Lezione 4 - Schemi nei dati

Discussione: scegli una domanda cui rispondere:

• Durante la navigazione in Internet, qual è la cosa più strana che un annuncio abbia mai cercato di indurti a comprare?
• Durante l'invio di un messaggio, qual è la cosa più divertente suggerita dal completamento automatico per finire una frase?

Invita gli studenti a scrivere un diario prima individualmente, poi a discutere con un compagno. Quindi invita gli studenti a condividere con tutta la classe e scrivi un elenco delle loro risposte dove tutti possono vederlo.

Obiettivo della discussione: questo è un suggerimento giocoso che invita gli studenti a stabilire connessioni personali con la loro esperienza con l'intelligenza artificiale e a considerare i modi in cui l'IA a volte può prendere decisioni sbagliate. Invita gli studenti a scoprire perché queste situazioni sembravano sbagliate e quali informazioni erano errate o mancanti nel modo in cui l'IA stava prendendo la sua decisione. Dopo aver condiviso diversi esempi, utilizza le osservazioni seguenti per passare allo svolgimento dell'attività.

Questo è un elenco molto significativo e mostra che i computer ci forniscono consigli abbastanza spesso, ma non sono sempre molto efficaci. Oggi vedremo come possiamo migliorare il modo in cui un computer formula consigli. Chiederemo a un computer di consigliare che tipo di scarpe dovremmo indossare per la giornata e vedremo diversi modi in cui un computer potrebbe prendere questa decisione.

Domanda del giorno: quali strategie utilizzano i modelli informatici per prendere decisioni?

Mostra: agli studenti la diapositiva che rivisita la definizione di modello.

Ricorda che un modello di apprendimento automatico è solo un programma per computer progettato per prendere una decisione. In questa lezione, esamineremo diverse app e cercheremo di capire il modello che utilizzano per prendere decisioni. Alcune di queste app possono prendere decisioni in modi molto intelligenti e sofisticati, mentre altre... non così tanto.

Code Studio: chiedi agli studenti di accedere al primo esercizio di Code Studio. Questo esercizio contiene un programma di base che aiuta gli studenti a decidere quali scarpe indossare. Chiedi agli studenti di eseguire il programma alcune volte.

Discussione: questo programma è utile per prendere decisioni sulle scarpe? Perché o perché no?

Chiedi agli studenti di discutere velocemente con un compagno e poi di condividere il tutto in classe.

Obiettivo della discussione: questa dovrebbe essere una discussione rapida: gli studenti dovrebbero prevedere che il programma sta selezionando scarpe a caso, il che non lo rende un ottimo programma per consigliare scarpe.

Mostra agli studenti la descrizione di base di questa app, confermando che il modello sta solo prendendo decisioni a caso.

Anteprima delle schede modello: il formato utilizzato in questa diapositiva è un precursore delle schede modello (Model Cards), che gli studenti vedranno nelle lezioni successive. Per ora, puoi descrivere queste descrizioni come un'etichetta con il nome o l'etichetta nutrizionale su un modello: aiuta a identificare e descrivere il funzionamento del modello per chiunque utilizzi l'app.

Discussione: cosa potrebbe migliorare questo modello per aiutarlo a prendere decisioni migliori?

Obiettivo della discussione: guida gli studenti alla conclusione che questa app potrebbe essere migliorata se utilizzasse il contributo dell'utente e ponesse domande per aiutarla a prendere decisioni. Prova a riconnetterti alla discussione iniziale e a come le app possono fare scelte sbagliate quando non hanno esempi validi dai loro utenti. Questo aiuterà a connettersi alla prossima app che gli studenti visualizzeranno in anteprima.

Code Studio: chiedi agli studenti di passare all'esercizio successivo su Code Studio, dove è disponibile un'altra app per consigliare scarpe. Questo pone diverse domande prima di formulare un consiglio. Chiedi agli studenti di eseguire l'app più volte, cercando di determinare in che modo questo modello sta facendo la sua previsione.

Discussione: come pensi che questo programma stia prendendo la sua decisione? È più o meno utile per decidere le scarpe rispetto all'ultimo programma?

Chiedi agli studenti di discutere velocemente con un compagno e poi di condividere il tutto con la classe.

Obiettivo della discussione: gli studenti possono rendersi conto che possono ottenere determinate risposte solo in base a determinate decisioni e possono descrivere intuitivamente una sorta di «flusso» attraverso il programma che porta a determinate decisioni. Possono anche mettere in dubbio o criticare le decisioni alla base della scelta di alcune scarpe. Questo è un buon punto su cui ritornare in una discussione successiva.

Man mano che gli studenti si restringono sulla struttura ramificata di questa app, mostra agli studenti la seguente diapositiva che mostra l'albero utilizzato dall'app per formulare i suoi consigli.

Mostra agli studenti la descrizione di base di questa app, confermando che il modello utilizza un processo chiamato "Albero di decisione" (Decision Tree) per formulare i suoi consigli.

**Discussione: ** sei d'accordo con le domande che sono state poste e con il modo in cui sono state assegnate le scarpe? Chi pensi abbia deciso a quali scarpe corrispondere ogni risposta?

Obiettivo della discussione: gli studenti potrebbero notare che alcune scelte si nascondono dietro altre scelte che potrebbero non essere ideali: per esempio, questo modello prevede di indossare scarpe da ginnastica solo quando piove e tacchetti sportivi quando non piove. Gli studenti possono suggerire che l'albero debba essere riorganizzato in base alle proprie esperienze personali su quando indossare le scarpe, o che queste decisioni potrebbero non rappresentare tutte le persone che potrebbero voler utilizzare l'app. Cerca di sottolineare l'idea di ricevere input dai nostri utenti per aiutarci a prendere una decisione, piuttosto che affidarti alle tue esperienze personali poiché potrebbero non rappresentare tutte le situazioni. Questo aiuta a passare all'attività successiva.

Code Studio: chiedi agli studenti di passare all'esercizio successivo su Code Studio, dove risponderanno a un sondaggio ponendo diverse domande sulla loro giornata e sulle scarpe che indossano. Gli studenti possono rispondere al sondaggio più volte per rappresentare situazioni diverse, ad esempio:

• Fingendo che sia il fine settimana
• Fingere di andare a una festa di compleanno
• Fingere di stare male e di non sentirsi bene

Una volta che gli studenti hanno partecipato al sondaggio, reindirizzali verso la cattedra per vedere cosa succede con tutti i dati che hanno generato.

Video: mostra agli studenti il video Finding Patterns in Data.

Video per studenti: i video sono pensati per essere guardati e discussi in classe e quindi non sono forniti come esercizi individuali su Code Studio. Se uno studente ha bisogno di guardare nuovamente un video, può trovarlo nella sezione Aiuto e suggerimenti degli esercizi o visitando la pagina Risorse per gli studenti di ogni lezione.

Distribuisci a ogni studente la Guida alle attività Patterns in Data.

Fai questo: chiedi agli studenti di completare l'attività trovando schemi e tendenze nei dati utilizzando i grafici a schede incrociate. Viene fornita una chiave di risposta per verificare le risposte.

Girando tra i banchi: monitora gli studenti mentre completano questa guida alle attività. Le frasi iniziali di ogni tabella devono essere correlate ai punti critici dei dati, mentre le due risposte finali possono essere più aperte e dipendere maggiormente dal modo in cui gli studenti giustificano le loro risposte.

Valutazione formativa: quando vedi gli studenti che compilano le prima frasi, chiedi loro di spiegare perché hanno scelto queste due risposte. Gli studenti dovrebbero essere in grado di fare riferimento ai dati e giustificare, in base alla riga della tabella, la scelta di una particolare risposta abbia una stretta relazione con una determinata scarpa.

Condividi: utilizzando le tendenze di tutte e cinque le domande, quali sono alcune scarpe che possiamo consigliare in base agli schemi nei dati?

Obiettivo della discussione: gli studenti dovrebbero combinare diverse tendenze per consigliare una scarpa. Ad esempio, se qualcuno dice che passerà del tempo in casa, con tempo soleggiato, indossando calzini: allora possiamo consigliargli delle scarpe da tennis. Chiedi a diversi studenti di condividere e provare ad ascoltare i consigli per ogni tipo di scarpa. Se possibile, annota alcune delle risposte alla lavagna per utilizzarle nell'esercizio successivo.

Glossario: visualizza una diapositiva per ricordare agli studenti le seguenti definizioni

• Caratteristiche: dati in ingresso (input) che un modello utilizza per prendere decisioni
• Etichetta: il dato in uscita (output) che stai cercando di decidere o prevedere con un modello

Sottolinea che in questi dati, le domande individuano le caratteristiche che vengono utilizzate per prevedere quale tipo di scarpa consigliare, che è l'etichetta.

Mostra agli studenti la descrizione dell'app che stanno per guardare, che utilizza i dati mostrati per formulare raccomandazioni. Evidenzia che questa app ha una nuova sezione sui dati utilizzati per creare il suo modello.

Code Studio: chiedi agli studenti di passare all'esercizio successivo in Code Studio, dove questa app è disponibile per i test. Chiedi agli studenti di rispondere alle domande e di verificare se i consigli corrispondono a ciò che hanno visto nei dati.

Mostra: passa alla diapositiva successiva, che mostra una freccia che collega il modo in cui i dati diventano un modello. Con questa diapositiva visualizzata, passa alle osservazioni seguenti.

Oggi abbiamo visto come è possibile prendere i dati e utilizzarli per contribuire a creare un modello che fornisca consigli. Ma l'analisi di quei dati ha richiesto del tempo, anche per un breve sondaggio come questo: immagina se ci fossero 20 domande anziché 3! O se consigliassi un outfit completo anziché solo delle scarpe! Nella prossima lezione, vedremo una delle strategie utilizzate da un computer per rendere più semplice la trasformazione dei dati in un modello.

Discussione: ISe potessi aggiungere un'altra domanda al sondaggio sulle scarpe, quale domanda faresti? Perché pensi che questa domanda sarebbe utile per decidere una scarpa?

Chiedi agli studenti di scrivere un diario individualmente, quindi di condividerlo con un compagno. Se rimane del tempo, invita alcuni studenti a condividere con tutta la classe.

Obiettivo della discussione: gli studenti avranno una varietà di possibili domande ed è importante ascoltare il loro ragionamento sul motivo per cui quella domanda è utile. Si spera che gli studenti scelgano domande che ritengono possano aiutare a separare i dati, ad esempio una domanda che potrebbe indicare fortemente scarpe da tennis o stivali da lavoro rispetto a sandali e coccodrilli. Questo fa da ponte all'attività di domani, in cui confrontiamo esempi di domande utili per prendere una decisione con quelle che non sono utili.