义务教育版（2024）五年级全一册信息科技 第28课 认识决策树算法 教案.docx

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