第2章人工智能技术基本原理2.3使用决策树进行分类-高中教学同步《信息技术人工-智能初步》(说课稿）（人教-中图版2019）.docx

第2章人工智能技术基本原理2.3使用决策树进行分类-高中教学同步《信息技术人工-智能初步》(说课稿）（人教-中图版2019）

授课内容

授课时数

授课班级

授课人数

授课地点

授课时间

设计思路

本节课以《信息技术人工智能初步》第二章“人工智能技术基本原理”的2.3节“使用决策树进行分类”为教学内容。在设计思路方面，我将以学生为中心，遵循以下步骤进行教学：

1.导入新课：通过生活中的实例，引导学生理解分类的概念和重要性。

2.理论讲解：介绍决策树的基本原理，包括节点、分支、叶子节点等概念，以及如何使用决策树进行分类。

3.案例分析：结合课本案例，分析决策树在实际问题中的应用，使学生掌握构建和运用决策树的方法。

4.实践操作：安排学生分组讨论，利用所学知识解决实际问题，加深对决策树分类的理解。

5.总结反馈：总结本节课的重点内容，解答学生疑问，巩固所学知识。

核心素养目标分析

本节课核心素养目标分析如下：

1.信息意识：培养学生主动获取、处理和应用信息的能力，通过探索决策树分类方法，提高对信息技术解决问题的认识。

2.计算思维：训练学生运用逻辑推理、抽象建模等计算思维方法，理解和构建决策树模型，解决实际问题。

3.信息伦理：强调在利用决策树进行数据分析时，尊重个人隐私，遵循法律法规，培养良好的信息伦理素养。

4.合作交流：通过小组讨论和分享，提升学生团队协作能力，培养交流沟通和信息共享的良好习惯。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在之前的课程中已经学习了信息技术的基本概念，了解了人工智能的初步知识，包括机器学习的概念及其在现实生活中的应用。此外，学生对数据结构、算法基础有一定的了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中生对人工智能具有浓厚兴趣，尤其是对如何将理论知识应用于实际问题的解决。他们具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力，善于通过案例学习和实践操作来加深理解。学生的个性化学习风格各异，有的偏好独立思考，有的则更倾向于团队合作。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生可能在理解决策树的复杂概念和原理时遇到困难，如节点分裂的标准、剪枝技术等。此外，将理论应用于实际案例时，学生可能会因为缺乏实际操作经验而在建模和数据分析上遇到挑战。同时，对于信息伦理的认识和理解也可能不够深入，需要在教学中加以引导和强调。

教学方法与策略

1.教学方法：结合讲授法、讨论法和案例研究法，以讲解决策树基本原理为基础，通过案例分析和小组讨论，引导学生深入理解决策树分类的应用。

2.教学活动：设计角色扮演活动，让学生模拟数据分析师，利用决策树解决实际问题；开展实验活动，让学生动手构建简单的决策树模型。

3.教学媒体：使用多媒体课件展示决策树的结构和分类过程，通过在线平台提供额外的学习资源和互动讨论空间，以增强学习体验和效果。

教学过程

一、导入新课

1.师：同学们，大家好！上一节课我们学习了人工智能的基本概念和机器学习的初步知识。今天我们将进一步学习如何使用决策树进行分类。请大家回想一下，我们日常生活中有哪些场景需要用到分类呢？

2.生：购物推荐、疾病诊断、邮件分类等。

3.师：很好，这些分类任务都可以通过决策树来实现。那么，接下来我们就一起探究决策树的基本原理和应用。

二、理论讲解

1.师：首先，我们来了解决策树的基本概念。决策树是一种树形结构，用于分类或回归。它的每个节点代表一个特征，每个分支代表一个特征值，叶子节点代表分类结果。

2.生：明白了，决策树就像一棵树，从根节点到叶子节点的路径就代表了分类的规则。

3.师：很好。接下来，我将介绍决策树的构建过程。首先是选择特征，我们需要找到能够最好地将数据集划分为不同类别的特征；其次是计算分裂点，也就是找到特征的最佳分割值；最后是递归构建决策树，直到满足停止条件。

4.师：在这个过程中，我们会用到一些算法，比如ID3、C4.5和CART等。这些算法有不同的特点和应用场景，我们会在后面的案例中具体介绍。

三、案例分析

1.师：现在，让我们通过一个实际案例来了解决策树的应用。请大家打开课本第XX页，我们来看这个关于疾病诊断的例子。

2.生：（打开课本，阅读案例）

3.师：在这个例子中，我们如何使用决策树来对病人的疾病进行分类呢？首先，我们需要确定特征和标签，特征包括病人的年龄、性别、症状等，标签则是疾病的类型。

4.师：接下来，我们根据特征和标签构建决策树。请大家跟随我在黑板上一起构建这棵决策树。

5.生：（跟随老师一起构建决策树）

6.师：通过这个案例，我们可以看到决策树是如何根据特征对数据进行分类的。现在，请大家尝试自己构建一个简单的决策树，比如判断一个水果是苹果还是橘子。

四、实践操作

1.师：下面，我们将进行一个小组讨论活动。请大家分成几个小组