《人工智能初步》課程教學大綱

1、人工智能初步課程教學大綱 一、課程信息課程代碼（COURSE CODE）307BA035課程名稱（COURSE TITLE）人工智能初步課程性質(zhì)（COURSE CHARACTER）學科必修課學分（CREDIT）1.5周數(shù)（WEEKS）16學時（CONTACT HOURS）32先修課程（PRE-COURSE）計算機應用基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程負責人（COURSE COORDINATOR）適用專業(yè)教育技術(shù)學（師范）課程簡介：人工智能初步是面向教育技術(shù)學（師范）專業(yè)本科生的學科必修課程，課程教學目的是讓學生對人工智能的發(fā)展概況、基本原理和應用領(lǐng)域有初步了解，對主要技術(shù)及應用有一定掌握，啟發(fā)學生對人工智能的

2、興趣，培養(yǎng)知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力。人工智能是研究如何利用計算機來模擬人腦所從事的感知、推理、學習、思考、規(guī)劃等人類智能活動，來解決需要用人類智能才能解決的問題，以延伸人們智能的科學。課程主要內(nèi)容包括：人工智能概述；知識表示方法；確定性推理；不確定性推理；搜索策略；自然語言理解；機器學習和專家系統(tǒng)等內(nèi)容。通過本課程的學習，使學生對人工智能有初步地認識，了解人工智能的概念和人工智能的發(fā)展；了解國際和國內(nèi)人工智能研究的基本情況；掌握人工智能技術(shù)的基本原理；掌握人工智能中知識表示的方法、智能推理機制和求解技術(shù)，以及機器學習的技術(shù)方法等；增強學生的邏輯思維和實踐能力，為今后在各自領(lǐng)域開拓高水平的人工智能

3、技術(shù)應用奠定了良好的基礎(chǔ)。二、課程目標1.通過本課程學習，學生掌握人工智能的基本概念和基本思想方法；了解人工智能的發(fā)展狀況與研究內(nèi)容，了解國際和國內(nèi)人工智能研究的基本情況，熟悉人工智能的研究應用領(lǐng)域。.通過本課程學習，學生掌握 Prolog編程環(huán)境，會使用Prolog語言編寫簡單的智能程序。.通過本課程學習，學生理解知識表示的主要方法和技術(shù)，掌握規(guī)則演繹系統(tǒng)和產(chǎn)生式系統(tǒng)的技術(shù)。 .通過本課程學習，學生掌握盲目搜索和啟發(fā)式搜索的基本原理和算法，了解簡單的機器學習、專家系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘方法，初步用經(jīng)典的人工智能方法解決一些簡單實際問題。.通過本課程學習，學生對人工智能從整體上有一個較清晰全面的系統(tǒng)了

4、解，培養(yǎng)積極思考、嚴謹創(chuàng)新的科學態(tài)度和解決實際問題的能力,培養(yǎng)使用人工智能的方法解決相關(guān)實際問題的能力。課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系表畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4課程目標5畢業(yè)要求3畢業(yè)要求指標點3.1H畢業(yè)要求指標點3.2HHH畢業(yè)要求指標點3.3H畢業(yè)要求4畢業(yè)要求指標點4.1M三、教學內(nèi)容與預期學習成效知識單元對應課程目標知識點預期學習成效實現(xiàn)環(huán)節(jié)學時1.人工智能概述課程目標、（1）人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展；（2）人工智能的主要研究和應用領(lǐng)域；（3）人工智能研究不同學派；（4）人工智能新進展（5）PROLOG語言編程方法（1）理解人工智能的基本概念（2）掌握

5、人工智能起源與發(fā)展概況，熟悉人工智能意義及研究目標（3）理解人工智能的研究與應用領(lǐng)域，掌握人工智能的研究方法及所屬學派教學方法：講授、案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學結(jié)合；上機練習。2理論學時+實踐學時2.知識表示方法課程目標、（1）知識與知識表示的概念；（2）一階謂詞邏輯表示法（3）產(chǎn)生式表示法（4）框架表示法（5）腳本表示法（6）過程表示法（7）面向?qū)ο蟊硎痉ǎ?）知識表示實驗（1）了解知識表示概念和表示形式（2）理解一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎(chǔ)及表示方法（3）掌握產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程、控制策略及產(chǎn)生式系統(tǒng)表示的基本方法、基本結(jié)構(gòu)。（4）掌握框架系統(tǒng)的問題過程和框架表示方法

6、（5）掌握腳本的結(jié)構(gòu)及其推理。（6）了解過程表示的特征，掌握過程表示的問題求解過程。（7）了解面向?qū)ο蟮幕靖拍罴疤卣?，掌握知識的面向?qū)ο蟊硎?。教學方法：講授、案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學結(jié)合；上機練習。2理論學時+實踐學時3.確定性推理課程目標3（1）推理的基本概念（2）推理的邏輯基礎(chǔ)（3）自然演繹推理（4）歸結(jié)演繹推理（5）基于規(guī)則的演繹推理（6）產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理（1）理解推理的概念，掌握推理的方法及控制策略。（2）掌握謂詞公式的各種特征和轉(zhuǎn)換與合一的過程。（3）了解自然演繹推理的概念及其三段論推理規(guī)則。（4）掌握應用謂詞邏輯歸結(jié)證明問題，會用歸結(jié)演繹推理的歸結(jié)策略證

7、明問題。（5）掌握應用規(guī)則正向演繹推理和規(guī)則逆向演繹推理。（6）以動物識別系統(tǒng)為例，實現(xiàn)基于規(guī)則的系統(tǒng)構(gòu)建。教學方法：講授、案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學結(jié)合；上機練習。2理論學時+ 2實踐學時4.不確定性推理課程目標3（1）不確定推理的基本概念（2）不確定推理的概率論基礎(chǔ)（3）確定性理論（4）證據(jù)理論（5）可能性理論和模糊推理（1）了解不確定推理的基本問題，理解不確定推理的定義。（2）了解全概率公式；理解樣本空間與隨機事件，事件的概率。（3）理解可信度的概念，掌握帶加權(quán)因子的可信度推理。（4）掌握證據(jù)理論的形式描述及推理模型，推理實例。（5）掌握模糊知識表示、模糊概念的匹

8、配，模糊推理。教學方法：講授、案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學結(jié)合；上機練習。2理論學時5.搜索策略課程目標4（1）搜索的基本概念（2）狀態(tài)空間的盲目搜索（3）狀態(tài)空間的啟發(fā)式搜索（4）與/或樹的盲目搜索（5）與/或樹的啟發(fā)式搜索（6）圖搜索策略（1）理解搜索的含義，掌握狀態(tài)空間法。（2）了解一般圖搜索過程，掌握廣度優(yōu)先搜索，深度優(yōu)先搜索。（3）了解啟發(fā)性信息和估價函數(shù)。（4）了解與/或樹的一般搜索，掌握與/或樹的廣度優(yōu)先搜索，與/或樹的深度優(yōu)先搜索。（5）了解與/或樹的啟發(fā)式搜索過程，理解樹的代價與希望。（6）用八數(shù)碼難題演示各種搜索策略。教學方法：講授、案例分析、歸納總結(jié)

9、；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學結(jié)合；上機練習。2理論學時+4實踐學時6.自然語言理解課程目標4（1）語言及其理解的基本概念（2）語法規(guī)則的表示方法（3）語法分析與語義分析（4）自然語言理解系統(tǒng)的層次模型（1）了解自然語言和自然語言理解，自然語言理解的研究任務，自然語言理解的層次。（2）掌握句子結(jié)構(gòu)的表示，上下文無關(guān)文法，變換文法。（3）掌握自頂向下和自底向上分析，理解擴充轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡分析；掌握語義文法，掌握格文法。（4）了解語言理解的層次模型。教學方法：講授、案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學結(jié)合；上機練習。2理論學時7.機器學習課程目標4（1）機器學習的基本概念（2）機械式學習

10、（3）指導式學習（4）歸納學習（5）基于解釋的學習（1）了解機器學習的發(fā)展過程，理解學習和機器學習的概念。（2）了解機械式學習的過程及其設計要考慮的三個問題。（3）了解指導式學習的學習過程。（4）了解歸納學習的過程。（5）理解解釋學習的概念、空間描述及學習模型，掌握解釋學習的基本原理及基本過程。教學方法：講授、案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學結(jié)合；上機練習。2理論學時8.專家系統(tǒng)課程目標4、5（1）專家系統(tǒng)的基本概念（2）專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（3）知識獲取（4）專家系統(tǒng)的開發(fā)及應用實例（5）專家系統(tǒng)的新進展（6）小型專家系統(tǒng)的設計（1）了解專家系統(tǒng)的概念及分類（2）理解知識庫、

11、數(shù)據(jù)庫、推理機、解釋機構(gòu)、知識獲取機構(gòu)。（3）了解知識獲取方法的分類，掌握非自動獲取，自動知識獲取。（4）了解專家系統(tǒng)的開發(fā)條件、開發(fā)過程及開發(fā)工具（5）了解新一代專家系統(tǒng)。教學方法：講授、案例分析、歸納總結(jié)；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學結(jié)合；上機練習。2理論學時+4實踐學時 四、成績評定及考核方式知識單元對應課程目標考核方式成績評定1.人工智能概述課程目標、課后作業(yè)+上機實踐考核方式：考查；課程成績由出勤、課后作業(yè)和上機實踐三個部分組成：具體要求及成績評定方法如下：無故曠課1次在總成績中扣2分，無故曠課次數(shù)超過學校規(guī)定次數(shù)者，按學校有關(guān)規(guī)定處理； 課后作業(yè)為單元學習后上交的過程性作業(yè)，主要考查學生對每一單元內(nèi)容的掌握情況,分值占比為50%；上機實踐為每次上機時完成的實踐作業(yè)，主要考查學生上機實踐掌握情況,分值占比為50%。2.知識表示方法課程目標、課后作業(yè)+上機實踐3.確定性推理課程目標3課后作業(yè)+上機實踐4.不確定性推理課程目標3課后作業(yè)5.搜索策略課程目標4課后作業(yè)+上機實踐6.自然語言理解課程目標4課后作業(yè)7.機器學習