機(jī)器人工程專業(yè)《人工智能基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

機(jī)器人工程專業(yè)《人工智能基礎(chǔ)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：13230424英文名稱：BasisofArtificialIntelligence學(xué)分：2.0學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)40學(xué)時(shí)，其中理論24學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、課程類別：專業(yè)拓展課授課對(duì)象：機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)人工智能是信息論、神經(jīng)生理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門綜合性新學(xué)科，其本質(zhì)是研究如何模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能，制造出智能機(jī)器或智能系統(tǒng)的一門技術(shù)科學(xué)。本課程是人工智能理論和方法的導(dǎo)論課程，主要介紹人工智能研究中的經(jīng)典理論和方法，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)后能較全面、深入地理解和掌握人工智能的基本概念、基本方法、主要功能及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)，了解人工智能方法在多媒體分析、計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)等方面的發(fā)展前沿，為學(xué)生今后從事相關(guān)領(lǐng)域的工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。激發(fā)學(xué)生利用人工智能技術(shù)改善人民生活、造福人類社會(huì)。通過本課程各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，達(dá)到以下課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解人工智能的概念和人工智能的發(fā)展，了解國際人工智能的主要流派和路線，了解國內(nèi)人工智能研究的基本情況，熟悉人工智能的研究領(lǐng)域。課程目標(biāo)2：學(xué)習(xí)各種人工智能的基本理論及其應(yīng)用，拓展學(xué)術(shù)視野，重點(diǎn)掌握部分方法并能應(yīng)用于解決簡單實(shí)際問題。課程目標(biāo)3：能夠自主學(xué)習(xí)人工智能領(lǐng)域新的技術(shù)，具備對(duì)技術(shù)問題的理解能力，歸納總結(jié)的能力和提出問題的能力，能夠通過不斷學(xué)習(xí)提高自身能力，適應(yīng)社會(huì)和專業(yè)的發(fā)展。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重4.2能夠根據(jù)具體的檢測、控制對(duì)象及其特征，制定研究方法和技術(shù)路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；課程目標(biāo)1H6.1了解機(jī)器人工程相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠在法律和技術(shù)規(guī)范的框架下開展工作，理解不同社會(huì)文化對(duì)工程活動(dòng)的影響；課程目標(biāo)2H12.2具有自主學(xué)習(xí)的能力，包括對(duì)技術(shù)問題的理解能力，歸納總結(jié)的能力和提出問題的能力等，能夠通過不斷學(xué)習(xí)提高自身能力，適應(yīng)社會(huì)和專業(yè)的發(fā)展。課程目標(biāo)3M（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)應(yīng)是一一對(duì)應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配（一）理論教學(xué)序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1人工智能概念及發(fā)展歷史基本要求：了解人工智能的起源與發(fā)展歷史、基本研究內(nèi)容、主要學(xué)派及其應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)：人工智能的主要學(xué)派德育要求：愛國情懷、熱愛專業(yè)、服務(wù)社會(huì)2講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)12線性回歸基本要求：了解線性回歸的基本原理、模型構(gòu)建與應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)：線性回歸模型構(gòu)建應(yīng)用德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神2講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)33分門別類基本要求：了解常見的分類模型及其基本原理，并能夠?qū)崿F(xiàn)簡單應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)：分類模型的選取與應(yīng)用德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)責(zé)任2講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)34人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本要求：理解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、算法和實(shí)現(xiàn)過程。重點(diǎn)難點(diǎn)：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)責(zé)任4講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)35感知智能基本要求：了解感知智能的基本概念，以及數(shù)字圖像處理技術(shù)、模式識(shí)別、人臉識(shí)別、無人駕駛環(huán)境感知技術(shù)。重點(diǎn)難點(diǎn)：模式識(shí)別德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)責(zé)任4講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)26機(jī)器人基本要求：了解各種形態(tài)的機(jī)器人，理解機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)，機(jī)器人進(jìn)化與人工智能發(fā)展的關(guān)系。重點(diǎn)難點(diǎn)：機(jī)器人進(jìn)化與人工智能發(fā)展的關(guān)系德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)責(zé)任4講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)27混合智能基本要求：理解混合智能的概念和基本形態(tài)。重點(diǎn)難點(diǎn)：混合智能的概念和基本形態(tài)德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)責(zé)任4講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)28人工智能倫理與法律基本要求：了解人工智能倫理的含義，強(qiáng)人工智能倫理和弱人工智能倫理的主要問題，人工智能的法律主體問題。重點(diǎn)難點(diǎn)：強(qiáng)人工智能倫理和弱人工智能倫理的主要問題德育要求：科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)責(zé)任2講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)3合計(jì)24（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1房屋價(jià)格預(yù)測實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：構(gòu)建一個(gè)線性回歸模型，實(shí)現(xiàn)房價(jià)的預(yù)測4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)22感知器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：構(gòu)建一個(gè)分類模型，對(duì)鳶尾花數(shù)據(jù)進(jìn)行正確分類。實(shí)驗(yàn)要求：必修4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)23神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：構(gòu)建一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)預(yù)測任務(wù)實(shí)驗(yàn)要求：必修4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)24手寫數(shù)字識(shí)別實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：構(gòu)建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)手寫數(shù)字圖像的正確識(shí)別。實(shí)驗(yàn)要求：必修4綜合課程目標(biāo)2合計(jì)16注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等。四、課程教學(xué)方法采取集中講授、課堂討論、案例分析、在線教學(xué)等教學(xué)方式。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、課程實(shí)驗(yàn)、期末綜合大作業(yè)組成，均按百分制計(jì)分，其中平時(shí)作業(yè)成績占20%、課程實(shí)驗(yàn)成績占30%、期末考核成績占50%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)10010202課程實(shí)驗(yàn)0300303期末考試30101050課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值404030100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)作業(yè)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)掌握到位。能闡述人工智能領(lǐng)域新技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀；對(duì)人工智能領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)有清晰的認(rèn)識(shí)。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能較好地闡述人工智能領(lǐng)域新技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀；對(duì)人工智能領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)有比較清晰的認(rèn)識(shí)。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。闡述人工智能領(lǐng)域新技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀基本正確；基本了解人工智能領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。闡述人工智能領(lǐng)域新技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀大時(shí)大部分內(nèi)容出錯(cuò)；基本不了解人工智能領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)。2.課程實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)課程實(shí)驗(yàn)?zāi)芨鶕?jù)實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有自己的設(shè)計(jì)理念，實(shí)驗(yàn)完成度高，效果好。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容完整。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有自己的設(shè)計(jì)理念，實(shí)驗(yàn)完成度較高，效果較好。實(shí)驗(yàn)報(bào)告比較完整。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)完成度一般，效果一般。實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本完整?；灸芨鶕?jù)實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)完成度較差，效果較差。實(shí)驗(yàn)報(bào)告不完整。3.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《人工智能基礎(chǔ)與應(yīng)用》，宋楚平、陳正東主編，人民郵電出版社，2021年9月版；2．《人工智能導(dǎo)論》，許佳煒等編著，清華大學(xué)出版社，2021年9月版。