《人工智能導(dǎo)論》教學(xué)大綱

《人工智能導(dǎo)論》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：08150081課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（其中：理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）先修課程：高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)后續(xù)課程：無(wú)適用專業(yè)：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程（專升本）、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)（專升本）、數(shù)字媒體技術(shù)（專升本）開(kāi)課單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院一、課程說(shuō)明人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的重要內(nèi)容，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展以及許多高新技術(shù)產(chǎn)品中的核心技術(shù)。由于人工智能是模擬人類智能解決問(wèn)題，幾乎在所有領(lǐng)域都具有非常廣泛的應(yīng)用?！度斯ぶ悄軐?dǎo)論》是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等計(jì)算機(jī)類專業(yè)本科生的一門(mén)專業(yè)選修課程，也是電子信息、自動(dòng)化、電氣、機(jī)械等類專業(yè)學(xué)習(xí)人工智能的重要選修課程。本課程主要介紹人工智能問(wèn)題求解的一般性原理和基本思想以及一些前沿內(nèi)容，為學(xué)生提供基本的人工智能技術(shù)和有關(guān)問(wèn)題的入門(mén)性知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究人工智能理論與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解人工智能的特點(diǎn)、主要研究領(lǐng)域、研究歷史及未來(lái)發(fā)展動(dòng)向以及人工智能倫理相關(guān)的思政內(nèi)容；課程目標(biāo)2：掌握人工智能的基本概念、基本原理和基本方法；課程目標(biāo)3：了解應(yīng)用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的范例。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《人工智能導(dǎo)論》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)字媒體技術(shù)等專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.3掌握相關(guān)自然科學(xué)知識(shí)、工程基礎(chǔ)知識(shí)和思維方法，能夠?qū)⑵溆糜诮鉀Q數(shù)字媒體技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，能夠?qū)?shù)字媒體技術(shù)專業(yè)知識(shí)用于對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案的分析與優(yōu)化。課程目標(biāo)1：了解人工智能的特點(diǎn)、主要研究領(lǐng)域、研究歷史及未來(lái)發(fā)展動(dòng)向以及人工智能倫理相關(guān)的思政內(nèi)容；課程目標(biāo)2：掌握人工智能的基本概念、基本原理和基本方法。H3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案3.3在解決方案設(shè)計(jì)中，具有綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素的意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。課程目標(biāo)2：掌握人工智能的基本概念、基本原理和基本方法；課程目標(biāo)3：了解應(yīng)用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的范例。H4．研究4.1能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)數(shù)字媒體技術(shù)工程問(wèn)題進(jìn)行分析，并選擇研究路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)1：了解人工智能的特點(diǎn)、主要研究領(lǐng)域、研究歷史及未來(lái)發(fā)展動(dòng)向以及人工智能倫理相關(guān)的思政內(nèi)容；課程目標(biāo)2：掌握人工智能的基本概念、基本原理和基本方法；課程目標(biāo)3：了解應(yīng)用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的范例。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)第1章緒論1.1人工智能的概念1.2人工智能的發(fā)展簡(jiǎn)史1.3人工智能研究的基本內(nèi)容1.4人工智能的主要研究領(lǐng)域教學(xué)要求：（1）了解人工智能研究的特點(diǎn)、內(nèi)容、發(fā)展歷史及未來(lái)，增加對(duì)人工智能學(xué)科的認(rèn)識(shí)。把握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)；（2）了解人工智能研究的基本內(nèi)容和主要研究領(lǐng)域，熟悉本專業(yè)的前沿知識(shí)和研究熱點(diǎn)。重點(diǎn):了解人工智能研究的基本內(nèi)容；難點(diǎn):了解本專業(yè)的人工智能相關(guān)的前沿知識(shí)和研究熱點(diǎn)。21、2、3第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與表示的概念2.2一階謂詞邏輯表示法2.3產(chǎn)生式表示法2.4框架表示法教學(xué)要求：（1）熟練掌握知識(shí)及知識(shí)表示的概念；（2）了解知識(shí)的相對(duì)正確性、可表示性及可利用性等特性；（3）了解新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。重點(diǎn):知識(shí)的相對(duì)正確性、可表示性及可利用性等特性；難點(diǎn):新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。41、2、3第3章確定性推理方法3.1.推理的基本概念3.2.自然演繹推理3.3謂詞公式化為子句集的方法3.4魯賓遜歸結(jié)原理3.5歸結(jié)反演3.6應(yīng)用歸結(jié)原理求解問(wèn)題教學(xué)要求：（1）熟練掌握謂詞公式化為子句集的方法；（2）熟練掌握歸結(jié)原理、方法，并能靈活應(yīng)用。重點(diǎn):謂詞公式化為子句集的方法；難點(diǎn):歸結(jié)原理、方法及應(yīng)用。41、2、3第4章不確定性推理方法4.1不確定性推理的基本概念4.2可信度方法4.3證據(jù)理論4.4模糊推理方法教學(xué)要求：（1）了解可信度方法、證據(jù)理論及其推理方法；（2）掌握模糊集合、模糊知識(shí)表示、模糊推理方法，并能靈活應(yīng)用。重點(diǎn):可信度方法、證據(jù)理論及其推理方法；難點(diǎn):模糊集合、模糊知識(shí)表示及模糊推理方法。41、2、3第5章搜索求解策略5.1搜索的概念5.2狀態(tài)空間的搜索策略5.3盲目的圖搜索策略5.4啟發(fā)式圖搜索策略教學(xué)要求：（1）搜索的基本概念、基本方法；（2）掌握搜索方法的實(shí)現(xiàn)與基本軟件設(shè)計(jì)，基本創(chuàng)新方法。重點(diǎn):搜索策略的基本概念和基本方法；難點(diǎn):搜索方法的實(shí)現(xiàn)與基本軟件設(shè)計(jì)。21、2、3第6章智能計(jì)算及其應(yīng)用6.1遺傳算法的產(chǎn)生與發(fā)展6.2基本遺傳算法6.3遺傳算法的改進(jìn)算法6.4遺傳算法的應(yīng)用6.5群體智能算法產(chǎn)生的背景6.6粒子群優(yōu)化算法及其應(yīng)用6.7蟻群算法及其應(yīng)用教學(xué)要求：（1）掌握遺傳算法的基本概念和基本方法；（2）了解一些遺傳算法的改進(jìn)算法，了解遺傳算法的應(yīng)用實(shí)例。重點(diǎn):遺傳算法的基本概念和基本方法；難點(diǎn):遺傳算法的改進(jìn)算法，及遺傳算法的應(yīng)用實(shí)例。41、2、3第7章專家系統(tǒng)與機(jī)器學(xué)習(xí)7.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展7.2專家系統(tǒng)的概念7.3專家系統(tǒng)的工作原理及其建立方法7.4知識(shí)獲取的主要過(guò)程與模式7.5機(jī)器學(xué)習(xí)7.6知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘7.7專家系統(tǒng)的建立7.8專家系統(tǒng)實(shí)例7.9專家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具教學(xué)要求：（1）掌握專家系統(tǒng)的基本概念、基本特征、一般結(jié)構(gòu)等基本內(nèi)容；（2）掌握專家系統(tǒng)的建造、開(kāi)發(fā)，了解專家系統(tǒng)的應(yīng)用例子。重點(diǎn):專家系統(tǒng)的基本概念、基本特征、一般結(jié)構(gòu)等基本內(nèi)容；難點(diǎn):專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方法。21、2、3第8章人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用8.1神經(jīng)元與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念8.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法及其應(yīng)用8.3卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)8.4Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其改進(jìn)8.5Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用教學(xué)要求：（1）掌握人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、常用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；（2）了解BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法及其在模式識(shí)別、軟測(cè)量等工程中的應(yīng)用；（3）了解Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性及其在聯(lián)想記憶、優(yōu)化等工程中的應(yīng)用。重點(diǎn):BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法及其應(yīng)用；難點(diǎn):Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性及其應(yīng)用。41、2、3第9章智能體與多智能體系統(tǒng)9.1智能體的概念與結(jié)構(gòu)9.2多智能體的概念與結(jié)構(gòu)9.3多智能體系統(tǒng)的通信9.4多智能體系統(tǒng)協(xié)調(diào)9.5多智能體系統(tǒng)的協(xié)作9.6多智能體系統(tǒng)的協(xié)商教學(xué)要求：（1）了解智能體與多智能體的概念與結(jié)構(gòu)；（2）掌握多智能體系統(tǒng)的通信、協(xié)調(diào)、協(xié)作和協(xié)商方法。重點(diǎn):智能體與多智能體的概念與結(jié)構(gòu)；難點(diǎn)：多智能體系統(tǒng)的通信、協(xié)調(diào)、協(xié)作和協(xié)商方法。21、2、3第10章自然語(yǔ)言處理及其應(yīng)用10.1自然語(yǔ)言理解的概念與發(fā)展10.2語(yǔ)言處理過(guò)程層次10.3機(jī)器翻譯10.4語(yǔ)音識(shí)別教學(xué)要求：了解自然語(yǔ)言理解的概念與發(fā)展歷史。掌握大規(guī)模真實(shí)文本的處理方法、機(jī)器翻譯、語(yǔ)音識(shí)別等應(yīng)用的基本思路。重點(diǎn)：掌握語(yǔ)音分析、詞法分析。難點(diǎn)：句法分析、語(yǔ)義分析等基本概念與思路。21、2、3第11章人工智能在游戲設(shè)計(jì)中的應(yīng)用11.1人工智能游戲11.2游戲人工智能11.3游戲的角色與分類11.4智能游戲角色設(shè)計(jì)的基本技術(shù)11.5智能游戲開(kāi)發(fā)工具及其應(yīng)用11.6掃雷機(jī)智能游戲開(kāi)發(fā)11.7人工智能游戲的現(xiàn)狀與未來(lái)教學(xué)要求：了解智能游戲的概念與基本原理。重點(diǎn):掌握角色的運(yùn)動(dòng)；難點(diǎn):追逐與躲避、路徑搜索等基本設(shè)計(jì)方法。21、2、3合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)和案例教學(xué)等，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容，精講多練，安排學(xué)生小組報(bào)告，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)；課程利用豐富的線上資源，提供靈活的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)。六、課程資源庫(kù)1.推薦教材：（1）王萬(wàn)良.人工智能導(dǎo)論（第5版）[M].北京:高等教育出版社,2020.2.參考書(shū)：（1）姚期智.人工智能[M].北京:清華大學(xué)出版社,2022.（2）余明輝,詹增榮,湯雙霞.人工智能導(dǎo)論[M].北京:人民郵電出版社,2021.（3）中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院（賽迪研究院）.人工智能創(chuàng)新啟示錄：技術(shù)前沿[M].北京:人民郵電出版社,2022.3.期刊：（1）嚴(yán)行健.人工智能主體化的法律應(yīng)對(duì)——以未來(lái)強(qiáng)人工智能的出現(xiàn)為視角[J].對(duì)外經(jīng)貿(mào),2022,(10):76-79.（2）郭菲琳.人工智能技術(shù)在檔案工作中的應(yīng)用邏輯與路徑展望[J].蘭臺(tái)內(nèi)外,2022,(32):28-30.（3）劉夢(mèng)君,蔣新宇,石斯瑾等.人工智能教育融合安全警示:來(lái)自機(jī)器學(xué)習(xí)算法功能的原生風(fēng)險(xiǎn)分析[J].江南大學(xué)學(xué)報(bào)(人文社會(huì)科學(xué)版),2022,21(05):89-101.（4）孟慶民,何雪云,鄒玉龍等.人工智能背景下電子信息類教育新形態(tài)探索[J].高教學(xué)刊,2022,8(28):16-18,22.

（5）ZixiangZhou,JieGong.AutomatedresidentialbuildingdetectionfromairborneLiDARdatawithdeepneuralnetworks[J].AdvancedEngineeringInformatics,2018,36:229-241.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）Jack_Kuo.人工智能技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域主要有哪些？.(2022.01.24)./weixin_37251044/article/details/78538826．（2）Jack_Kuo.【深度學(xué)習(xí)】：激活函數(shù).(2020.06.11)./article/details/106693273.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考試成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問(wèn)題情況以及課下學(xué)習(xí)線上資料情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?44章節(jié)測(cè)試20（1）根據(jù)每個(gè)章節(jié)的測(cè)試情況評(píng)分，滿分100分；（2）每次章節(jié)測(cè)試單獨(dú)評(píng)分，取各次測(cè)試成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以章節(jié)測(cè)試成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?99作業(yè)20（1）主要考核學(xué)生對(duì)線上資料學(xué)習(xí)情況，和對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭?010期末考核50（1）主要考核人工智能知識(shí)的綜合掌握和運(yùn)用能力，涵蓋本課程整體知識(shí)脈絡(luò)。（2）成績(jī)100分，以成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√102020合計(jì)：100分144343八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、章節(jié)測(cè)試、作業(yè)、期末考試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由期末考試成績(jī)和過(guò)程性考核成績(jī)組成。其中：期末試卷成績(jī)成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重50%），試卷類型為填空題、選擇題、簡(jiǎn)答題等類型，試卷中基本知識(shí)、基本理論、基本技能的試題分值不超過(guò)50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、作業(yè)、章節(jié)測(cè)試等過(guò)程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重50%）。期末考試考核和過(guò)程性考核分值分配分別與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表4。表4過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)20按時(shí)上課，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問(wèn)題，準(zhǔn)確率大于90%。按時(shí)上課，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于80%。按時(shí)上課整，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于70%。偶爾遲到，上課不記筆記，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)