Lezione 13 - Automatizzare decisioni basate sui dati
45 minuti
Panoramica
Domanda del giorno: in che modo i computer possono aiutarci a prendere decisioni sui dati?
In questa lezione gli studenti esaminano un semplice esempio di come un computer potrebbe essere utilizzato per completare la fase decisionale del processo di risoluzione dei problemi relativi ai dati. Agli studenti viene affidato il compito di creare un algoritmo che possa suggerire un luogo di vacanza. Gli studenti creano quindi regole che un computer potrebbe utilizzare per prendere automaticamente questa decisione. Gli studenti condividono le loro regole e le scelte che le loro regole farebbero con i dati della classe. Quindi usano le loro regole sui dati dei loro compagni di classe per verificare se le loro regole prenderebbero la stessa decisione che farebbe una persona. La lezione si conclude con una discussione sui vantaggi e gli svantaggi dell'uso dei computer per automatizzare il processo di risoluzione dei problemi relativi ai dati.
Traguardo di apprendimento
Questa lezione serve a mostrare agli studenti che l'ultimo passaggio del processo di risoluzione dei problemi relativi ai dati, il processo decisionale, è qualcosa che un computer può fare automaticamente se gli viene fornito un algoritmo. Si basa sulla lezione precedente che dimostra l'importanza di progettare il modo in cui raccogliere i dati affinché siano utilizzabili per l'interpretazione. Questo è particolarmente vero per i computer che sono molto più adatti per i dati in stile a scelta multipla che vedranno in questa lezione.
Opportunità di valutazione
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Progettare e implementa un algoritmo per prendere decisioni utilizzando i dati come input
Guida alle attività: i punti assegnati a ciascun luogo di vacanza nella prima pagina sono coerenti con il modo in cui l'algoritmo viene implementato nella seconda pagina.
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Spiegare i vantaggi e gli svantaggi dell'uso dei computer per il processo decisionale automatizzato
Conclusione: gli studenti dovrebbero identificare i molteplici vantaggi e svantaggi del processo decisionale automatizzato.
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Interpretare i dati raccolti per individuare schemi
Guida alle attività, pagina 1: i punti assegnati a ciascun luogo di vacanza dovrebbero riflettere ragionevolmente i dati forniti. (vedi esempio)
Mappatura delle competenze
AP - Algorithms & Programming
- 2-AP-10 - Use flowcharts and/or pseudocode to address complex problems as algorithms.
DA - Data & Analysis
- 2-DA-08 - Collect data using computational tools and transform the data to make it more useful and reliable.
IC - Impacts of Computing
- 2-IC-22 - Collaborate with many contributors through strategies such as crowdsourcing or surveys when creating a computational artifact.
Pianificazione
Obiettivi
Gli alunni saranno in grado di:
- progettare e implementare un algoritmo per prendere decisioni utilizzando i dati come input
- spiegare i vantaggi e gli svantaggi dell'uso dei computer per il processo decisionale automatizzato
- interpretare i dati raccolti per riconoscere schemi
Preparazione
- Controlla il forum "Aula insegnanti" per insegnanti verificati per trovare strategie o risorse aggiuntive condivise dagli altri colleghi insegnanti
- Se stai facendo una lezione virtuale, valuta la possibilità di controllare le nostre Modifiche alla lezione virtuale
Collegamenti
Attenzione! Fai una copia di tutti i documenti che intendi condividere con gli alunni.
Per gli insegnanti
- Automatizzare decisioni basate sui dati - Diapositive (Scarica)
Per gli studenti
- Automatizzare decisioni basate sui dati - Risorse
- Automatizzare decisioni basate sui dati - Guida alle attività
Guida didattica
Preparazione (5 minuti)
Diario
Discussione: immagina di programmare un computer per selezionare automaticamente i vestiti dal tuo armadio per te al mattino. Di quali tipi di dati avrebbe bisogno questo computer? Che tipo di regole vorresti che usasse?
Obiettivo: questa discussione può essere difficile da ridurre al minimo, ma il punto è solo far riflettere gli studenti sul fatto che i computer hanno bisogno di dati in ingresso (input) e regole (ad esempio un algoritmo) per produrre una decisione (output). Finché gli studenti hanno avuto la possibilità di vedere un esempio di questi tre componenti del modello di processo del computer (input-output-store-process), è possibile procedere. Detto questo, ecco alcune idee che gli studenti potrebbero menzionare
- Input: la temperatura, il tempo, che tipo di eventi hai oggi, ecc.
- Regole: se la temperatura è inferiore a 60° porta una giacca, se un evento elegante indossa abiti eleganti, se il sole porta occhiali da sole, ecc.
Discussione: gli studenti dovrebbero elaborare silenziosamente le risposte nei loro diari, quindi condividerle in piccoli gruppi e solo successivamente discuterle con tutta la classe.
Osservazioni
Affinché un computer possa prendere una decisione, ha bisogno di dati come input e di un algoritmo per elaborarli. Questo è solo il modello del computer (input-output-store-process) che abbiamo appreso in precedenza. Nell'ultima lezione abbiamo imparato a interpretare i dati per comprendere meglio il mondo. Oggi vedremo come progettare algoritmi in modo che un computer possa utilizzare ciò che comprendiamo per prendere decisioni automaticamente.
Domanda del giorno: in che modo i computer possono aiutarci a prendere decisioni sui dati?
Attività (35 minuti)
Distribuisci copie di Automating Data Decisions e Automating Data Decisions a ogni studente.
Decisioni automatizzate basate sui dati - Guida all'attività
Creare l'algoritmo
Osservazioni
Immagina di voler usare un computer per analizzare le risposte di qualcuno e formulare automaticamente una raccomandazione. Un computer non sa cosa siano «la spiaggia» o «la grande città» e non ha un'opinione propria. Sarà solo in grado di vedere quale risposta qualcuno ha scelto, non il significato di quella risposta. Ha bisogno di una persona che gli dica cosa fare per trasformare le opzioni di risposta in una raccomandazione.
Introduzione all'attività: leggi le istruzioni insieme alla classe, assicurandoti che gli studenti capiscano come funziona l'algoritmo.
Discussione: in base a ciò che vedi nelle tabelle di tabulazione incrociata, perché pensi che qualcuno abbia creato la prima regola dell'algoritmo? Riesci a pensare a una regola diversa?
Assicurati che gli studenti capiscano che la regola si basa sulla prima riga della tabella «Vacanze e cibo». Non esiste una regola «corretta» basata sui dati, ma chi preferisce il gelato preferisce con maggiore probabilità la spiaggia di quanto non preferisca un parco divertimenti.
Fai questo: chiedi agli studenti di decidere individualmente le regole dei loro algoritmi. Per ogni possibile scelta di risposta, gli studenti dovrebbero aggiungere punti ad almeno una delle quattro opzioni di spiaggia, parco divertimenti, parco nazionale o grande città.
Girando tra i banchi: monitora i progressi degli studenti. Per ora gli studenti devono solo completare la prima pagina della guida alle attività. Al termine della maggior parte degli studenti, la classe può passare alla sezione successiva di questa attività.
Mettere alla prova l'algoritmo
Forma i gruppi: disponi gli studenti in gruppi di 3-4 unità
Fai questo: chiedi agli studenti dei gruppi di interrogarsi a vicenda e di annotare le loro risposte nella seconda pagina del foglio di lavoro. Quindi di' loro di usare i loro algoritmi per consigliare un luogo di vacanza per quella persona.
Condividi: chiedi agli studenti di condividere alcuni dei luoghi di vacanza che sono stati consigliati e se sono d'accordo con i consigli. Questa discussione collega le domande di riflessione in cui gli studenti considerano le modifiche che potrebbero apportare per migliorare i loro consigli.
Rifletti: chiedi agli studenti di completare individualmente le domande di riflessione in fondo alla guida alle attività, quindi condividile con i loro gruppi per confrontare le risposte.
Conclusione (5 minuti)
Discussione: gli studenti possono rispondere nella sezione Riflessioni della guida alle attività o nei loro diari:
Gli studenti dovrebbero capire che automatizzare le decisioni è conveniente in molte situazioni, ma c'è la possibilità di perdere alcuni elementi che gli esseri umani prenderebbero in considerazione in una decisione. Ad esempio
- La raccolta di dati già puliti limita ciò che potresti raccogliere.
- Automatizzare le decisioni significa che a volte potresti prendere una decisione che non avresti preso da solo
Ci sono casi in cui però potremmo voler automatizzare una decisione. Ad esempio
- Dove un essere umano potrebbe dimenticarsi/annoiarsi (ad esempio riordinare automaticamente il cibo quando il frigorifero è basso, accendere/spegnere l'aria condizionata al variare della temperatura)
- Quando ci sono molti dati da considerare per una decisione semplice (ad esempio, cercare tra molti prodotti per trovare quello con il prezzo più basso)
- Quali sono gli svantaggi dell'uso di un algoritmo per prendere decisioni?
- Quali tipi di decisioni non vorresti che un computer prendesse automaticamente?
Questo compito è disponibile previa Licenza Creative Commons (CC BY-NC-SA 4.0).
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