ワークシート(印刷用)
本文の記入用フォームを章ごとにまとめています。ブラウザーの印刷機能で印刷して書き込めます。
第1章
ワークシート 1-1:四つの課題を分類する
各課題の方式と、選んだ手がかりを書きます。
表1-4 方式を分類する記入欄
| 課題 | 方式 | 手がかり |
|---|---|---|
| 判定済みのメール例を使い、新しいメールを分類する | ______ | ______ |
| 正解ラベルのない購買記録から、似た行をまとめる | ______ | ______ |
| 行動の結果に応じた報酬で、ロボットの動きを調整する | ______ | ______ |
| 人が決めた「点数60以上なら合格」を使う | ______ | ______ |
ワークシート 1-2:ルールの出力と記録を比べる
表1-1へルールを当てて空欄を埋め、次に確かめる情報を書きます。
表1-5 ルールと記録の照合欄
| 行 | ルールの出力 | 記録との一致 | 次に確かめる情報 |
|---|---|---|---|
| 1 | ____ | ____ | ____ |
| 2 | ____ | ____ | ____ |
| 3 | ____ | ____ | ____ |
ワークシート
1-1 上から教師あり学習(ラベル付き例)、教師なし学習(ラベルなしのまとまり)、強化学習(報酬)、ルールベース(人の条件)です。
1-2 1行目は合格・一致、2行目は不合格・一致、3行目は合格・不一致です。三行目は判定条件と元記録を確かめます。違いの理由は表だけでは確定しません。
成果物の完成例 入力は点数・提出数、ラベルは記録結果、出力は合否候補、確認者は教員です。三件から性能は決めません。
使う情報は点数・提出数と判定済み例、最後に確認する人は教員です。理由が合えば別の表現も認めます。
第2章
ワークシート 2-1:列の意味と利用可否を記録する
例を見て、表2-1の列の意味・時点・利用可否を記入します。
| 列名 | 意味 | 単位 | 分かる時点 | 欠損数 | 特徴量に使えるか | 理由 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| r | 開始時予約数 | 件 | 貸出開始時 | 0 | 可 | 予測時点ですでに分かる |
| 予定日数 | __ | __ | __ | __ | __ | __ |
| 返却後実日数 | __ | __ | __ | __ | __ | __ |
| late | __ | __ | __ | __ | __ | __ |
| 行ID | __ | __ | __ | __ | __ | __ |
表2-4から訓練平均と、T3・V1・E1の扱いを記録し、テスト値100を平均に入れない理由を書きます。
ワークシート 2-2:12行を分割する
L01〜L08をtrain、L09〜L10をvalidation、L11〜L12をtestへ記入します。次に、訓練データで補完値を決め、同じ値をvalidationとtestへ適用する矢印を描きます。
| 行ID | 分割 | 行ID | 分割 |
|---|---|---|---|
| L01 | __ | L07 | __ |
| L02 | __ | L08 | __ |
| L03 | __ | L09 | __ |
| L04 | __ | L10 | __ |
| L05 | __ | L11 | __ |
| L06 | __ | L12 | __ |
前処理の矢印:trainで決めるもの(__)→ validation(__)/test(__)
ワークシートと成果物
分割シートではL01〜L08をtrain、L09〜L10をvalidation、L11〜L12をtestにします。補完値はtrainで決め、validationとtestへ同じ値を適用します。
列の意味・単位・時点・欠損数を記録します。予定日数と予約数を特徴量、late を目的変数にし、返却後実日数と行IDは外します。訓練値から補完値3を求めて検証へ使い、テスト値100は計算に使いません。
IDを予測入力から分ける提案、学校規則と承認方法の確認があれば認めます。名前を消しても個人が分かる場合を説明できることも見ます。利用可否は学校の規則と担当窓口で確かめます。
第3章
ワークシート 3-1:予測と残差を計算する
式ŷ=1.5x+1/3で予測値・残差・二乗残差を求め、最後にMSEを書きます。小数は第4位までにします。
| 観察 | x | 実測 y | 予測 ŷ | 残差 y−ŷ | 残差の二乗 |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 1 | 2 | __ | __ | __ |
| B | 2 | 3 | 3.3333 | __ | __ |
| C | 3 | 5 | __ | __ | __ |
| MSE | __ |
ワークシート 3-2:勾配を使って一度更新する
次の値を使い、式の空欄を埋めます。勾配はすでに計算された値です。w と b を別々に更新してください。
- 現在値:w=0、b=0
- 学習率:η=0.1
- 勾配:dw=-3、db=-4
w_new = __ - __ × (__) = __
b_new = __ - __ × (__) = __
第4章
ワークシート 4-1:近傍投票と木の質問
| 行ID | Qからの距離平方 | 距離順位 | k=3に入るか | クラス票 |
|---|---|---|---|---|
| P1 | __ | __ | __ | __ |
| P2 | __ | __ | __ | __ |
| P3 | __ | __ | __ | __ |
| P4 | __ | __ | __ | __ |
| 木の質問 | 行ID | はい・いいえ | 葉の予測 |
|---|---|---|---|
| 幅<2.5 | F1 | __ | __ |
| 幅<2.5 | F2 | __ | __ |
| 幅<2.5 | F3 | __ | __ |
| 幅<2.5 | F4 | __ | __ |
ワークシート 4-2:別の点を判定する
例を見たら、今度はR=(2,2)を使います。表に距離平方を書き、同距離はID順に並べます。k=1とk=3の予測を比べ、最後に「幅<2.5」の木の出力も記入しましょう。
| 行ID | 距離平方 | k=1に入るか | k=3に入るか | クラス |
|---|---|---|---|---|
| P1 | __ | __ | __ | A |
| P2 | __ | __ | __ | B |
| P3 | __ | __ | __ | A |
| P4 | __ | __ | __ | B |
Rの幅は2です。木の予測:____。近傍法と木の結果が同じか:____。
ワークシート
4-1 距離平方はP1=.5、P2=4.5、P3=P4=2.5です。順位はP1、P3、P4、P2で、k=3の票はAが2、Bが1です。木ではF1・F2が左からA、F3・F4が右からBです。
4-2 R=(2,2)から各点までの距離平方は2です。同距離はID順なのでP1が最初です。k=1はA、k=3もAが2票でAと予測します。木も幅2からAを出します。
近い点を選ぶ順は距離の小さい順で、同距離なら行ID順です。条件「幅<2.5」に入る行はF1とF2で、予測はAです。新しいデータや特徴量の尺度によって結果が変わる可能性があります。
第5章
ワークシート 5-1:混同行列から指標を計算する
表5-2の空欄を埋め、分母がどこから来たかを説明します。
表5-2 評価指標を計算するシート
| 指標 | 分子 | 分母 | 計算結果 |
|---|---|---|---|
| 正解率 | __ | __ | __ |
| 適合率 | __ | __ | __ |
| 再現率 | __ | __ | __ |
| F1スコア | __ | __ | __ |
記入例
例の結果は、正解率0.750、適合率0.800、再現率0.667、F1は0.727です。
自分で書く
- 表5-1の4指標を、小数第3位まで計算してください。
- この例で見逃しに当たる数と、誤警告に当たる数を書いてください。
- 返却遅れを見逃さないことを重く見るなら、どの指標を参考にしますか。理由も書きましょう。
第6章
ワークシート6-1:評価の役割を分ける
例 訓練側で基準を決め、検証・テストには同じ値を適用します。
穴埋め 各foldの訓練側を使って____の値を決め、検証側にはその値を____する。テスト側で設定を____しない。
自分で書く 訓練側でfitする値と、検証・テストへ適用する処理を記入します。
理由を書く テストを調整に使わない理由を一文で記入します。結果に合わせて設定を変えると、独立した最終評価でなくなることを書きます。
ワークシート6-2:foldを割り当てる
穴埋め 検証側に入る行ID:____。訓練側に入るfold:____。
自分で書く 表6-2から一回を選び、訓練側・検証側の行IDとfold番号を書きます。
第7章
ワークシート 7-1:割当てと中心更新
距離平方、群ごとの平均、再割当て後の群を記入し、停止条件を判断してください。
| 行 | 座標 | C1までの距離平方 | C2までの距離平方 | 最初の群 | 更新後の群 |
|---|---|---|---|---|---|
| R1 | (1,1) | __ | __ | __ | __ |
| R2 | (2,1) | __ | __ | __ | __ |
| R3 | (8,9) | __ | __ | __ | __ |
| R4 | (9,8) | __ | __ | __ | __ |
- C1に入った座標の平均:______
- C2に入った座標の平均:______
- 再割当てで群は変わりましたか:______
- この結果から人について言えないこと:______
第8章
ワークシート 8-1:入力から出力まで
表8-1 入力から出力までの計算欄
例の入力 x1=2、x2=4、重み w1=0.5、w2=−0.25、バイアス項 b=0.1 を使います。
| 計算 | 記入 |
|---|---|
| w1×x1 | ____ |
| w2×x2 | ____ |
| 二つの積の和 | ____ |
| バイアス項を加えたz | ____ |
| ReLU後の出力 | ____ |
- 図の入力層にある値:____
- 入力層と出力層の間にある層:____
- この値から実際の成績について言えること:____
自分の図 入力から一つのニューロンを通って出力する図を描き、入力、重み、バイアス項、活性化関数を記してください。
________________________________
説明 前の層の出力を次の層へ渡す理由と、ネットワークが人の脳そのものとは言えない理由を一つずつ書いてください。
________________________________
ワークシート
ワークシート8-1 積は1と−1、和は0です。zとReLU後は0.1。図は入力x1・x2、隠れh1・h2、出力ŷです。成績や合否は分かりません。
計算の順序、ReLUの出力、重みの更新、モデルの限界を場面に合う言葉で説明できれば使えます。本文と同じ文でなくても構いません。
第9章
ワークシート 9-1:出力の確認記録
表9-4 出力の確認記録
主張を公式資料と比べ、出典、発行日、確認日、確認者を書きます。個人情報、権利、出典の確認状況も記録します。
| 確かめる主張・項目 | 出典または確認先 | 発行日・確認日 | 状態・次の行動 |
|---|---|---|---|
| 大学生の8割が毎日AIを使う | 調査名を公式資料で探す | 発行日:未確認/確認日:__ | 未確認。見つからなければ使わない |
| 入力に個人情報がないか | 学校の利用ルール | 確認日:__ | 入力前に確認 |
| 既存の作品に似た表現がないか | 出力と参照した文章 | 確認日:__ | 類似・出典・利用条件を記録 |
ワークシート
ワークシート9-1 「大学生の8割が毎日AIを使う」は、調査名と出典が確認できないため未確認です。発行日は不明です。公式資料を探し、見つからなければ使わないと記録します。個人情報は入力せず、学校の規則を確認します。公開前に類似、出典、利用条件も確かめます。
学校の課題ルールを確かめ、参考文献は実在と内容を調べてから使います。個人情報を入力せず、利用範囲と確認した資料を記録できていれば合っています。
第10章
ワークシート10-1 プロジェクトの記録
表10-4 プロジェクト記録の記入例
記入例
- 問い:貸出開始時の情報から返却遅れを予測できるか
- 利用目的:分割・予測・評価の手順を練習する
- データ:架空の貸出練習データ12行
- 予測時点:貸出開始時
- 特徴量/目的変数:予定日数・開始時予約数/late
- 分割:train L01〜L08、validation L09〜L10、test L11〜L12
- 基準と方法:同数時に0を返す基準/ユークリッド距離の1-NN
- 距離・同距離の規則:二つの差の二乗和/同距離は行ID昇順
- 前処理・環境:前処理なし、未調整の列値/Python 3.14.5・標準機能のみ
- 検証:基準と1-NNはともに予測0,0、正解率0.5。同点時は基準を選ぶ
- 最近傍の記録:L11→L03、距離平方0、late=0/L12→L06、距離平方0、late=1
- テスト結果:1-NNはTN=1、FP=1、FN=0、TP=0
- 失敗・限界:L12を誤警告。2行のテストから一般性能は分からない
- 次の確認:利用が認められた別データで、正例を含む分割を作る
穴埋め
- 問い:________________________
- 予測時点:______ 特徴量:___________
- 分割:train____ validation____ test____
- 基準・方法:_____________________
- 距離・同距離の規則:________________
- 前処理・実行環境:_________________
- 評価と誤り行:____________________
- 限界と次の確認:___________________
自分で作る
別の表を使うときは、利用の許可を確認し、時点、特徴量、目的変数、分割を先に決めます。指標と誤り行を記録し、架空または安全に使えるデータを選びます。