第28课 认识决策树算法（教学课件）信息科技人教版五年级下册（新教材）

第8单元 人工智能中的算法 认识决策树算法 第28课 人教版·五年级 学习目标 01 课堂导入 02 新知探究 03 知识总结 04 智慧挑战 05 兴趣园地 06 目录 CONTENTS 2 PART 1 学习目标 初步体验智能决策的过程，了解决策树算法 的应用场景。 学习目标 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。 PART 2 课堂导入 课堂导入 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要素。 决策树算法 人工智能应用中使用了很多算法，决策树算法是其中较重要的一种。 PART 3 新知探求 新知探究 学习活动1 活动1：初步体验决策过程 新知探究 学习活动1 初步体验决策过程 生活情境 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。 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。 新知探究 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。 在以上情境中，实际上已经包含一个简单的决策过程： 学习活动1 初步体验决策过程 新知探究 下面是一个简单的分类决策树 学习活动1 初步体验决策过程 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。 新知探究 决策树算法的主要步骤 学习活动1 初步体验决策过程 收集数据 选择最佳问题 创建决策树 测试决策树 需要收集一些关于问题的数据，就像是问题游戏中的问题和答案一样。 要找到最好的问题来帮助我们进行决策。这就像是在玩游戏时，选择最有助于获胜的问题一样。 根据收集到的数据和选择的问题，创建决策树。这个决策树就像是一个问题的图表，帮助我们完成正确决定。 用一些数据来测试决策树的准确性，验证决策过程的正确性。 新知探究 “购物网站推荐商品”的决策树体验 学习活动1 初步体验决策过程 信息收集 问题选择 决策树创建 购物网站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。 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。 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。 新知探究 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1 初步体验决策过程 一个按年龄分段的简单决策树 新知探究 学习活动2 活动2：决策树算法的应用场景 新知探究 人工智能中的决策树算法应用 学习活动2 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 1 公交站牌上有公交车到站的时间，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。 公交到站预测 3 2 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。 自助服务机器人 4 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 新知探究 以小组协作方式，上网搜索有关决策树算法的应用实例，并从搜索到的实例中选择一个，展开讨论与分析。 小组讨论的实例是： 达成的共同观点是： 学习活动2 决策树算法的应用场景 PART 4 知识总结 知识总结 决策树算法的应用场景 医疗诊断 自助服务机器人 预测公交车到站时间 自动驾驶汽车...... 认识决策树算法 收集数据 选择最佳问题 创建决策树 测试决策树 PART 5 智慧挑战 2.决策树算法在我们的生活中发挥着重要作用，它最适合解决以下哪种类型的问题？ A. 需要将一堆数字从大到小排列 B. 需要在一大堆数据中查找某一个特定信息 C. 需要根据一系列条件与规则，进行分类或决策 D. 需要计算一个重复增长的数列 1.“猜动物”游戏中，电脑通过问你一系列问题来猜你心中的动物，例如：“它会飞吗？”→如果回答“是”，就问“它羽毛颜色鲜艳吗？”；如果回答“否”，就问“它生活在水里吗？”……电脑的这种猜测方式最像哪种算法？ A. 排序算法 B. 决策树算法 C. 搜索算法 D. 递推算法 智慧挑战 智慧挑战 解析：该过程精准地模拟了“决策树算法”：每个问题是一个判断点（树的分叉），每个回答决定走哪条分支，最终到达一个结论（树的叶子）。这让电脑能够有条理地进行智能决策。 答案：B 解析：决策树算法的核心特长，就是处理这种“如果满足某个条件，那么就这样做；否则，就那样做”的多层次、多选择的决策问题。 答案：C PART 6 兴趣园地 兴趣园地 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。 讨论 游乐场决策 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？ 小夏和小智首先根据天气情况进行初步判断。 如果是晴天，他们会根据自己的喜好选择刺激或者轻松的项目。 而如果是雨天，他们会先考虑自己是否介意淋雨，然后根据情况选择雨中的活动或者寻找室内的娱乐项目。 通过这个决策树，可以更加清晰、有条理地做出自己的选择，确保无论天气如何，都能找到适合自己的游乐项目。 兴趣园地 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？是什么？ 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。 假期体育运动选择问题 合理设定影响决策树的条件以及选择的顺序。 年龄：依据年龄选择运动项目，如跳绳、跑步、游泳、篮球、足球、羽毛球、排球、单杠、骑行等。 体重指数： 天气情况： 运动时长： 设施投入： 依据体重选择适合的项目。 决定室内还是室外运动。 可以分成不同的时间段。 可以分成需要设施的项目和不需要设施的项目。 谢谢 下节课见！ Thanks！ 人教版·五年级 $