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文檔簡(jiǎn)介
機(jī)器學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)共享單車一、課程目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo):
1.讓學(xué)生理解共享單車數(shù)據(jù)的基本特征和機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念;
2.使學(xué)生掌握運(yùn)用數(shù)據(jù)處理、特征工程、模型訓(xùn)練等基本步驟,實(shí)現(xiàn)對(duì)共享單車需求的預(yù)測(cè);
3.引導(dǎo)學(xué)生了解不同機(jī)器學(xué)習(xí)算法在共享單車場(chǎng)景中的應(yīng)用和優(yōu)缺點(diǎn)。
技能目標(biāo):
1.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用Python等編程語言進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和模型構(gòu)建的能力;
2.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用圖表、統(tǒng)計(jì)量等形式展示數(shù)據(jù)分析結(jié)果的能力;
3.培養(yǎng)學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作,解決實(shí)際問題的能力。
情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo):
1.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)分析的興趣,激發(fā)其探索未知、解決問題的熱情;
2.培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)問題,理解數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)在解決現(xiàn)實(shí)問題中的價(jià)值;
3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí),使其學(xué)會(huì)在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮個(gè)人優(yōu)勢(shì),共同完成任務(wù)。
本課程針對(duì)高中年級(jí)學(xué)生,結(jié)合共享單車實(shí)際案例,以機(jī)器學(xué)習(xí)為核心內(nèi)容,旨在提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力、編程技能和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。課程將圍繞共享單車數(shù)據(jù)展開,引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際案例中提煉問題,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題,實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠掌握機(jī)器學(xué)習(xí)的基本方法,培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析思維,提高解決問題的能力。同時(shí),課程注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和情感態(tài)度,使其在學(xué)習(xí)過程中形成積極向上、勇于探索的精神風(fēng)貌。
二、教學(xué)內(nèi)容
1.數(shù)據(jù)預(yù)處理:指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用Python中的Pandas庫進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、缺失值處理、異常值檢測(cè)等操作,為后續(xù)建模做好準(zhǔn)備。
教材章節(jié):第三章數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.特征工程:教授學(xué)生如何提取、選擇和轉(zhuǎn)換特征,提高模型預(yù)測(cè)效果。
教材章節(jié):第四章特征工程
3.機(jī)器學(xué)習(xí)算法:介紹線性回歸、決策樹、隨機(jī)森林等常用算法,分析其在共享單車需求預(yù)測(cè)中的應(yīng)用。
教材章節(jié):第五章機(jī)器學(xué)習(xí)算法
4.模型評(píng)估與優(yōu)化:教授學(xué)生如何評(píng)估模型性能,運(yùn)用交叉驗(yàn)證、調(diào)參等方法優(yōu)化模型。
教材章節(jié):第六章模型評(píng)估與優(yōu)化
5.實(shí)踐項(xiàng)目:將學(xué)生分組進(jìn)行共享單車需求預(yù)測(cè)項(xiàng)目實(shí)踐,涵蓋數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征工程、模型訓(xùn)練、評(píng)估與優(yōu)化等環(huán)節(jié)。
教材章節(jié):第七章實(shí)踐項(xiàng)目
教學(xué)內(nèi)容安排和進(jìn)度:
第一周:數(shù)據(jù)預(yù)處理
第二周:特征工程
第三周:機(jī)器學(xué)習(xí)算法
第四周:模型評(píng)估與優(yōu)化
第五周:實(shí)踐項(xiàng)目
本章節(jié)教學(xué)內(nèi)容緊密圍繞課程目標(biāo),科學(xué)、系統(tǒng)地組織教學(xué),注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。通過本章節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠掌握機(jī)器學(xué)習(xí)的基本知識(shí)和技能,為解決共享單車等現(xiàn)實(shí)問題奠定基礎(chǔ)。
三、教學(xué)方法
1.講授法:教師通過生動(dòng)的語言、形象的比喻,為學(xué)生講解機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念、原理和算法。在講授過程中,注重啟發(fā)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考,提高課堂互動(dòng)。
關(guān)聯(lián)課本:第三章數(shù)據(jù)預(yù)處理、第四章特征工程、第五章機(jī)器學(xué)習(xí)算法
2.討論法:針對(duì)共享單車案例,組織學(xué)生進(jìn)行小組討論,分析問題、探討解決方案。通過討論,培養(yǎng)學(xué)生的問題分析能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。
關(guān)聯(lián)課本:第五章機(jī)器學(xué)習(xí)算法、第六章模型評(píng)估與優(yōu)化
3.案例分析法:引入實(shí)際共享單車數(shù)據(jù),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析,提煉關(guān)鍵問題,提出解決方案。案例分析有助于提高學(xué)生的實(shí)際問題解決能力。
關(guān)聯(lián)課本:第七章實(shí)踐項(xiàng)目
4.實(shí)驗(yàn)法:安排學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn),實(shí)際操作Python等編程工具,完成數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征工程、模型構(gòu)建等任務(wù)。實(shí)驗(yàn)法有助于鞏固所學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
關(guān)聯(lián)課本:第三章數(shù)據(jù)預(yù)處理、第四章特征工程、第五章機(jī)器學(xué)習(xí)算法、第六章模型評(píng)估與優(yōu)化、第七章實(shí)踐項(xiàng)目
5.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法:將課程內(nèi)容分解為多個(gè)任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生通過完成任務(wù)來學(xué)習(xí)知識(shí)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果。
關(guān)聯(lián)課本:第三章數(shù)據(jù)預(yù)處理、第四章特征工程、第五章機(jī)器學(xué)習(xí)算法、第六章模型評(píng)估與優(yōu)化、第七章實(shí)踐項(xiàng)目
6.情景教學(xué)法:模擬實(shí)際工作場(chǎng)景,讓學(xué)生在具體情境中學(xué)習(xí)、應(yīng)用知識(shí)。情景教學(xué)法有助于提高學(xué)生的實(shí)踐能力,增強(qiáng)學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。
關(guān)聯(lián)課本:第七章實(shí)踐項(xiàng)目
本章節(jié)采用多樣化的教學(xué)方法,旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的主動(dòng)性和實(shí)踐能力。通過結(jié)合課本內(nèi)容,設(shè)計(jì)符合教學(xué)實(shí)際的教學(xué)方法,使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中掌握機(jī)器學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能。同時(shí),注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、問題分析能力和實(shí)際問題解決能力,為未來職業(yè)生涯奠定基礎(chǔ)。
四、教學(xué)評(píng)估
1.平時(shí)表現(xiàn):觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、提問回答、討論表現(xiàn)等,評(píng)估學(xué)生的積極主動(dòng)性和課堂互動(dòng)情況。
關(guān)聯(lián)課本:第三章至第七章
2.作業(yè):布置與課堂內(nèi)容相關(guān)的作業(yè),包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征工程、模型構(gòu)建等任務(wù),評(píng)估學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握程度。
關(guān)聯(lián)課本:第三章數(shù)據(jù)預(yù)處理、第四章特征工程、第五章機(jī)器學(xué)習(xí)算法、第六章模型評(píng)估與優(yōu)化
3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告:要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒎椒ā⒔Y(jié)果和結(jié)論。評(píng)估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的操作能力和問題解決能力。
關(guān)聯(lián)課本:第七章實(shí)踐項(xiàng)目
4.小組項(xiàng)目:評(píng)估學(xué)生在共享單車需求預(yù)測(cè)項(xiàng)目中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、問題分析、模型構(gòu)建和報(bào)告撰寫等方面表現(xiàn)。
關(guān)聯(lián)課本:第七章實(shí)踐項(xiàng)目
5.期中考試:安排一次期中考試,包括選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題等,全面測(cè)試學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握。
關(guān)聯(lián)課本:第三章至第六章
6.期末考試:期末考試涵蓋整個(gè)課程內(nèi)容,重點(diǎn)考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力??荚囆问桨ㄩ]卷考試和開卷考試,以選擇題、計(jì)算題和案例分析題為主。
關(guān)聯(lián)課本:第三章至第七章
教學(xué)評(píng)估方式客觀、公正,全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。評(píng)估結(jié)果將作為學(xué)生課程成績(jī)的重要依據(jù),同時(shí)為教師提供反饋,以優(yōu)化教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量。
此外,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)估和同伴評(píng)估,培養(yǎng)其自我反思和評(píng)價(jià)他人能力。通過多種評(píng)估方式相結(jié)合,旨在全面、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。教師在評(píng)估過程中應(yīng)關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異,給予積極指導(dǎo)和激勵(lì),以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心。
五、教學(xué)安排
1.教學(xué)進(jìn)度:本課程共計(jì)15周,每周2課時(shí),共計(jì)30課時(shí)。教學(xué)進(jìn)度根據(jù)課程內(nèi)容和教學(xué)方法合理安排,確保在有限時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。
周次教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法課時(shí)
1-2周數(shù)據(jù)預(yù)處理講授法、實(shí)驗(yàn)法4課時(shí)
3-4周特征工程講授法、實(shí)驗(yàn)法4課時(shí)
5-6周機(jī)器學(xué)習(xí)算法講授法、討論法4課時(shí)
7-8周模型評(píng)估與優(yōu)化講授法、實(shí)驗(yàn)法4課時(shí)
9-15周實(shí)踐項(xiàng)目案例分析法、實(shí)驗(yàn)法12課時(shí)
2.教學(xué)時(shí)間:根據(jù)學(xué)生的作息時(shí)間,將課程安排在學(xué)生精力充沛的時(shí)段進(jìn)行。具體時(shí)間為每周一、三下午第三節(jié)和周四、五上午第一節(jié)。
3.教學(xué)地點(diǎn):理論課在多媒體教室進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)課在學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
教學(xué)安排考慮學(xué)生的實(shí)際情況和需要,遵循以下原則:
1.確保學(xué)生
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