《人工智能應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

1、 人工智能應(yīng)用教學(xué)大綱課程性質(zhì)專業(yè)任選課課程編號xx420412課程名稱人工智能應(yīng)用適用專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程先修課程離散數(shù)學(xué)，概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)總學(xué)時 32 其中理論 20 學(xué)時，實(shí)驗(yàn)12 學(xué)時學(xué)分?jǐn)?shù)2課程簡介 人工智能應(yīng)用是計(jì)算機(jī)科學(xué)研究和發(fā)展的一個重點(diǎn)，其終極目標(biāo)就是讓計(jì)算機(jī)具有象人一樣的能力。這門課程主要講述知識與知識表示、確定性推理、不確定性推理、搜索策略、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、遺傳算法等方面內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解人工智能的發(fā)展?fàn)顩r與研究內(nèi)容，掌握基本概念、基本原理方法和重要算法，掌握人工智能的一些主要思想和方法，熟悉典型的人工智能系統(tǒng)產(chǎn)生式系統(tǒng)和簡單的模糊推理方法，學(xué)會用啟發(fā)式搜索

2、求解問題，學(xué)會基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，學(xué)會簡單的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，初步具備用經(jīng)典的人工智能方法解決一些簡單實(shí)際問題的能力。二、課程教學(xué)目標(biāo)通過本課程人工智能應(yīng)用的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：（一）知識教學(xué)目標(biāo)深入理解有關(guān)人工智能的基本概念和要素；掌握知識的表示方法；掌握各種搜索推理技術(shù)；深入了解神經(jīng)計(jì)算的不同方法；深入了解計(jì)算智能基本內(nèi)容；深入了解機(jī)器學(xué)習(xí)的基本方法和實(shí)現(xiàn)過程；（二）能力培養(yǎng)目標(biāo)具有設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和分析等方面的能力；學(xué)會用啟發(fā)式搜索求解問題；具有使用機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)平臺工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析能力；初步具備用經(jīng)典的人工智能方法解決一些簡單實(shí)際問題的能力；三、課程教學(xué)基本要求根據(jù)課程在知識結(jié)構(gòu)中的作

3、用，教學(xué)要求分為掌握、熟悉、了解、選學(xué)四個層次，具體要求如下。1掌握部分:一般圖搜索（回溯策略、圖搜索策略、無信息搜索過程、啟發(fā)式圖搜索過程）；與或圖搜索問題包括與或圖的啟發(fā)式搜索算法、博弈樹的搜索；謂詞邏輯與歸結(jié)原理（謂詞邏輯歸結(jié)原理、HERBRAND定理）；知識表示（產(chǎn)生式表示方法、語義網(wǎng)絡(luò)表示、框架表示）；不確定性推理方法（不確定性推理的基本問題、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、主觀貝葉斯方法、確定性方法） 2熟悉部分：不確定性推理方法之證據(jù)理論；機(jī)器學(xué)習(xí)（機(jī)器學(xué)習(xí)概論、實(shí)例學(xué)習(xí)、基于解釋的學(xué)習(xí)、決策樹學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)） 3了解部分：人工智能研究的發(fā)展和基本原則；知識原則、知識表示的作用、功能、性能；自動

4、規(guī)劃技術(shù)的新進(jìn)展，人工智能的最新進(jìn)展和面臨的挑戰(zhàn)。4選學(xué)部分：高級搜索四、課程教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配序號教學(xué)模塊知識點(diǎn)學(xué)時1緒論1、教學(xué)目的了解人工智能的發(fā)展簡史以及當(dāng)前的一些發(fā)展方向和熱點(diǎn)。掌握人工智能基本概念，相關(guān)名詞術(shù)語的含義；熟知人工智能的基本研究內(nèi)容、研究方法。2、教學(xué)重點(diǎn)人工智能的定義、應(yīng)用領(lǐng)域。22.知識表示方法1、教學(xué)目的了解關(guān)于知識的基本觀點(diǎn)以及特點(diǎn)等等。掌握基本的、常用的一些知識表示方法，如一階謂詞邏輯表示法、框架表示法和語義網(wǎng)絡(luò)表示法等。了解各種知識表示法的特點(diǎn)。2、教學(xué)重點(diǎn)狀態(tài)空間法；一階謂詞邏輯表示法；框架表示法；語義網(wǎng)絡(luò)表示法。43搜索推理技術(shù)1、教學(xué)目的掌握基本概念，

5、學(xué)會用狀態(tài)空間表示問題，了解與或樹表示法。掌握狀態(tài)空間的各種搜索策略，包括深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索、代價(jià)樹上的搜索以及啟發(fā)式搜索和A*算法等等。了解關(guān)于搜索完備性和效率的基本理論。2、教學(xué)重點(diǎn)深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索、代價(jià)樹上的搜索以及啟發(fā)式搜索和A*算法。44神經(jīng)計(jì)算1、教學(xué)目的掌握神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本形態(tài)。了解感知器、BP網(wǎng)絡(luò)、Hopfield網(wǎng)絡(luò)、ART網(wǎng)絡(luò)等多種不同類型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、組成以及特點(diǎn)。掌握前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的BP算法。了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用。2、教學(xué)重點(diǎn)BP網(wǎng)絡(luò)、Hopfield網(wǎng)絡(luò)的工作原理。 25計(jì)算智能1、教學(xué)目的掌握神經(jīng)計(jì)算與模糊計(jì)算的基本原理與求解步驟。

6、了解蟻群算法的基本原理。2、教學(xué)重點(diǎn)遺傳算法的基本原理與遺傳算法的求解步驟26機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)1、教學(xué)目的（1）了解機(jī)器學(xué)習(xí)的各種方法（2）了解機(jī)器學(xué)習(xí)如何進(jìn)行決策 2、教學(xué)重點(diǎn)（1）各種機(jī)器學(xué)習(xí)算法原理（2）貝葉斯、KNN、SVM、決策樹以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法的理解47機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)踐1、教學(xué)目的（1）了解機(jī)器學(xué)習(xí)平臺的搭建（2）了解深度學(xué)習(xí)基本方法 2、教學(xué)重點(diǎn)（1）常用機(jī)器學(xué)習(xí)平臺的使用（Weka）（2）深度學(xué)習(xí)平臺的使用2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱內(nèi)容摘要實(shí)驗(yàn)學(xué)時實(shí)驗(yàn)類型開出要求1利用問題歸約法實(shí)現(xiàn)Hanoi塔問題理解問題歸約法的原理和方法，掌握用問題歸約表示問題的步驟，并能夠?qū)?shí)際問題給出具體

7、的實(shí)現(xiàn)2驗(yàn)證性必做2利用狀態(tài)空間搜索法實(shí)現(xiàn)八數(shù)碼問題理解狀態(tài)空間知識表示方法，掌握搜索方法的基本原理，并能夠?qū)Π藬?shù)碼問題給出具體的實(shí)現(xiàn)2綜合性必做3用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)XOR分類問題理解前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理，掌握BP算法的基本思想，認(rèn)識影響算法性能的因素，能夠編寫對實(shí)際模式樣本正確分類的程序2綜合性必做4用遺傳算法求函數(shù)的最大值問題掌握遺傳算法的基本思想，編寫能對實(shí)際問題求解的遺傳算法程序，通過實(shí)現(xiàn)遺傳算法程序，可進(jìn)一步理解遺傳算法的基本機(jī)理2綜合性必做5機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的處理與機(jī)器學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用學(xué)會使用WEKA來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并比較不同算法的區(qū)別2驗(yàn)證性必做6深度學(xué)習(xí)平臺的搭建與數(shù)據(jù)處理學(xué)會搭建深度學(xué)習(xí)平臺并完成基本實(shí)驗(yàn)2驗(yàn)證性必做五、教學(xué)方法與策略 采用課堂教學(xué)+實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方法，按章節(jié)進(jìn)行教學(xué)。六、學(xué)生學(xué)習(xí)成效考核方式（考核）考核環(huán)節(jié)構(gòu)成（均為100分制）評分依據(jù)占總成績的比重上課出勤20分上課缺席一次扣2 分，缺課達(dá)1/3取消資格。20%實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目30分學(xué)生按規(guī)定獨(dú)立完成平時實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定內(nèi)容30%期末測評成績50分對于具體的機(jī)器學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等任務(wù)進(jìn)行平臺搭建，數(shù)據(jù)預(yù)處理，算法實(shí)現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)測試等工作。根據(jù)具體任務(wù)完成情況進(jìn)行打分。50%七、選用教材蔡自興等，人工