第7單元第5課分享交流（黔教版）五年級(jí)下1核心素養(yǎng)目標(biāo)3新知講解5拓展延伸7板書設(shè)計(jì)2新知導(dǎo)入4課堂練習(xí)6課堂總結(jié)課后作業(yè)801核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識(shí)計(jì)算思維數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新信息社會(huì)責(zé)任在垃圾分類的過程中，要確保系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)時(shí)不產(chǎn)生偏見、不侵犯用戶隱私，并讓系統(tǒng)的決策過程透明、可解釋，避免技術(shù)濫用。通過數(shù)字化手段學(xué)習(xí)垃圾分類的相關(guān)知識(shí)，如使用數(shù)據(jù)分析軟件、編程語言（如Python）來實(shí)現(xiàn)垃圾分類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。能夠利用計(jì)算機(jī)算法來處理和優(yōu)化垃圾分類的過程，優(yōu)化垃圾處理方案等。具備通過智能算法高效地分類垃圾、優(yōu)化資源的利用意識(shí)，認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在垃圾分類系統(tǒng)中提升效率、減少資源浪費(fèi)的作用。02新知導(dǎo)入活動(dòng)背景我們小組還對(duì)垃圾類型查詢算法做了一些改進(jìn)。我們小組在算法實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證過程中遇到了一些新問題，但我們還是順利完成了任務(wù)。02新知導(dǎo)入活動(dòng)背景經(jīng)歷過用簡單算法解決問題的過程后，我們要及時(shí)總結(jié)整個(gè)過程中的做法、遇到的問題以及解決方案等，這樣能夠幫助自己今后更好地解決問題。這些都是難得的經(jīng)驗(yàn)，和大家分享一下吧。02新知導(dǎo)入03新知講解活動(dòng)：總結(jié)算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程1.分析本單元算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的過程，嘗試用流程圖描述該過程與步驟。2.總結(jié)算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中的經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行分類整理。算法設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)：在設(shè)計(jì)垃圾分類系統(tǒng)時(shí)，首先要明確分類的標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，包括垃圾的種類、特征和分類標(biāo)準(zhǔn)，以便為算法提供支持。算法描述的經(jīng)驗(yàn)：使用偽代碼或流程圖：清晰地描述算法的步驟，確保邏輯清晰，便于團(tuán)隊(duì)成員理解。03新知講解算法驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)：測(cè)試用例設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)多種測(cè)試用例，包括邊界情況和異常情況，確保算法在各種情況下都能正常工作。交叉驗(yàn)證：使用不同的數(shù)據(jù)集進(jìn)行驗(yàn)證，確保算法的正確性。算法優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)：復(fù)雜度分析：分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，尋找優(yōu)化的空間。迭代改進(jìn)：根據(jù)測(cè)試結(jié)果不斷調(diào)整和優(yōu)化算法，提升分類準(zhǔn)確率和效率。03新知講解3.根據(jù)自己和小組其他成員在算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中的表現(xiàn)，填寫表7-5-1。組員:小梅、小華、小圓、小周注:1-完全不符合;2-不符合;3-一般;4-比較符合;5-完全符合。03新知講解活動(dòng)：展示與交流1.你認(rèn)為可以從哪些方面評(píng)價(jià)“利用算法解決問題”?填寫表7-5-2，對(duì)各組展示效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。表7-5-2小組展示評(píng)價(jià)表注:1-完全不符合;2-不符合;3-一般;4-比較符合;5-完全符合。03新知講解2.用適當(dāng)?shù)姆绞匠尸F(xiàn)自己的算法，分享算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)。3.聽取其他同學(xué)對(duì)自己所設(shè)計(jì)算法的建議，參考圖7-5-1，提出自己的算法優(yōu)化方案。圖7-5-1算法優(yōu)化計(jì)劃03新知講解完成算法后，回顧與總結(jié)整個(gè)算法設(shè)計(jì)的過程是非常重要的。我們可以通過口頭報(bào)告、電子海報(bào)等形式，向大家展示算法設(shè)計(jì)成果，分享算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)。通過回顧與反思，提升自己利用算法解決問題的能力。04課堂練習(xí)一、選擇題1、垃圾分類系統(tǒng)中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合存儲(chǔ)分類標(biāo)準(zhǔn)？A.數(shù)組

B.鏈表C.哈希表

D.樹2、在垃圾分類的算法優(yōu)化中，哪項(xiàng)技術(shù)有助于提高分類的準(zhǔn)確性？A.增強(qiáng)學(xué)習(xí)

B.數(shù)據(jù)清洗C.數(shù)據(jù)增強(qiáng)

D.數(shù)據(jù)傳輸3、優(yōu)化垃圾分類系統(tǒng)的算法時(shí)，哪種方法不適合用于小樣本數(shù)據(jù)？A.決策樹

B.K近鄰算法

C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

D.邏輯回歸CBC04課堂練習(xí)二、判斷題1、優(yōu)化算法的主要目標(biāo)是提高分類的準(zhǔn)確率和效率。（）2、垃圾分類系統(tǒng)的算法不需要考慮用戶的反饋。（）3、垃圾分類系統(tǒng)的用戶界面設(shè)計(jì)對(duì)分類結(jié)果的準(zhǔn)確性沒有直接影響。（）4、算法優(yōu)化只能通過修改模型的結(jié)構(gòu)來完成，無法通過調(diào)整數(shù)據(jù)預(yù)處理方法來提高性能。（）5、數(shù)據(jù)增強(qiáng)可以通過生成新的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來提高垃圾分類模型的泛化能力。（）√X√X√04課堂練習(xí)三、操作題使用機(jī)器學(xué)習(xí)庫（如scikit-learn），訓(xùn)練一個(gè)模型來識(shí)別垃圾圖像，并評(píng)估其準(zhǔn)確率。05拓展延伸優(yōu)化算法的不同方法優(yōu)化算法不僅僅是通過調(diào)參來提高模型的準(zhǔn)確性，還包括選擇合適的特征，清理無關(guān)特征，選擇適當(dāng)?shù)挠?xùn)練集等。垃圾分類系統(tǒng)的性能也取決于特征工程，即從輸入數(shù)據(jù)中提取出有用的特征。05拓展延伸數(shù)據(jù)預(yù)處理的重要性數(shù)據(jù)清洗、特征提取和數(shù)據(jù)增強(qiáng)在提高垃圾分類算法性能中的作用。數(shù)據(jù)清洗：指清除數(shù)據(jù)中的噪聲和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，使得算法能夠獲得更高質(zhì)量的輸入。垃圾分類的輸入數(shù)據(jù)可能來自不同的傳感器或攝像頭，因而噪聲和不一致性會(huì)影響分類性能。數(shù)據(jù)清洗可以幫助消除這些不一致，提升模型的準(zhǔn)確性。05拓展延伸數(shù)據(jù)預(yù)處理的重要性特征提?。禾卣魈崛∈菍⒃紨?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有意義的信息。在垃圾分類中，特征可以是圖像的顏色、紋理、形狀等。良好的特征提取方法能夠顯著提升模型性能，因?yàn)樗_保模型可以利用最有區(qū)分度的信息進(jìn)行分類。數(shù)據(jù)增強(qiáng)：是一種通過創(chuàng)建新的訓(xùn)練樣本來提高模型泛化能力的方法。比如，通過旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)或改變圖像的亮度等方式，生成新的數(shù)據(jù)樣本，幫助模型更好地處理不同情況下的垃圾數(shù)據(jù)。這種方法對(duì)于小數(shù)據(jù)集尤為重要，可以有效防止過擬合。05拓展延伸用戶體驗(yàn)與算法設(shè)計(jì)如何通過用戶界面設(shè)計(jì)和用戶體驗(yàn)優(yōu)化，提高垃圾分類系統(tǒng)的使用率。簡潔的界面設(shè)計(jì)：用戶界面應(yīng)簡潔直觀，讓用戶可以迅速理解如何使用系統(tǒng)。簡化操作流程，減少不必要的復(fù)雜性，讓用戶易于上手。實(shí)時(shí)反饋：提供即時(shí)反饋，尤其是分類結(jié)果可以及時(shí)展示，并且用戶能夠看到分類是否正確。通過反饋機(jī)制可以增加用戶的信任感和參與度。05拓展延伸用戶體驗(yàn)與算法設(shè)計(jì)引導(dǎo)功能：對(duì)于新用戶，系統(tǒng)可以提供教程或引導(dǎo)功能，幫助用戶了解如何進(jìn)行垃圾分類，進(jìn)而提高使用率。多平臺(tái)支持：為了滿足不同用戶的需求，垃圾分類系統(tǒng)可以提供移動(dòng)端與PC端的支持，讓用戶可以根據(jù)自己的需要選擇最方便的設(shè)備。06小結(jié)與評(píng)價(jià)單元拓展熟悉了利用計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程，相信你能更好地利用算法解決問題。你想挑戰(zhàn)下面的哪個(gè)任務(wù)?試試你的本領(lǐng)吧。06小結(jié)與評(píng)價(jià)任務(wù)一閱讀下列流程圖,想一想該算法解決了什么問題。根據(jù)流程圖嘗試編程實(shí)現(xiàn)該算法。這個(gè)流程圖描述了一個(gè)簡單的加法練習(xí)程序，目的是通過隨機(jī)生成加法題目來測(cè)試用戶的計(jì)算能力，并記錄用戶的得分。06小結(jié)與評(píng)價(jià)任務(wù)二在下圖所示的環(huán)形賽道或復(fù)雜賽道中，嘗試設(shè)計(jì)算法，讓汽車沿著賽道自動(dòng)行駛。環(huán)形賽道復(fù)雜賽道06小結(jié)與評(píng)價(jià)任務(wù)三閏年是為了彌補(bǔ)因人為歷法規(guī)定造成的年度天數(shù)與地球?qū)嶋H公轉(zhuǎn)周期的時(shí)間差而設(shè)立的。判斷一個(gè)年份是否為閏年的方法如下：1.年份如果能被4整除，但不能被100整除，則該年為閏年；2.年份如果能被400整除，則該年也是閏年。參考下圖，嘗試用流程圖將判斷閏年的算法描述出來。06閏年判斷算法流程圖小結(jié)與評(píng)價(jià)判斷年份不是閏年，結(jié)束是否能被4整除判斷年份是否能被100整除是閏年，結(jié)束判斷年份是否能被400整除不是閏年，結(jié)束是閏年，結(jié)束06小結(jié)與評(píng)價(jià)單元閱讀利用算法設(shè)置紅綠燈時(shí)間設(shè)置紅綠燈時(shí)間時(shí)，需要考慮路口的人流量、車流量情況。以往紅綠燈時(shí)間的設(shè)置，是利用感應(yīng)線圈檢測(cè)出車流數(shù)據(jù)，然后人工進(jìn)行時(shí)長的設(shè)置但這樣比較耗費(fèi)人力。如今，城市交通可以利用攝像頭進(jìn)行視頻圖像采集獲取機(jī)動(dòng)車數(shù)量、道路擁堵情況等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而設(shè)置合適的通行方案。借助計(jì)算機(jī)算法，道路的通行效率大大提升，擁堵問題得到緩解。06小結(jié)與評(píng)價(jià)單元評(píng)價(jià)本單元我們經(jīng)歷了利用算法解決問題的過程，設(shè)計(jì)了垃圾類型查詢及擬投放垃圾的算法，編寫程序，對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，從而解決垃圾分類問題。在學(xué)習(xí)過程中，你有哪些收獲呢?表現(xiàn)得怎么樣?……請(qǐng)就本單元學(xué)習(xí)做出評(píng)價(jià)!06小結(jié)與評(píng)價(jià)單元練習(xí)1、利用算法解決問題的基本過程如下，請(qǐng)進(jìn)行合理排序：(1)反思改進(jìn);(2)設(shè)計(jì)方案;(3)用編程實(shí)現(xiàn)算法:(4)算法設(shè)計(jì)與描述;(5)交流分享(4)算法設(shè)計(jì)與描述、(2)設(shè)計(jì)方案、(3)用編程實(shí)現(xiàn)算法、(1)反思改進(jìn)、(5)交流分享06小結(jié)與評(píng)價(jià)單元練習(xí)2、說說你的發(fā)現(xiàn)與思考。生活中很多問題的解決都離不開算法設(shè)計(jì)。在算法設(shè)計(jì)中，需要注意哪些方面呢?請(qǐng)說一說各自的想法。問題定義：清晰的問題定義是成功的關(guān)鍵，確保算法目標(biāo)明確。數(shù)據(jù)質(zhì)量：高質(zhì)量的數(shù)據(jù)是算法有效性的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性直接影響結(jié)果?？蓴U(kuò)展性：設(shè)計(jì)時(shí)考慮未來的擴(kuò)展需求，確保算法能夠適應(yīng)新的數(shù)據(jù)和需求變化。06小結(jié)與評(píng)價(jià)單元練習(xí)2、說說你的發(fā)現(xiàn)與思考。生活中很多問題的解決都離不開算法設(shè)計(jì)。在算法設(shè)計(jì)中，需要注意哪些方面呢?請(qǐng)說一說各自的想法。用戶反饋：算法設(shè)計(jì)應(yīng)考慮用戶的實(shí)際需求和反饋，持續(xù)改進(jìn)算法以提高用戶滿意度。性能與效率：在保證準(zhǔn)確率的同時(shí)，優(yōu)化算法的執(zhí)行效率，尤其是在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)。06小結(jié)與評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)請(qǐng)從合理確定問題、設(shè)計(jì)并描述算法、編程驗(yàn)證算法、呈現(xiàn)研究過程與結(jié)果、形成環(huán)保觀念及小組合作等方面，評(píng)價(jià)本單元的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。通過本單元的學(xué)習(xí)，我能夠明確垃圾分類系統(tǒng)的需求，設(shè)定問題，并根據(jù)問題設(shè)計(jì)合適的算法來解決并設(shè)計(jì)合理的垃圾分類算法，并且清晰地描述算法的實(shí)現(xiàn)步驟，并驗(yàn)證其效果，確保算法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。再對(duì)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，提出優(yōu)化方案。在過程中不僅提升了算法設(shè)計(jì)和編程能力，還增強(qiáng)了環(huán)保意識(shí)，并通過小組合作實(shí)現(xiàn)了更好的成果。

06小結(jié)與評(píng)價(jià)單元總結(jié)本單元我們以垃圾分類為背景，調(diào)查分析需要解決的問題，設(shè)計(jì)垃圾類型查詢及模擬扔垃圾算法，編寫程序驗(yàn)證算法并對(duì)算法進(jìn)行了優(yōu)化。在學(xué)習(xí)過程中，我們經(jīng)歷了明確問題、設(shè)計(jì)算法、驗(yàn)證算法、優(yōu)化算法、分享交流的過程，提高了用設(shè)計(jì)算法解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感。06課堂總結(jié)1引入新知內(nèi)容分享交流2總結(jié)算法設(shè)計(jì)與