)生可以從感興趣的問題出發(fā)設(shè)計活動。為滿足新課標(biāo)中九年級“人工智能與智慧社會”內(nèi)容要求，體現(xiàn)用數(shù)據(jù)集結(jié)合人工智能算法解決出行問題，設(shè)計了項目“人工智能預(yù)測出行”。本課的作用本課的作用和地位認(rèn)識數(shù)據(jù)收集的方式，了解問卷、訪談、觀察、資料分析等調(diào)查研究方法，理解數(shù)據(jù)收集和加工處理的方式，以及數(shù)據(jù)收集在人工智能預(yù)測的模型訓(xùn)練與測試中所起的作用。比較調(diào)查研究中不同的數(shù)據(jù)收集方式，在實踐中反思總結(jié)、綜合運(yùn)用多學(xué)科知識，從人工智能預(yù)測的模型訓(xùn)練與測試中思考人工智能預(yù)測的創(chuàng)新應(yīng)用。綜合運(yùn)用信息技術(shù)、數(shù)學(xué)、地理、語文等學(xué)科知識，確定數(shù)據(jù)收集維度，合理設(shè)計問卷，分小組展開調(diào)查研究，實施撰寫實踐日志，基于收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練與測試。在實踐中思考數(shù)據(jù)維度、數(shù)據(jù)量對人工智能預(yù)測的影響，嘗試將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用在數(shù)據(jù)分析和預(yù)測中，在實踐與協(xié)作的過程中能主動提出問題并解決問題。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)難點人工智能預(yù)測出行的創(chuàng)新應(yīng)用。教學(xué)重點調(diào)查研究，收集數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的訓(xùn)練和測試。教學(xué)重點及難點情境教學(xué)法學(xué)生根據(jù)自身的生活情境，思考哪些因素會影響出行方式的選擇。問卷調(diào)查法小組合作法自主探究法活動中，需要分小組進(jìn)行，同一個小組里，每個人分別分配不同的任務(wù)，如項目負(fù)責(zé)人、硬件負(fù)責(zé)人、軟件負(fù)責(zé)人、產(chǎn)品發(fā)言人學(xué)生需要設(shè)計問卷問題，收集數(shù)據(jù)，了解出行方式可能會受溫度、濕度、是否下雨等因素影響。學(xué)生不但要熟練自己負(fù)責(zé)的模塊，更要了解整個項目所有內(nèi)容。教學(xué)方法教學(xué)設(shè)計PART02首先，將歷史出行數(shù)據(jù)集，包括多行溫度、濕度、光照、是否下雨，出行方式的表格數(shù)據(jù)，利用算法訓(xùn)練成模型。然后，將傳感器實時檢測的數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、光照、是否下雨，輸入到模型中。最后，模型輸出出行預(yù)測結(jié)果。教學(xué)構(gòu)思行業(yè)PPT模板/hangye/1.注重生活性、趣味性，以體驗為主教學(xué)策略2.注重生活性、綜合性，利用多學(xué)科知識，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題3.多種信息化手段并用PPT課件、微課資源實驗設(shè)備已分組的學(xué)生教學(xué)準(zhǔn)備人工智能預(yù)測出行1、數(shù)據(jù)收集，明確影響出行的因素2、硬件連接與軟件運(yùn)行3、模型訓(xùn)練與測試板書設(shè)計教學(xué)過程PART03激趣導(dǎo)入探索新知引思明理學(xué)以致用課堂小結(jié)教學(xué)流程圖0102問題1激趣導(dǎo)入你早上是如何到學(xué)校的？你想知道其他同學(xué)都是如何到學(xué)校的嗎問題2如何獲取模型訓(xùn)練與測試的數(shù)據(jù)呢？探究新知調(diào)查問卷水分傳感器溫濕度傳感器行空板數(shù)據(jù)收集模型訓(xùn)練與測試改進(jìn)與應(yīng)用明確方法1、可以采用問卷和訪談的方式收集數(shù)據(jù)2、分小組展開抽樣調(diào)查，調(diào)整問卷收集、調(diào)查方案，統(tǒng)計數(shù)據(jù)。3、演示機(jī)器學(xué)習(xí)平臺的操作，將收集到的數(shù)據(jù)輸入機(jī)器平臺，訓(xùn)練模型，進(jìn)行測試，記錄結(jié)果。探索新知改進(jìn)與應(yīng)用探索新知機(jī)器平臺工作過程：2、在模型訓(xùn)練的過程中哪些因素對測試結(jié)果的準(zhǔn)確率有影響？（2）如果選擇過于簡單的樣本，如家校距離很大，或選擇難以判斷的樣本，機(jī)器能否預(yù)測正確結(jié)果，如何測試更合理。1、根據(jù)測試結(jié)果的反饋，判斷預(yù)測模型的建立是否成功，思考機(jī)器學(xué)習(xí)的過程。（1）在模型測試時如果使用已訓(xùn)練過的樣本，則不能真正判斷模型的測試結(jié)果是否準(zhǔn)確。引思明理導(dǎo)出預(yù)測模型到圖形化編程工具，利用預(yù)測模型生成積木，創(chuàng)作交互式作品。學(xué)以致用0102課后作業(yè)嘗試其他預(yù)測項目，如學(xué)生學(xué)習(xí)壓力的預(yù)測，家庭幸福指數(shù)的預(yù)測。課堂小結(jié)人工智能預(yù)測出行是一個基于數(shù)據(jù)和人工智能的典型應(yīng)用，項目從調(diào)查研究入手，通過收集溫度、濕度、光照、是否下雨、到校的交通工具等數(shù)據(jù)，展開基于數(shù)據(jù)的模型訓(xùn)練與測試。課堂小結(jié)教學(xué)反思PART04自主評價課堂探究基礎(chǔ)理解過程方法生生互評教師點評教學(xué)評價與考核項目中調(diào)查研究是最耗時的部分，包含收集數(shù)據(jù)和整理數(shù)據(jù)。在實踐中如果調(diào)查研究有困難，學(xué)生可借助機(jī)器學(xué)習(xí)平臺提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練和測試，然而，沒有調(diào)查研究的設(shè)計和實施，該活動就變成數(shù)據(jù)的輸入練習(xí)，缺乏了趣味性。學(xué)生根據(jù)老師定義的數(shù)據(jù)維度，如溫度、濕度，進(jìn)行預(yù)測，也可以根據(jù)自己收集的數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)維度，如年齡、家校距離、是否有同伴等，增加或刪減標(biāo)簽，讓訓(xùn)練的預(yù)測模型