信息技术（第2版）（拓展模块）教案 拓展模块5 5.2机器学习.docx

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《拓展模块55.2机器学习》教案

课题名称

机器学习的基本原理与开发流程

授课类型

理实一体

授课对象

一年级学生

授课课时

2课时

所授课程

信息技术（拓展模块）

授课地点

多媒体实训室

所授教材

《信息技术—拓展模块》，人民邮电出版社，张丹阳主编。

一、学情分析

本课程授课对象为高职各专业大一学生，课程开设在大一第2学期，学生在知识储备、学习特点和信息素养的情况如下：

1.知识与技能储备

学生了解了人工智能的概念、基本特征、社会价值、发展历程、发展趋势和在各行业中的典型应用，初步了解了人工智能一些主要的研究领域，熟悉了一些人工智能产品，能够辨识一些人工智能典型应用中使用了哪方面的人工智能技术。

2.学习特点

授课对象在学习方面表现出如下特点：

（1）喜欢具体实例，厌烦抽象理论；

（2）乐于接受可视化教学资源，反感静态纸质学习材料；

（3）喜欢人工智能，具有较强的求知欲，希望进一步了解人工智能的基本原理。

3.信息素养

学生具备了基础的信息技术学科素养，有一定的信息意识和信息行动能力，破除了对人工智能的神秘感，对科技创新有了新的认识。

二、教学内容

本节课选自拓展模块5人工智能--5.2机器学习，主要介绍机器学习的基本原理、分类和开发流程与步骤。

1.机器学习的基本原理

2.机器学习的分类

（1）监督学习

（2）无监督学习

3.机器学习项目开发流程与步骤

（1）明确目标

（2）准备数据

（3）选择模型

（4）训练模型

（5）上线运行

三、教学目标

1.知识目标

（1）理解机器学习的基本原理；

（2）理解监督学习和无监督学习的基本概念；

（3）熟悉机器学习项目开发流程与步骤。

2.能力目标

（1）能够叙述机器学习的基本原理；

（2）能够区分监督学习和无监督学习的不同点；

（3）能够叙述机器学习项目主要开发流程与步骤。

3.素养目标

（1）培养科学、严谨的工程意识；

（2）培养良好的数字化学习和交流沟通能力。

四、教学重难点

1.教学重点

机器学习的基本原理与开发流程。

2.教学难点

机器学习的基本原理。

五、教学准备

1.教学环境

计算机实训室（与互联网连接的计算机、投影仪、黑板）。

2.教学用具

电子教室相关软件、学习通。

3.教学材料

（1）拓展模块55.2机器学习教案

（2）拓展模块55.2机器学习基本原理与开发流程课件

（3）微课拓展模块55.2.1机器学习基本原理

微课拓展模块55.2.2机器学习项目开发流程与步骤

（4）机器学习基本原理与开发流程学习笔记

（5）拓展模块5人工智能课后考核评价试题

六、教学策略

教法：讲授教学法问题教学法案例法

学法：听讲学习法自主探究法问题学习法

依托学习通学习资源、练习题和学习笔记导图等保证学习过程的顺利实施。

七、教学流程

八、教学环节

教学

环节

教学内容

教学活动

策略与意图

环节一

课程回顾与学习目标

(10分钟)

【问题导入】

什么是机器学习？

说明：机器学习目前是主流的人工智能方法，人工智能技术的应用开发主要集中于机器学习技术的开发及应用，机器学习已成为新一代人工智能技术的典型代表，因此，后面课程主要围绕机器学习相关内容展开。

【学习目标】

理解机器学习的基本原理；

能够区分监督学习和无监督学习的不同点；

熟悉机器学习项目开发流程与步骤。

教师活动

1.提出问题，回顾以前所学内容

2.介绍本单元的学习任务

学生活动

1.认真回顾机器学习概念，听取教师讲授内容

2.思考记录

1.问题教学法：复习机器学习概念，为本次课程做好铺垫

2.讲授教学法：介绍学习目标，使学生明确本次课的要求

教学

环节

教学内容

教学活动

策略与意图

环节二

学习机器学习的基本原理(20分钟)

1.机器学习主要任务是什么？

利用以往的经验优化系统自身的性能，其目标就是要利用过去的历史数据通过学习算法对模型进行训练，使模型越来越符合数据中蕴含的规律或规则，最终得出性能良好的问题解决模型。

2.什么是模型？

机器学习旨在从历史数据中寻找一个特定输入和预期输出的功能函数f(x)，该函数在机器学习领域又被称为模型，它可以根据给定的输入做出判断或预测。在机器翻译中，模型可以根据一段英文文字输出相应的汉字；在语音识别中，模型可以根据语音信号判断出说话的内容；在人脸识别应用中，模型可以根据输入的照片判断出照片中的人是谁；在围棋博弈中，模型可以根据当前的棋谱局势预测下一步“最佳”走法的落子位置。

3.怎样建模？

（1）找到一个“好用”的模型

（2）用历史数据训练模型

4.归纳

（1）面向过去找规律；

（2）根据归纳出来的规律面向未来做预测。

教师活动

1.讲授