คอร์ส
AI ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3: Python และการเรียนรู้ของเครื่อง
ใช้ Python, NumPy และ pandas เพื่อฝึกและประเมินโมเดลการเรียนรู้ของเครื่องแบบคลาสสิก.
เรียนทีละบทตามลำดับ. พอจบ เธอเขียน Python ด้วยโครงสร้างข้อมูลและฟังก์ชันที่ใช้ซ้ำได้. เธอบวกเวกเตอร์ คำนวณความน่าจะเป็น และหาค่าเฉลี่ยกับส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานได้. เธอโหลด ทำความสะอาด และทำแผนภูมิของตารางด้วย NumPy และ pandas ได้. เธอจับเส้นตรงให้เข้ากับข้อมูล ฝึกตัวจำแนกแบบการถดถอยโลจิสติก ต้นไม้ตัดสินใจ และเพื่อนบ้านใกล้สุด k ตัว และจัดกลุ่มข้อมูลด้วย k-means ได้. เธอคำนวณความถูกต้อง ความแม่นยำ และความครอบคลุม สังเกตการฟิตเกิน เปรียบเทียบโมเดลกับเส้นฐานอย่างง่าย และนำเสนอคำทำนายจากชุดข้อมูลสิ่งแวดล้อมได้.
ใช้บทเรียนเหล่านี้ยังไง
- เริ่มที่บทที่มีคำว่า ทำอันนี้. บรรทัดใต้ชื่อบททำเองได้แล้วค่อยไปต่อ.
- เล่นเกมก่อน. แล้วทำแบบทดสอบ. ผ่านเมื่อถูก 8/10 ข้อ. ใบงานอยู่บนกระดาษ. คำตอบอยู่ด้านล่าง.
- แต่ละบทต่อจากบทก่อน. จดทุกการทดลองไว้: เปลี่ยนอะไร เกิดอะไร และทำไม.
- บทเขียนโค้ดใช้ Python ในสมุดออนไลน์ฟรี. ใช้เฉพาะเครื่องมือ AI ที่ครูอนุญาต. อธิบายโค้ดที่ AI เขียนให้. อย่าใส่ข้อมูลส่วนตัวในชุดข้อมูลที่แชร์.
แต่ละบทมีเกม แบบทดสอบ และใบงาน
0/36
การเขียนโปรแกรม Python
- 1ทบทวนไวยากรณ์เขียน Python ด้วยตัวแปร เงื่อนไข และลูป.
- ใช้ตัวแปร ชนิดข้อมูล และ f-strings.
- เขียนบล็อก if, for และ while.
- อ่าน traceback แล้วแก้ข้อผิดพลาด.
- 2โครงสร้างข้อมูลเลือกโครงสร้างข้อมูล: ลิสต์ ทูเพิล เซต หรือดิกชันนารี.
- ใช้โครงสร้างข้อมูลแต่ละแบบให้เหมาะกับงาน.
- เขียน list comprehension และ dictionary comprehension.
- ซ้อนโครงสร้างเพื่อเก็บระเบียน.
- 3ฟังก์ชันและโมดูลเขียนและทดสอบฟังก์ชันที่ใช้ซ้ำได้.
- ใช้อาร์กิวเมนต์ค่าเริ่มต้นและอาร์กิวเมนต์แบบระบุชื่อ.
- เขียนเทสต์ด้วย assert.
- อิมพอร์ตฟังก์ชันของคุณจากโมดูล.
- 4สคริปต์ข้อมูลเขียนสคริปต์ที่ทำความสะอาดไฟล์ข้อความ.
- อ่านไฟล์ทีละบรรทัด.
- แก้แถวที่เสีย และข้ามแถวว่าง.
- เขียนข้อมูลที่สะอาดลงไฟล์ใหม่.
คณิตศาสตร์สำหรับการเรียนรู้ของเครื่อง
- 5เวกเตอร์บวกเวกเตอร์ และหาระยะทางระหว่างจุด.
- เขียนจุดข้อมูลให้เป็นเวกเตอร์.
- บวกเวกเตอร์ และคูณด้วยจำนวน.
- คำนวณระยะทางยูคลิดและผลคูณจุด.
- 6ความน่าจะเป็นคำนวณความน่าจะเป็นอย่างง่ายและความน่าจะเป็นแบบมีเงื่อนไข.
- คำนวณความน่าจะเป็นของเหตุการณ์.
- คำนวณความน่าจะเป็นแบบมีเงื่อนไขจากตาราง.
- จำลองการโยนเหรียญเพื่อตรวจคำตอบ.
- 7สถิติหาค่าเฉลี่ย ความแปรปรวน และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน.
- คำนวณแต่ละค่าด้วยมือและด้วยโค้ด.
- อธิบายว่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานบอกอะไร.
- เปรียบเทียบสองชุดข้อมูลจากความกระจาย.
- 8การทดลองคณิตศาสตร์พล็อตข้อมูล และบรรยายความกระจาย.
- พล็อตฮิสโตแกรม.
- พล็อตแผนภูมิกระจาย.
- บรรยายจุดศูนย์กลาง ความกระจาย และค่าผิดปกติ.
วิทยาการข้อมูล
- 9NumPyคำนวณทั้งอาร์เรย์ด้วย NumPy.
- สร้างอาร์เรย์และเปลี่ยนรูปร่าง.
- ใช้การคำนวณทั้งก้อนแทนลูป.
- ใช้ดัชนีและตัวตัดกับอาร์เรย์.
- 10pandasโหลด กรอง และจัดกลุ่มตารางด้วย pandas.
- โหลด CSV เข้า DataFrame.
- กรองแถวและเลือกคอลัมน์.
- จัดกลุ่มและสรุปข้อมูล.
- 11ทำความสะอาดข้อมูลทำความสะอาดข้อมูล: จัดการค่าที่หายไปและชนิดที่ผิด.
- หาค่าที่หายไป.
- เติมหรือทิ้ง แล้วอธิบายว่าทำไมเลือกแบบนั้น.
- แก้ชนิดที่ผิดและแถวที่ซ้ำ.
- 12การทำแผนภูมิทำแผนภูมิที่ตอบคำถาม.
- เลือกแผนภูมิให้ตรงกับคำถาม.
- ติดป้ายแกนและใส่ชื่อเรื่อง.
- หาแผนภูมิที่ชวนเข้าใจผิด แล้วแก้.
พื้นฐานการเรียนรู้ของเครื่อง
- 13การเรียนรู้ของเครื่องคืออะไรอธิบายว่าโมเดลเรียนรู้รูปแบบจากข้อมูลอย่างไร.
- เทียบการเขียนกฎกับการเรียนรู้จากข้อมูล.
- อธิบายโมเดล พารามิเตอร์ และการฝึก.
- บอกการใช้การเรียนรู้ของเครื่องจริง ๆ สามอย่าง.
- 14แบบมีผู้สอนและแบบไม่มีผู้สอนแยกงานแบบมีผู้สอนออกจากงานแบบไม่มีผู้สอน.
- บอกว่าการเรียนรู้แบบมีผู้สอนใช้ป้ายกำกับ.
- บอกว่าการเรียนรู้แบบไม่มีผู้สอนหาโครงสร้างโดยไม่มีป้ายกำกับ.
- จัด 10 งานเข้าสองกลุ่มนี้.
- 15ขั้นตอนการเรียนรู้ของเครื่องเรียงขั้นตอนจากข้อมูลถึงโมเดลที่ใช้งานได้.
- เรียงขั้นตอน: คำถาม ข้อมูล ฟีเจอร์ ฝึก ประเมิน นำไปใช้.
- บอกว่าแต่ละขั้นผิดพลาดได้อย่างไร.
- บอกว่าทำไมขั้นตอนจึงต้องทำซ้ำ.
- 16เปรียบเทียบงานการเรียนรู้ของเครื่องจับคู่โจทย์กับการถดถอย การจำแนก หรือการจัดกลุ่ม.
- บอกว่างานแต่ละแบบทำนายอะไร.
- จับคู่ 10 โจทย์กับงานหนึ่งแบบ.
- เขียนโจทย์หนึ่งข้อใหม่ให้เป็นอีกงานหนึ่ง.
การถดถอย
- 17การถดถอยเชิงเส้นจับเส้นตรงให้เข้ากับข้อมูล.
- อธิบายความชันและจุดตัด.
- จับเส้นตรงด้วย scikit-learn.
- พล็อตเส้นทับบนข้อมูล.
- 18ฟีเจอร์เลือกฟีเจอร์และปรับสเกล.
- ใช้มากกว่าหนึ่งฟีเจอร์.
- ปรับฟีเจอร์ให้อยู่ช่วงเดียวกัน.
- เข้ารหัสฟีเจอร์ที่เป็นหมวดหมู่.
- 19ความคลาดเคลื่อนวัดความคลาดเคลื่อนด้วยค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย.
- คำนวณส่วนตกค้าง.
- คำนวณค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ยและค่าคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์เฉลี่ย.
- พล็อตส่วนตกค้างเพื่อหารูปแบบ.
- 20ทำนายตัวเลขฝึกโมเดลการถดถอย และทำนายค่าใหม่.
- ฝึกด้วยข้อมูลส่วนหนึ่ง.
- ทำนายส่วนที่เหลือ.
- รายงานความคลาดเคลื่อนเป็นหน่วยจริง.
การจำแนก
- 21การถดถอยโลจิสติกฝึกตัวจำแนกแบบการถดถอยโลจิสติก.
- อธิบายว่ามันเปลี่ยนคะแนนให้เป็นความน่าจะเป็นอย่างไร.
- ฝึกมัน และทำนายความน่าจะเป็น.
- เปลี่ยนเกณฑ์ แล้วเปรียบเทียบ.
- 22ต้นไม้ตัดสินใจฝึกต้นไม้ตัดสินใจ และอ่านจุดที่มันแยก.
- ฝึกต้นไม้หนึ่งต้น.
- วาดจุดที่แยก และอ่านให้เข้าใจ.
- จำกัดความลึก แล้วเทียบคะแนน.
- 23เพื่อนบ้านใกล้สุด k ตัวจำแนกด้วยเพื่อนบ้านใกล้สุด k ตัว และเลือก k.
- อธิบายว่าเพื่อนบ้านใกล้สุด k ตัวโหวตอย่างไร.
- ลองค่า k หลายค่า.
- บอกว่าทำไมการปรับสเกลจึงสำคัญต่อเพื่อนบ้านใกล้สุด k ตัว.
- 24ฝึกตัวจำแนกเปรียบเทียบตัวจำแนกสามแบบบนชุดข้อมูลเดียว.
- ฝึกทั้งสามบนการแบ่งชุดเดียวกัน.
- เปรียบเทียบคะแนนของพวกมัน.
- เลือกหนึ่งแบบ และอธิบายว่าทำไม.
การเรียนรู้แบบไม่มีผู้สอน
- 25ความคล้ายวัดว่าสองตัวอย่างคล้ายกันแค่ไหน.
- ใช้ระยะทางยูคลิด.
- ใช้ความคล้ายโคไซน์.
- หาสิ่งที่คล้ายที่สุดในชุดข้อมูล.
- 26k-meansจัดกลุ่มข้อมูลด้วย k-means.
- เดินทีละขั้นของ k-means ด้วยมือ.
- รันใน scikit-learn.
- พล็อตกลุ่ม.
- 27การเลือก kใช้วิธีข้อศอกเพื่อเลือกจำนวนกลุ่ม.
- รัน k-means ด้วยค่า k หลายค่า.
- พล็อตเส้นโค้งข้อศอก.
- ตรวจว่ากลุ่มนั้นสมเหตุสมผล.
- 28จัดกลุ่มตัวอย่างจัดกลุ่มชุดข้อมูล และบรรยายแต่ละกลุ่ม.
- จัดกลุ่มชุดข้อมูลจริง.
- สรุปแต่ละกลุ่ม.
- ตั้งชื่อให้แต่ละกลุ่ม.
การประเมินโมเดล
- 29แบ่งชุดฝึกและชุดทดสอบแบ่งข้อมูลเป็นชุดฝึกกับชุดทดสอบ และอธิบายว่าทำไม.
- แบ่งด้วย train_test_split.
- ใช้ชุดตรวจสอบเพื่อปรับโมเดล.
- ใช้การตรวจสอบไขว้.
- 30ความถูกต้อง ความแม่นยำ และความครอบคลุมคำนวณความถูกต้อง ความแม่นยำ และความครอบคลุม.
- สร้างตารางความสับสน.
- คำนวณแต่ละตัววัดจากตารางนั้น.
- เลือกตัววัดที่เหมาะกับโจทย์.
- 31การฟิตเกินสังเกตการฟิตเกินโดยเทียบคะแนนชุดฝึกกับชุดทดสอบ.
- ฝึกโมเดลที่เกิดการฟิตเกิน.
- พล็อตคะแนนชุดฝึกและชุดทดสอบ.
- ลดการฟิตเกิน แล้วเปรียบเทียบ.
- 32เส้นฐานอย่างง่ายเปรียบเทียบโมเดลกับเส้นฐานอย่างง่าย.
- สร้างเส้นฐานอย่างง่ายที่เดาคำตอบที่พบบ่อยที่สุดเสมอ.
- เปรียบเทียบโมเดลของคุณกับมัน.
- อธิบายว่าเมื่อไรโมเดลไม่คุ้มที่จะใช้.
โครงงานการเรียนรู้ของเครื่อง
- 33เลือกชุดข้อมูลเลือกชุดข้อมูลสิ่งแวดล้อมแบบเปิด และเลือกคำถาม.
- หาชุดข้อมูลเปิดเรื่องสภาพอากาศหรือคุณภาพอากาศ.
- เขียนคำถามที่ชุดข้อมูลนั้นตอบได้.
- เลือกการถดถอยหรือการจำแนก.
- 34เตรียมและสำรวจทำความสะอาดข้อมูล และทำแผนภูมิรูปแบบหลัก.
- ทำความสะอาดข้อมูล.
- ทำแผนภูมิสามรูปแบบ.
- เลือกฟีเจอร์.
- 35ฝึกและเปรียบเทียบฝึกสองโมเดล และเปรียบเทียบกับเส้นฐานอย่างง่าย.
- ฝึกสองโมเดล.
- เปรียบเทียบกับเส้นฐานอย่างง่าย.
- ตรวจหาการฟิตเกิน.
- 36ทำนายสภาพสิ่งแวดล้อมนำเสนอผล ข้อจำกัด และขั้นต่อไป.
- แสดงผลและแผนภูมิของคุณ.
- อธิบายข้อจำกัดของโมเดล.
- เสนอขั้นต่อไป.