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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 本节课义务教育版五年级全一册信息技术教材的第28课 认识决策树算法。本课将采用简化的方式，通过日常生活中的决策场景引入决策树的概念，让学生初步了解决策树的基本结构和构建过程，培养他们的逻辑思维能力和问题解决能力。决策树算法作为机器学习领域中的一种基础且直观的方法，其通过树状图的形式表示决策过程，易于理解和应用。然而，对于小学生而言，直接介绍复杂的算法理论和数学公式显然超出了他们的认知范围。
学习目标 信息意识：增强对决策树算法在日常生活和信息技术中应用的认识，理解其在问题解决中的重要性。计算思维：培养逻辑思维、条件判断和决策能力，初步形成计算思维的基本框架。数字化学习与创新：利用简单的工具或图形化编程平台模拟决策树算法，培养数字化学习能力和创新思维。信息社会责任：通过讨论决策树算法在实际应用中的伦理和社会影响，培养信息社会责任感和道德意识。
重点 决策树及其作用
难点 决策树算法的应用场景
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 人工智能在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。人工智能的应用离不开算法在背后的支持，算法是人工智能技术发展与应用的关键因素。 学生认真聆听、讨论。 引发学生的兴趣与思考。
讲授新课 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。以下是小智的爸爸和他的对话。在这个情境中，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，为我们在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。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。二、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。 学生认真聆听教师讲解，积极参与讨论；小组讨论完成学习活动教师引导学生思考：积极参与小组讨论，分享并讨论自己的见解和发现。 激发学生的学习兴趣，引导学生关注寻找解决问题的途径与方法，以及解决问题并验证结果等阶段。通过互动讨论。促进学生之间的交流与合作，加深对问题的理解和应用。为后续课程打下基础。
作业布置 假期里学生们选择何种体育运动成为老师和家长较关注的问题。如何解决这个的问题呢？　　建立决策树是一个好方法。决策树解决问题的关键，在于合理设定决策的条件，如年龄、体重指数、天气情况、运动时长、设施投入等。　　请尝试创建“假期的运动”的决策树。
课堂小结 1．人工智能应用中存在着各种各样的算法，算法已经成为助力人工智能发展与应用的重要动力。2．决策树算法能够通过类似于人类决策的方法来解决问题，进行预测和决策。3．决策树算法的步骤包括收集数据、选择最佳问题、创建决策树、测试决策树等步骤。
板书 一、初步体验决策过程二、决策树算法的应用场景
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第28课 认识决策树算法
(义务教育版）五年级下册
教学目标
1
新知导入
2
议一议
3
想一想
4
学一学
5
练一练
6
课堂总结
7
作业布置
8
1
教学目标
1.初步体验智能决策的过程，了解决策树算法的应用场景。
2.通过实例分析，认识决策树算法的基本步骤，体会决策树算法发挥的作用。
2
新知导入
人工智能在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。人工智能的应用离不开算法在背后的支持，算法是人工智能技术发展与应用的关键因素。
2
新知导入
图文识别
智能交通
自动驾驶
智能翻译
……
3
议一议
分组讨论并分享自己的决策过程和理由
4
想一想
　　学生思考并讨论影响决策的因素和可能的决策路径。
5
学一学
一、初步体验决策过程
爸爸：你喜欢什么颜色的电话手表？
小智：我喜欢深色的。
爸爸：黑色、蓝色还是深灰呢？
小智：我想还是蓝色更好。
爸爸：你想要游泳时也能戴吗？
小智：当然啦，我游泳时摘下来会弄丢的。
爸爸：你还有什么要求
小智：我要拍照方便、充电后能长时间使用。
爸爸：好的，我知道了。
　　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。以下是小智的爸爸和他的对话。
5
学一学
　　　在这个情境中，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。
5
学一学
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，为我们在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。
右图就是一个简单的分类决策树。
认识决策树
5
学一学
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。
5
学一学
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。
实例：购物网站推荐商品
5
学一学
实例：购物网站推荐商品
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。
5
学一学
二、决策树算法的应用场景
　　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。
医疗诊断
5
学一学
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。
5
学一学
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。
5
学一学
　　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。　　　
自动驾驶汽车
6
练一练
　 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？
7
课堂总结
1．人工智能应用中存在着各种各样的算法，算法已经成为助力人工智能发展与应用的重要动力。
2．决策树算法能够通过类似于人类决策的方法来解决问题，进行预测和决策。
3．决策树算法的步骤包括收集数据、选择最佳问题、创建决策树、测试决策树等步骤。
8
作业布置
假期里学生们选择何种体育运动成为老师和家长较关注的问题。如何解决这个的问题呢？
　　建立决策树是一个好方法。决策树解决问题的关键，在于合理设定决策的条件，如年龄、体重指数、天气情况、运动时长、设施投入等。
　　请尝试创建“假期的运动”的决策树。
9
板书设计
一、初步体验决策过程
二、决策树算法的应用场景
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