《机器学习项目开发实战》-教案 项目三任务四 项目背景与目标

《机器学习项目开发实战》课程教学设计课程名称机器学习课程类型专业基础课课程学时64适用专业人工智能、大数据、云计算课程负责人曹梦川软件学院人工智能教研室制定二〇二五年一月《机器学习项目开发实战》课程教学设计课程类别：□公共基础课□专业学习课□拓展学习课☑实践学习课标题：项目三任务一项目背景与目标授课班级：24人工智能课时：2课时授课时间：周五1-4节授课地点：A101教学目标知识目标能力（技能）目标素质目标1．理解随机森林回归的基本原理和特点。2．掌握随机森林回归在天气预测中的应用。1．能够运用Python实现随机森林回归模型。2．能够对随机森林回归模型进行训练和预测。3．能够分析随机森林回归模型在天气预测中的性能。1．培养学生的数据分析和问题解决能力。2．培养学生团队协作和沟通能力。教学重点了解随机森林基本原理和特点；掌握随机森林模型的构建构成和易错事项。教学难点了解随机森林基本原理和特点。教学方法与手段教学采用教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解教学教材教材：教学资源1.智慧课堂2.教材附带慕课课程思政融入点1.课程思政融入点1：预报服务中的责任担当与民生导向课程内容：讲解天气预报在防灾减灾（如台风预警、暴雨响应）、农业生产（如作物生长期气象指导）、公共安全（如交通出行提示）等场景的应用。思政融入点：：强调“预报即责任”，引导学生认识到准确及时的预报能减少生命财产损失，树立“技术服务民生”的价值导向。通过预报信息对社会各领域的影响，培养“以人民为中心”的服务意识，将技术学习与“守护公共安全、保障社会运转”的使命相结合。2.课程思政融入点2：应对气候变化中的人类命运共同体意识课程内容：讲解长期天气预报与气候变化研究的关联，如极端天气频发的趋势分析。思政融入点：以全球气候变暖对各国的共同影响为例，阐述“气候变化是人类共同挑战”，体现人类命运共同体理念。引导学生认识到气象数据的全球共享、国际预报技术合作的重要性，培养“开放合作、共担责任”的国际视野，理解“守护地球家园需要各国协同行动”。3.课程思政融入点3：气象协作中的集体主义与全局观念课程内容：介绍天气预报背后的跨部门协作，如气象部门与应急管理、农业、交通等部门的数据共享与联动。思政融入点：强调“一个精准预报需要多方协同”，培养分工合作的集体主义精神。引导学生认识到气象工作需兼顾局部与全局（如区域降水对流域防洪的影响），树立“统筹兼顾、系统思维”的全局观念，理解“个体工作是整体链条的重要一环”教学过程设计教学环节（用时）教学内容教师活动学生活动设计意图课程导入（15分钟）教师通过提问学生问题，引出随机森林算法。有没有听说过随机森林算法？天气预报是怎么预测天气的呢？明确本节课的学习目标，让学生带着目标去听课。要求学生学会天气预报的相关知识；要求掌握线性回归的基本概念；教师通过提问学生问题，引出数据分析应用场景集体讨论回答问题引入新课内容新知讲解（一）（75分钟）教师根据课件，讲解天气预报的相关知识。教师根据课件，讲述随机森林基础概念。教师根据课件讲解随机森林的优势。教师根据课件讲解随机森林参数。通过课件展示天气预报相关知识。通过课件展示线性回归基础知识。通过互动讲解常见的数据错误类型和相关处理手段。线上头脑风暴线上一句话答题步骤总结回答新知讲解实训演练（80分钟）回顾上课前的学习目标，并对本节课的重要知识点进行总结。教师根据课件，进行数据预处理，创建训练集和测试集教师根据课件，进行随机森林模型的构建。带领学生开始本次实践：进行数据预处理，创建训练集和测试集并构建随机森林模型。2.巡回检查，解答学生问题，并总结本次实践发现问题。1.跟随教师完成本次实践，存在问题时积极提问。巩固知识点知识深