أنواع تعلم الآلة - كتاب التقنية الرقمية - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب التقنية الرقمية - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: التقنية الرقمية | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: أنواع تعلم الآلة

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب التقنية الرقمية - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: التقنية الرقمية | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 أنواع تعلم الآلة

المفاهيم الأساسية

التعلم الموجه (Supervised learning): يُغذي المستخدم الخوارزمية ببيانات تاريخية (تدريبية) للتنبؤ بقيم جديدة (بيانات الاختيار). طريقتاه: تحليل الانحدار (لتوقع رقم) وتحليل التصنيف (لتعيين بيانات لفئة).

التعلم غير الموجه (Unsupervised learning): التعامل مع كميات كبيرة من بيانات غير مُصنّفة للعثور على أنماط فيها من خلال المراقبة والتجميع.

التعلم التعزيزي (Reinforcement learning): لا تُعطى الخوارزمية بيانات إدخال، بل تتفاعل مع البيئة من خلال سلسلة حلقات مستمرة للحصول على مكافآت أو عقوبات.

خريطة المفاهيم

```markmap

الوحدة الثانية: الذكاء الاصطناعي

أهداف التعلم

دور الذكاء الاصطناعي والبيانات

  • في التحول الرقمي للمجتمعات

المفاهيم الأساسية

  • للذكاء الاصطناعي

أهمية تعلم الآلة

  • في الذكاء الاصطناعي

أنواع تعلم الآلة

  • تحديدها
#### التعلم الموجه (Supervised learning)

  • استخدام بيانات تاريخية للتنبؤ بقيم جديدة
  • طرق: تحليل الانحدار، تحليل التصنيف
#### التعلم غير الموجه (Unsupervised learning)

  • إيجاد أنماط في بيانات غير مصنفة
#### التعلم التعزيزي (Reinforcement learning)

  • التعلم من خلال التفاعل مع البيئة والمكافآت

أخلاقيات البيانات

  • في الذكاء الاصطناعي

التطبيقات المختلفة

  • لتعلم الآلة

إنشاء نموذج تعلم الآلة

  • كيفية إنشائه

برمجة النموذج في سكراتش

  • كيفية برمجته

الأدوات المستخدمة

  • منصة تعلم الآلة للأطفال (Machine Learning for Kids)
  • سكراتش (MIT Scratch)

ما ستتعلمه في الوحدة

  • مفاهيم الذكاء الاصطناعي
  • تعلم الآلة والمهام التي تتعلمها الآلة
  • إنشاء نموذج تعلم الآلة الخاص بك
  • استخدام نموذج تعلم الآلة في برنامج سكراتش

التحول الرقمي

تعريفه

  • عملية تحول في طريقة العمل باستخدام التقنيات الرقمية لزيادة الإنتاج وتحسين العمل

أكبر التغييرات التي أحدثها

  • تغيير طريقة التواصل بين الأفراد
  • زيادة سرعة تدفق المعلومات عبر الأجهزة وبين الأفراد
  • تسريع تقدم جميع أنواع الصناعات
  • زيادة كمية البيانات الناتجة عن التقنيات المتقدمة

أمثلة على التحول الرقمي

#### عالم الأعمال

  • استبدال الشركات التقليدية (الطاقة والبناء) بشركات تعتمد على نماذج أعمال مبنية على البيانات (مثل جوجل وأمازون)
#### التواصل الكتابي

  • الانتقال من المراسلات الورقية إلى البريد الإلكتروني ووسائل التواصل الاجتماعي
#### وسائل الترفيه

  • الانتقال من الذهاب إلى الأحداث المباشرة أو السينما إلى مشاهدة منصات البث التلفزيونية أو الأجهزة اللوحية
#### التسوق

  • الانتقال من التسوق في المتاجر إلى التصفح والتسوق من المتاجر الإلكترونية
#### المعاملات المالية

  • الانتقال من المعاملات التقليدية إلى الخدمات المصرفية الإلكترونية عبر الإنترنت

نماذج الذكاء الاصطناعي

محركات التوصية

  • تقدم توصيات مؤتمتة (تسوق، برامج تلفزيونية) بناءً على عادات المستخدمين.
  • أمثلة: يوتيوب، أمازون، لينكدإن.

روبوتات المحادثة لدعم العملاء

  • تستخدم لفهم مشكلات العملاء وتقديم إجابات أفضل.
  • أمثلة: أمتراك، موقع البريد السعودي، خدمة المحادثة التفاعلية من وزارة الصحة السعودية (937).

المساعد الذكي

  • يؤدي المهام ويدون مواعيد الاجتماعات للمستخدم عن طريق تحليل المعلومات الشخصية.
  • أمثلة: آبل سيري، مايكروسوفت كورتانا، أمازون أليكسا.

المركز الوطني للذكاء الاصطناعي (NCAI)

  • ركيزة رئيسة لقيادة الذكاء الاصطناعي في المملكة العربية السعودية.
  • يهدف لتحقيق ريادة عالمية في التطوير والابتكار في مجال الذكاء الاصطناعي.

دور الذكاء الاصطناعي والبيانات في التحول الرقمي

  • الذكاء الاصطناعي والبيانات من العوامل الدافعة للتحول الرقمي.
  • التعاملات الحديثة المعقدة تنتج كميات كبيرة من البيانات.
  • الذكاء الاصطناعي يقوم بتصفية هذه البيانات وتقديم رؤى عنها.
  • هذه الرؤى تمكن الأفراد من استخدام تفكيرهم الناقد وخبراتهم لاتخاذ قرارات تطويرية.

مفاهيم الذكاء الاصطناعي

تعلم الآلة (Machine Learning)

  • مجال فرعي من الذكاء الاصطناعي.
  • يطور خوارزميات لفهم الأنماط من البيانات.
  • يمكنه التنبؤ أو التصنيف أو اتخاذ القرار بناءً على بيانات جديدة.
  • يشبه قيام المعلم بشرح تمارين للطلاب، ثم قدرة الطالب على حل مشكلات جديدة دون توجيه.

الشبكة العصبية (Neural Network)

  • نموذج حوسبي مستوحى من الشبكات العصبية البيولوجية في الدماغ.

معالجة اللغات الطبيعية (NLP)

  • فرع يهتم بفهم أو توليد اللغة البشرية (نص/كلام).
  • تطبيقاته: الترجمة، المكالمات الهاتفية، التنبؤ بالنص، المساعد الذكي.

ما الذي يمكن أن تتعلمه الآلة؟

  • استخراج الأنماط والرؤى من كميات البيانات الكبيرة.
  • في البداية: يتم إشراف المبرمج على النموذج وتوجيهه.
  • بعد التدريب: يكتسب النموذج قدرة جديدة وتصبح البيانات هي ما يوجهه للحصول على رؤى أحدث.
```

نقاط مهمة

  • في التعلم الموجه: مثال تطبيقي هو توقع العائد الشهري لعام 2022 بناءً على بيانات عام 2018.
  • في التعلم غير الموجه: تستخدمه شركات البيع بالتجزئة لتحسين عملياتها التسويقية بناءً على أنماط المشتريات.
  • في التعلم التعزيزي: لعبة الشطرنج مثال على هذا النوع من الخوارزميات.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

أنواع تعلم الآلة

نوع: محتوى تعليمي

أنواع تعلم الآلة

التعلم الموجه (Supervised learning)

نوع: محتوى تعليمي

التعلم الموجه (Supervised learning)

نوع: محتوى تعليمي

في التعلم الموجه، يُغذي المستخدم الخوارزمية ببيانات تاريخية أو بيانات تدريبية وتحاول التنبؤ بالقيم الجديدة للبيانات التي لم يتم إدخالها في الخوارزمية بعد وتسمى هذه البيانات أيضاً بيانات الاختيار. توجد طريقتان للتعلم الموجه: تحليل الانحدار (Regression analysis) يستخدم لتوقع رقم مثل السعر المستقبلي للأسهم، وتحليل التصنيف (Classification analysis) يستخدم لتعيين بيانات إلى فئة محددة مثل تصنيف صورة معينة على أنها قارب أو سفينة.

على سبيل المثال

نوع: محتوى تعليمي

على سبيل المثال، في الوحدة الأولى أنشأت ملف إكسل وقمت بتغذية الخوارزمية ببيانات العائد الشهري لعام 2018 وتوقعت الخوارزمية العائد الشهري المقابل لعام 2022.

التعلم غير الموجه (Unsupervised learning)

نوع: محتوى تعليمي

التعلم غير الموجه (Unsupervised learning)

نوع: محتوى تعليمي

في التعلم غير الموجه، تُوجد لديك كميات كبيرة من البيانات غير مُصنّفة ولا يمكن إجراء تنبؤ أو تحليل انحدار لها. ومع ذلك يمكنك العثور على أنماط في البيانات غير المهيكلة من خلال المراقبة والتجميع. تستخدم شركات البيع بالتجزئة الكبرى نماذج التعلم غير الموجه لتحسين عملياتها حسب المشتريات التي يفضلونها وذلك لتحسين حملات التسويق والمبيعات.

التعلم التعزيزي (Reinforcement learning)

نوع: محتوى تعليمي

التعلم التعزيزي (Reinforcement learning)

نوع: محتوى تعليمي

في التعلم التعزيزي، لا يتم إعطاء الخوارزمية بيانات للإدخال، ولكن يتفاعل الوسط (برنامج جهاز الحاسب) مع البيئة لتحديد بيانات الإدخال. ويتم ذلك من خلال إجراء سلسلة من الحلقات المستمرة للحصول على المكافآت الصغيرة أو العقوبات، وتُعد لعبة الشطرنج مثال على هذا النوع من الخوارزميات.

نوع: METADATA

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

🔍 عناصر مرئية

A close-up image of a robotic arm, likely used in industrial automation or research. The arm is metallic with several joints and grippers. The background is blurred, focusing attention on the arm itself.

A schematic diagram illustrating supervised learning. It shows a human head silhouette with gears inside, connected by arrows to a box labeled 'Supervised learning'. This visually represents the concept of 'training' an AI model with data.

A schematic diagram illustrating unsupervised learning. It shows a gear mechanism with interconnected gears and dotted lines, connected by arrows to a box labeled 'Unsupervised learning'. This represents the process of finding patterns in unlabeled data.

A schematic diagram illustrating reinforcement learning. It shows a maze-like structure with a path leading to a reward symbol (star). Arrows indicate movement and feedback. This represents learning through trial and error with rewards and penalties.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: أنواع تعلم الآلة --- أنواع تعلم الآلة --- SECTION: التعلم الموجه (Supervised learning) --- التعلم الموجه (Supervised learning) في التعلم الموجه، يُغذي المستخدم الخوارزمية ببيانات تاريخية أو بيانات تدريبية وتحاول التنبؤ بالقيم الجديدة للبيانات التي لم يتم إدخالها في الخوارزمية بعد وتسمى هذه البيانات أيضاً بيانات الاختيار. توجد طريقتان للتعلم الموجه: تحليل الانحدار (Regression analysis) يستخدم لتوقع رقم مثل السعر المستقبلي للأسهم، وتحليل التصنيف (Classification analysis) يستخدم لتعيين بيانات إلى فئة محددة مثل تصنيف صورة معينة على أنها قارب أو سفينة. --- SECTION: على سبيل المثال --- على سبيل المثال، في الوحدة الأولى أنشأت ملف إكسل وقمت بتغذية الخوارزمية ببيانات العائد الشهري لعام 2018 وتوقعت الخوارزمية العائد الشهري المقابل لعام 2022. --- SECTION: التعلم غير الموجه (Unsupervised learning) --- التعلم غير الموجه (Unsupervised learning) في التعلم غير الموجه، تُوجد لديك كميات كبيرة من البيانات غير مُصنّفة ولا يمكن إجراء تنبؤ أو تحليل انحدار لها. ومع ذلك يمكنك العثور على أنماط في البيانات غير المهيكلة من خلال المراقبة والتجميع. تستخدم شركات البيع بالتجزئة الكبرى نماذج التعلم غير الموجه لتحسين عملياتها حسب المشتريات التي يفضلونها وذلك لتحسين حملات التسويق والمبيعات. --- SECTION: التعلم التعزيزي (Reinforcement learning) --- التعلم التعزيزي (Reinforcement learning) في التعلم التعزيزي، لا يتم إعطاء الخوارزمية بيانات للإدخال، ولكن يتفاعل الوسط (برنامج جهاز الحاسب) مع البيئة لتحديد بيانات الإدخال. ويتم ذلك من خلال إجراء سلسلة من الحلقات المستمرة للحصول على المكافآت الصغيرة أو العقوبات، وتُعد لعبة الشطرنج مثال على هذا النوع من الخوارزميات. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: Untitled Description: A close-up image of a robotic arm, likely used in industrial automation or research. The arm is metallic with several joints and grippers. The background is blurred, focusing attention on the arm itself. Context: Illustrates a physical application of AI and robotics, relevant to machine learning concepts discussed on the page. **DIAGRAM**: Untitled Description: A schematic diagram illustrating supervised learning. It shows a human head silhouette with gears inside, connected by arrows to a box labeled 'Supervised learning'. This visually represents the concept of 'training' an AI model with data. Context: Visual representation of the 'Supervised learning' concept, showing data input and processing. **DIAGRAM**: Untitled Description: A schematic diagram illustrating unsupervised learning. It shows a gear mechanism with interconnected gears and dotted lines, connected by arrows to a box labeled 'Unsupervised learning'. This represents the process of finding patterns in unlabeled data. Context: Visual representation of the 'Unsupervised learning' concept, emphasizing pattern discovery in data. **DIAGRAM**: Untitled Description: A schematic diagram illustrating reinforcement learning. It shows a maze-like structure with a path leading to a reward symbol (star). Arrows indicate movement and feedback. This represents learning through trial and error with rewards and penalties. Context: Visual representation of the 'Reinforcement learning' concept, highlighting the reward-based learning process.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة

ما هو التعريف الأساسي للتعلم الموجه (Supervised Learning) في مجال تعلم الآلة؟

  • أ) هو نوع من تعلم الآلة يعتمد على إيجاد أنماط في بيانات غير مصنفة دون أي توجيه مسبق.
  • ب) هو نوع من تعلم الآلة حيث يتم تغذية الخوارزمية ببيانات تاريخية (بيانات تدريبية) للتنبؤ بقيم جديدة للبيانات التي لم تُدخل بعد (بيانات الاختبار).
  • ج) هو نوع من تعلم الآلة حيث تتفاعل الخوارزمية مع البيئة مباشرةً للحصول على مكافآت أو عقوبات.
  • د) هو نوع من تعلم الآلة يستخدم فقط لتحليل الصور وتصنيفها إلى فئات محددة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: هو نوع من تعلم الآلة حيث يتم تغذية الخوارزمية ببيانات تاريخية (بيانات تدريبية) للتنبؤ بقيم جديدة للبيانات التي لم تُدخل بعد (بيانات الاختبار).

الشرح: 1. التعلم الموجه يعتمد على وجود بيانات تدريبية مُصنفة أو ذات قيم معروفة. 2. الخوارزمية تتعلم من هذه البيانات لبناء نموذج. 3. يستخدم هذا النموذج للتنبؤ بقيم أو تصنيفات لبيانات جديدة غير معروفة.

تلميح: فكر في عملية تعتمد على بيانات سابقة لاستنتاج نتائج مستقبلية.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما الفرق الرئيسي بين تحليل الانحدار (Regression) وتحليل التصنيف (Classification) ضمن التعلم الموجه؟

  • أ) تحليل الانحدار يستخدم للبيانات غير المصنفة، بينما تحليل التصنيف يستخدم للبيانات المصنفة.
  • ب) تحليل الانحدار يستخدم للتنبؤ بقيمة رقمية (مستمرة)، بينما تحليل التصنيف يستخدم لتعيين البيانات إلى فئة محددة (منفصلة).
  • ج) تحليل الانحدار أسرع من تحليل التصنيف في جميع الحالات.
  • د) تحليل التصنيف يستخدم فقط في مجال معالجة الصور، بينما تحليل الانحدار يستخدم في مجال التمويل فقط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تحليل الانحدار يستخدم للتنبؤ بقيمة رقمية (مستمرة)، بينما تحليل التصنيف يستخدم لتعيين البيانات إلى فئة محددة (منفصلة).

الشرح: 1. تحليل الانحدار: يتعامل مع متغيرات مخرجة رقمية مستمرة، مثل التنبؤ بسعر الأسهم أو درجة الحرارة. 2. تحليل التصنيف: يتعامل مع متغيرات مخرجة فئوية منفصلة، مثل تصنيف البريد الإلكتروني كـ "هام" أو "غير هام"، أو تحديد نوع الحيوان في صورة.

تلميح: فكر في نوع الناتج: هل هو رقم أم تصنيف؟

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

ما السمة الأساسية التي تميز التعلم غير الموجه (Unsupervised Learning)؟

  • أ) يستخدم فقط بيانات تدريبية مصنفة بعناية من قبل خبراء.
  • ب) يعتمد على تفاعل الخوارزمية مع البيئة للحصول على مكافآت فورية.
  • ج) وجود كميات كبيرة من البيانات غير المصنفة، حيث تبحث الخوارزمية عن أنماط أو تجمعات داخل هذه البيانات دون توجيه مسبق.
  • د) يهدف بشكل أساسي إلى التنبؤ بقيم رقمية دقيقة للمستقبل.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: وجود كميات كبيرة من البيانات غير المصنفة، حيث تبحث الخوارزمية عن أنماط أو تجمعات داخل هذه البيانات دون توجيه مسبق.

الشرح: 1. البيانات في التعلم غير الموجه تكون غير مصنفة (بدو تسميات أو فئات معروفة). 2. الهدف ليس التنبؤ بقيمة، بل اكتشاف البنية الداخلية للبيانات. 3. من التقنيات الشائعة: التجميع (Clustering) لاكتشاف مجموعات طبيعية في البيانات.

تلميح: ما حالة البيانات المستخدمة في هذا النوع من التعلم؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف يعمل التعلم التعزيزي (Reinforcement Learning)؟

  • أ) يتم تدريب الخوارزمية على مجموعة بيانات مصنفة كبيرة ثم تطبيقها على بيانات جديدة.
  • ب) يتفاعل الوسط (الوكيل) مع البيئة مباشرةً، ويقوم بسلسلة من التجارب (حلقات) يتلقى فيها مكافآت صغيرة أو عقوبات، ويتعلم من خلالها كيفية تحقيق الهدف الأمثل.
  • ج) يقوم بتحليل البيانات غير المصنفة لاكتشاف المجموعات المخفية دون أي تدخل خارجي.
  • د) يعتمد على قواعد مبرمجة مسبقاً من قبل المطورين ولا يتغير مع الوقت.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يتفاعل الوسط (الوكيل) مع البيئة مباشرةً، ويقوم بسلسلة من التجارب (حلقات) يتلقى فيها مكافآت صغيرة أو عقوبات، ويتعلم من خلالها كيفية تحقيق الهدف الأمثل.

الشرح: 1. لا يتم إعطاء الخوارزمية (الوكيل) بيانات تدريبية جاهزة. 2. الوكيل يتفاعل مع البيئة ويتخذ إجراءات. 3. البيئة ترد بمكافأة (إيجابية) أو عقوبة (سلبية) بناءً على الفعل. 4. هدف الوكيل هو تعظيم إجمالي المكافآت المستقبلية على المدى الطويل.

تلميح: فكر في عملية تعلم بالخطأ والصواب من خلال التفاعل مع محيط.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: صعب

أي من الأمثلة التالية يُمثل تطبيقاً نموذجياً للتعلم غير الموجه (Unsupervised Learning)؟

  • أ) برنامج يتنبأ بسعر سهم شركة غداً بناءً على بيانات الأسعار التاريخية.
  • ب) نظام يتعرف تلقائياً على القطط في الصور بعد تدريبه على آلاف الصور المصنفة.
  • ج) استخدام شركة بيع بالتجزئة لتحليل مشتريات العملاء لتجميعهم في مجموعات ذات تفضيلات متشابهة، بهدف تحسين حملات التسويق.
  • د) روبوت يتعلم المشي في بيئة محاكاة عن طريق المحاولة والخطأ وتلقي مكافآت عند التقدم.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: استخدام شركة بيع بالتجزئة لتحليل مشتريات العملاء لتجميعهم في مجموعات ذات تفضيلات متشابهة، بهدف تحسين حملات التسويق.

الشرح: 1. بيانات المشتريات هي بيانات غير مصنفة (لا يوجد تصنيف مسبق للعملاء). 2. الهدف هو اكتشاف أنماط أو تجميع العملاء بناءً على سلوك الشراء. 3. هذا التجميع يساعد في تخصيص العروض التسويقية، وهو تطبيق كلاسيكي للتعلم غير الموجه.

تلميح: ابحث عن المثال الذي يتعامل مع بيانات غير مصنفة بهدف اكتشاف أنماط.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط