义务教育版（2024）五年级信息科技 第28课 认识决策树算法 教案
文档属性
| 名称 | 义务教育版（2024）五年级信息科技 第28课 认识决策树算法 教案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 义务教育版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2025-01-15 09:05:57 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
第28课 认识决策树算法 教学设计
课题 认识决策树算法 单元 第八单元 学科 信息科技 年级 五年级
教材分析 【学情分析】人工智能正逐步走进我们的生活。在各种各样的人工智能应用中，算法起到了关键的作用。人工智能中的算法是实现各种智能功能的核心，它们通过分析和处理数据，为社会生活带来更多的便利和创新。人工智能算法能够通过分析大量数据，进行自主决策和预测。例如，在智能家居中，算法可以根据用户的历史行为和习惯，自动调整与控制智能冰箱、智能电视、智能洗衣机、智能灯具、智能厨具等家居设备的设置，提高使用的舒适性和便捷性。图像识别、语音识别等算法使得人工智能系统能够准确地识别图像中的物体、人物以及语音中的指令，便于进一步的处理与控制。这些算法在安全防范、医疗健康、自动驾驶、工业生产、农业种植等领域都有广泛的应用。例如，广泛使用的人脸识别、物体检测等，都是通过图像识别算法实现的。自然语言处理算法使得人工智能系统能够理解和生成自然语言文本，从而实现智能客服、智能翻译等功能，提高了人机交互的效率，使人们能够自然地与机器人聊天。各种优化与搜索算法，在人工智能中用于解决各种优化问题和寻找最优解，在机器人路径规划、物流管理等方面发挥着重要作用。生成式人工智能是一种可以生成新的创意内容的算法，包括文本、图像、音频、视频等各类作品。生成式人工智能模型基于大规模数据进行训练，通过学习数据中的模式并使用这些模式生成新的输出。生成式人工智能正在加速工作与创新的进程，带来更多自动化服务，提高社会生产力，推动社会的进步。随着技术的不断发展与创新应用，新的算法和模型将不断涌现，为人工智能的应用提供更加广阔的发展空间。在前面的学习中，我们已经认识了很多算法，本单元从应用的角度，引导学生了解人工智能领域中一些算法的初步知识。。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：在问题求解过程中，有意识地寻求恰当的算法解决问题，尝试利用算法解决现实生活中的问题。2. 计算思维：验证解决方案，反思问题解决的过程和方法，并对其进行优化。3. 数字化学习与创新：按照任务需求，运用信息科技获取、加工、管理学习资源，开展数字化探究和创新活动。4. 信息社会责任：初步具备数据安全防护能力，能保护个人及他人隐私，自觉维护网络安全和数据安全。
重点 决策树及其作用；决策树算法的应用场景。
难点 决策树算法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【游戏热身——“猜动物”】同学们，我们来玩个 “猜动物” 的游戏。老师心里想了一种动物，大家可以通过问问题来猜出它是什么。但老师只能回答 “是” 或者 “不是” 哦。比如，你们可以问 “它是哺乳动物吗？” 如果老师回答 “是”，你们再接着问其他相关问题。看看大家通过几个问题能把这个动物猜出来。【建构】在这个游戏中，我们通过不断提问和根据答案来缩小范围，这背后的思考方式和我们今天要学的决策树算法有着紧密的联系呢。除此之外，人工智能在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。人工智能应用中使用了很多算法，决策树算法是其中非常重要的一种。 思考、注意 吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，引发学生思考。
学习活动 【学习活动1】一、初步体验决策过程小智的爸爸准备给小智买一个电话手表，正在征求他的想法。以下是小智和他爸爸的对话。在以上情境中，实际上已经包含一个简单的决策过程。爸爸根据小智的回答，知道了小智的要求：小智想要一个防水性能好、前后都有摄像头、待机时间长的蓝色电话手表。在人工智能应用中，决策树算法能够通过类似于人类决策的方法，来解决问题和进行预测，为人们面对各种复杂问题时提供了一种简单、高效且可解释的解决方案。【思考-讨论】那么，什么是决策树呢？【学习活动2】二、认识决策树算法下面就是一个简单的分类决策树。通常，决策树的每个分支只存在两个答案，比如“是”或“否”。如果有两个以上的答案，比如“是”“否”或“有时”，可以沿着分支继续添加更多的分支，形成不同层次的分类。决策树算法的步骤很简单，主要步骤如下。【小试牛刀】通过“购物网站推荐商品”的实例，体会决策树的作用。首先，购物网站需要收集用户的一些信息，比如年龄、性别、购买历史、浏览记录等。这些信息将用于创建决策树，以预测用户感兴趣的商品。其次，购物网站要选择一个与用户的特征相关的问题，从而区分不同兴趣群体，如用户的年龄、性别、爱好等。最后，购物网站根据收集到的信息，创建决策树来帮助推荐商品。假设以年龄作为最佳问题，决策树的第一个节点就是确定年龄段，然后有四个分支，分别对应不同年龄段的商品推荐选项。 通过决策树算法，购物网站可以根据不同年龄、性别等信息，为用户推荐个性化商品，提高用户购物体验的满意度。同时，购物网站还可以不断收集用户反馈的数据，更新决策树，使商品推荐更准确。【学习活动3】三、决策树算法的应用场景现实生活中，许多场合都使用了人工智能中的决策树算法，除了上面介绍的商品推荐，再举例如下。医疗诊断决策树算法在医疗诊断中有广泛应用。医生可以使用决策树，根据患者的症状和检查结果，辅助判断可能的疾病或诊断结果。例如，决策树可以帮助判断一个病人是否患有某种疾病。自助服务机器人在火车站、机场、医院等场所，有时你会看到自助服务机器人。只需告诉它你需要什么帮助，它就会告诉你怎么做。因为机器人里的智能决策系统会根据你的问题，自动搜索并筛选相关信息，从而回答问题。预测公交车到站时间有时你会看到公交站牌上有公交车到站的时间。这是因为公交智能系统通过实时获得的信息，考虑路况、其他车辆的影响、乘客高峰出行时间等因素，通过决策树等算法来预测公交车到达各个站点的时间。自动驾驶汽车决策树算法在自动驾驶汽车中具有关键作用。车辆需要根据交通规则和感知到的环境信息做出决策，如是否加速、减速、转弯等。决策树可以帮助自动驾驶汽车做出安全可靠的驾驶决策。 听讲、思考、讨论 教师通过讲授课程内容，向学生传授知识。学生通过听讲和观察，学习基础知识。另外，通过提问等方式引发学生思考，培养其思考和分析问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 周末，小夏和小智决定一起去游乐园玩，但是不确定应该玩哪个游乐项目，于是他们创建了下面的决策树来帮助选择适合的游乐项目，享受一个愉快的周末。小夏和小智的做法有什么值得学习的地方？他们进行决策的主要依据是什么？ 巩固、拓展 通过拓展，帮助学生巩固、延伸所学内容，强化对所学知识的掌握。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
第28课 认识决策树算法 教学设计
课题 认识决策树算法 单元 第八单元 学科 信息科技 年级 五年级
教材分析 【学情分析】人工智能正逐步走进我们的生活。在各种各样的人工智能应用中，算法起到了关键的作用。人工智能中的算法是实现各种智能功能的核心，它们通过分析和处理数据，为社会生活带来更多的便利和创新。人工智能算法能够通过分析大量数据，进行自主决策和预测。例如，在智能家居中，算法可以根据用户的历史行为和习惯，自动调整与控制智能冰箱、智能电视、智能洗衣机、智能灯具、智能厨具等家居设备的设置，提高使用的舒适性和便捷性。图像识别、语音识别等算法使得人工智能系统能够准确地识别图像中的物体、人物以及语音中的指令，便于进一步的处理与控制。这些算法在安全防范、医疗健康、自动驾驶、工业生产、农业种植等领域都有广泛的应用。例如，广泛使用的人脸识别、物体检测等，都是通过图像识别算法实现的。自然语言处理算法使得人工智能系统能够理解和生成自然语言文本，从而实现智能客服、智能翻译等功能，提高了人机交互的效率，使人们能够自然地与机器人聊天。各种优化与搜索算法，在人工智能中用于解决各种优化问题和寻找最优解，在机器人路径规划、物流管理等方面发挥着重要作用。生成式人工智能是一种可以生成新的创意内容的算法，包括文本、图像、音频、视频等各类作品。生成式人工智能模型基于大规模数据进行训练，通过学习数据中的模式并使用这些模式生成新的输出。生成式人工智能正在加速工作与创新的进程，带来更多自动化服务，提高社会生产力，推动社会的进步。随着技术的不断发展与创新应用，新的算法和模型将不断涌现，为人工智能的应用提供更加广阔的发展空间。在前面的学习中，我们已经认识了很多算法，本单元从应用的角度，引导学生了解人工智能领域中一些算法的初步知识。。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：在问题求解过程中，有意识地寻求恰当的算法解决问题，尝试利用算法解决现实生活中的问题。2. 计算思维：验证解决方案，反思问题解决的过程和方法，并对其进行优化。3. 数字化学习与创新：按照任务需求，运用信息科技获取、加工、管理学习资源，开展数字化探究和创新活动。4. 信息社会责任：初步具备数据安全防护能力，能保护个人及他人隐私，自觉维护网络安全和数据安全。
重点 决策树及其作用；决策树算法的应用场景。
难点 决策树算法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【游戏热身——“猜动物”】同学们，我们来玩个 “猜动物” 的游戏。老师心里想了一种动物，大家可以通过问问题来猜出它是什么。但老师只能回答 “是” 或者 “不是” 哦。比如，你们可以问 “它是哺乳动物吗？” 如果老师回答 “是”，你们再接着问其他相关问题。看看大家通过几个问题能把这个动物猜出来。【建构】在这个游戏中，我们通过不断提问和根据答案来缩小范围，这背后的思考方式和我们今天要学的决策树算法有着紧密的联系呢。除此之外，人工智能在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。人工智能应用中使用了很多算法，决策树算法是其中非常重要的一种。 思考、注意 吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，引发学生思考。
学习活动 【学习活动1】一、初步体验决策过程小智的爸爸准备给小智买一个电话手表，正在征求他的想法。以下是小智和他爸爸的对话。在以上情境中，实际上已经包含一个简单的决策过程。爸爸根据小智的回答，知道了小智的要求：小智想要一个防水性能好、前后都有摄像头、待机时间长的蓝色电话手表。在人工智能应用中，决策树算法能够通过类似于人类决策的方法，来解决问题和进行预测，为人们面对各种复杂问题时提供了一种简单、高效且可解释的解决方案。【思考-讨论】那么，什么是决策树呢？【学习活动2】二、认识决策树算法下面就是一个简单的分类决策树。通常，决策树的每个分支只存在两个答案，比如“是”或“否”。如果有两个以上的答案，比如“是”“否”或“有时”，可以沿着分支继续添加更多的分支，形成不同层次的分类。决策树算法的步骤很简单，主要步骤如下。【小试牛刀】通过“购物网站推荐商品”的实例，体会决策树的作用。首先，购物网站需要收集用户的一些信息，比如年龄、性别、购买历史、浏览记录等。这些信息将用于创建决策树，以预测用户感兴趣的商品。其次，购物网站要选择一个与用户的特征相关的问题，从而区分不同兴趣群体，如用户的年龄、性别、爱好等。最后，购物网站根据收集到的信息，创建决策树来帮助推荐商品。假设以年龄作为最佳问题，决策树的第一个节点就是确定年龄段，然后有四个分支，分别对应不同年龄段的商品推荐选项。 通过决策树算法，购物网站可以根据不同年龄、性别等信息，为用户推荐个性化商品，提高用户购物体验的满意度。同时，购物网站还可以不断收集用户反馈的数据，更新决策树，使商品推荐更准确。【学习活动3】三、决策树算法的应用场景现实生活中，许多场合都使用了人工智能中的决策树算法，除了上面介绍的商品推荐，再举例如下。医疗诊断决策树算法在医疗诊断中有广泛应用。医生可以使用决策树，根据患者的症状和检查结果，辅助判断可能的疾病或诊断结果。例如，决策树可以帮助判断一个病人是否患有某种疾病。自助服务机器人在火车站、机场、医院等场所，有时你会看到自助服务机器人。只需告诉它你需要什么帮助，它就会告诉你怎么做。因为机器人里的智能决策系统会根据你的问题，自动搜索并筛选相关信息，从而回答问题。预测公交车到站时间有时你会看到公交站牌上有公交车到站的时间。这是因为公交智能系统通过实时获得的信息，考虑路况、其他车辆的影响、乘客高峰出行时间等因素，通过决策树等算法来预测公交车到达各个站点的时间。自动驾驶汽车决策树算法在自动驾驶汽车中具有关键作用。车辆需要根据交通规则和感知到的环境信息做出决策，如是否加速、减速、转弯等。决策树可以帮助自动驾驶汽车做出安全可靠的驾驶决策。 听讲、思考、讨论 教师通过讲授课程内容，向学生传授知识。学生通过听讲和观察，学习基础知识。另外，通过提问等方式引发学生思考，培养其思考和分析问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 周末，小夏和小智决定一起去游乐园玩，但是不确定应该玩哪个游乐项目，于是他们创建了下面的决策树来帮助选择适合的游乐项目，享受一个愉快的周末。小夏和小智的做法有什么值得学习的地方？他们进行决策的主要依据是什么？ 巩固、拓展 通过拓展，帮助学生巩固、延伸所学内容，强化对所学知识的掌握。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
同课章节目录