【核心素养目标】第1单元 第4课《跨学科活动：身高推断》教案-【清华大学版2024】《信息科技》八下

中小学教育资源及组卷应用平台 第4课《跨学科活动：身高推断》教学设计 课题 跨学科活动：身高推断 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级下 核心素养目标 信息意识：能意识到数据的来源、数据的质量以及数据隐私的重要性。理解如何合理使用数据，确保数据的合法性和伦理性。计算思维：利用搜集的身高数据，具体问题具体分析，选择出最合适的算法，训练一个能推断身高的模型并不断优化完善。数字化学习与创新：熟练完成身高数据采集分析、机器学习等现代技术，激发他们的创新思维，鼓励他们探索新的解决方案和应用场景。信息社会责任：认识到使用算法和数据分析技术需要承担社会责任，包括对数据的合理使用、对结果的科学解读以及对他人隐私的尊重。 教学重点 1、熟练掌握运用算法完成身高预测系统搭建。 教学难点 1、明白算法系统生成的原理和帮助解决生活的问题。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 板书课题。本课中你将体验： 如何收集各种与身高有关的数据，形成数据集如何选择合适的算法训练一个能推断身高的模型如何搭建一个身高推断系统在一些电视剧和电影中常常能看到这样的场景：神探仅通过现场的脚印，就能初步推断出犯罪嫌疑人的身高。神探之所以能推断出犯罪嫌疑人的身高，是因为人的身高与脚的长度、宽度和步伐长度有一定的关系。请你组建一个小组，应用机器学习知识探究身高和脚长等因素的关系，并训练一个能推断身高的人工智能模型，进一步思考可以用这些知识解决哪些问题。2、观看教学视频。 学习新知引入，观看教学视频。 用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。 讲授新课 新知讲解一、需求分析身高推断系统项目的设计，必须先完成问题分析，查找相关资料并思考哪些因素与身高有关联，确认数据收集计划，同时要基于收集的数据进行数据整理并生成一个数据集，训练一个能准确推断身高的模型，最终将模型应用到一个 Web 页面。请你结合前面的学习，根据项目需求将表 1.4.1填写完整。二、分工合作为了更好地完成身高推断系统这个项目，你的小组需要进行分工合作，小组成员的分工角色与合作职责，可以参照表 1.4.2所示范例设计，也可以另行设计。姓名角色分工A组长负责项目统筹、监督与管理B成员负责进行数据集制作与文档撰写C成员负责模型训练与评估D成员负责模型部署与程序测试E成员负责总结内容三、规划实施身高推断系统项目的实施过程，可分为方案设计、数据准备、训练模型、搭建系统、测试优化等环节。1.方案设计身高推断系统项目方案的设计，一般包括：收集哪些数据，如何收集数据，数据集怎么制作；如何训练模型，选择哪种算法，希望模型达到什么样的效果；设计并开发一个什么样的身高推断系统，有哪些功能。请搜索并学习更多相关知识，结合需求分析中的表格内容来设计项目方案。2.数据准备数据准备需要你完成数据收集、清洗和整理及数据集划分等工作。数据收集的方法很多，针对身高推断系统项目，建议选择在线调查的收集方式。请规划好要收集的信息，设计调查问卷，完成数据收集工作。注意：收集好数据后，还需做数据整理，再将数据集划分为训练集和验证集。请在收集数据的过程中完成表 1.4.3。序号内容描述1涉及的变量主变量:身高(cm)协变量:年龄(岁)、性别(男/女)、父母身高总和(cm)、体重(kg)、运动时长(周·小时)、睡眠质量评分(1-5分)、2划分比例训练集:验证集=7:3(采用 Stratified Sampling分层抽样保证样本代表性)3数据量总样本量 ≥200训练集 ≥140例验证集 ≥60例(满足最小样本量要求)3.训练模型准备好划分为训练集和验证集的身高数据集之后，训练模型环节要经历模型搭建并训练、模型测试与评估等流程。请同学们尝试训练一个最佳的身高推断模 ... ...