《人工智能》教學(xué)大綱

附件1廣東財經(jīng)大學(xué)華商學(xué)院課程教學(xué)大綱模板《人工智能》課程教學(xué)大綱課程名稱人工智能基礎(chǔ)課程編碼0836073課程類型專業(yè)必修課課程性質(zhì)必修課適用范圍數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)分?jǐn)?shù)3先修課程操作系統(tǒng)，java程序設(shè)計，Python程序設(shè)計，數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)學(xué)時數(shù)54實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時18課外學(xué)時0考核方式考試（平時10%實(shí)驗(yàn)30%期末60%）制訂單位數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院制訂日期2020年3月執(zhí)筆者審核者一、課程簡介人工智能是計算機(jī)與自動化學(xué)科的一門分支學(xué)科。它研究如何用機(jī)器來模仿人腦所從事的推理、證明、識別、理解、學(xué)習(xí)、規(guī)劃、診斷等智能活動。人工智能是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)中正在迅速發(fā)展，新思想、新觀點(diǎn)、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的一個學(xué)科，也是一門涉及數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、心理學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科的交叉和邊緣學(xué)科。人工智能原理是計算機(jī)科學(xué)技術(shù)類專業(yè)的應(yīng)用學(xué)科。前修課程包括：離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計等，后續(xù)課程：專家系統(tǒng)，知識工程。二、教學(xué)目標(biāo)（1）熟練掌握圖搜索策略，熟練掌握回溯策略、圖搜索策略的過程以及算法（BACKTRACK以及AI算法），掌握一些典型問題的啟發(fā)式函數(shù)；（2）掌握用命題邏輯、一階邏輯表示知識的方法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推理，熟練掌握歸結(jié)方法以及歸結(jié)反駁過程，熟練掌握利用歸結(jié)反駁方法進(jìn)行推理。（3）掌握基于貝葉斯規(guī)則的不確定性推理，掌握條件概率、獨(dú)立、條件獨(dú)立及貝葉斯公式；掌握利用貝葉斯定理檢測垃圾郵件的基本方法。三、主要教學(xué)模式和教學(xué)手段1．本課程的教學(xué)包括課堂講授、課外作業(yè)、輔導(dǎo)答疑、上機(jī)實(shí)驗(yàn)和期末考試等教學(xué)環(huán)節(jié)。

2．課堂教學(xué)采用啟發(fā)式教學(xué)方法，理例結(jié)合，多媒體并用，引導(dǎo)學(xué)生加深對課程內(nèi)容的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。

3．理論聯(lián)系實(shí)際，通過本課程的教學(xué)，力爭使學(xué)生在理解和掌握大綱所要求的知識內(nèi)容的基礎(chǔ)上，能正確地運(yùn)用這些知識解決有關(guān)實(shí)際問題。四、教學(xué)內(nèi)容（要求編寫所有章節(jié)的主要內(nèi)容）第一章人工智能概述基本內(nèi)容和要求：

1．人工智能的概念與目標(biāo)；

2．人工智能的研究內(nèi)容與方法；

3．人工智能的分支領(lǐng)域；

4．人工智能的發(fā)展概況。第二章邏輯程序設(shè)計語言Prolog基本內(nèi)容和要求：

1．掌握Prolog語言的語句特點(diǎn)、程序結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理；

2．能編寫簡單的Prolog程序，能讀懂一般的Prolog程序。

教學(xué)重點(diǎn)：

Prolog程序設(shè)計。

教學(xué)難點(diǎn)：

表與遞歸，回溯控制第三章基于圖搜索的問題求解基本內(nèi)容和要求：

1．掌握狀態(tài)圖的基本概念、狀態(tài)圖搜索基本技術(shù)和狀態(tài)圖問題求解的一般方法，包括窮舉式搜索、啟發(fā)式搜索、加權(quán)狀態(tài)圖搜索和A算法、A*算法等；

2．掌握與或圖的基本概念、與或圖搜索基本技術(shù)和或圖問題求解的一般方法；

3．理解一些經(jīng)典規(guī)劃調(diào)度問題（如迷宮、八數(shù)碼、梵塔、旅行商、八皇后等問題）的求解方法；

教學(xué)重點(diǎn)：

1．狀態(tài)圖搜索常用算法和問題的狀態(tài)圖表示；

2．與或圖搜索常用算法和問題的與或圖表示。

教學(xué)難點(diǎn)：

問題的狀態(tài)圖、與或圖表示。第四章基于遺傳算法的隨機(jī)優(yōu)化搜索基本內(nèi)容和要求：

1．了解遺傳算法的基本概念和特點(diǎn)；

2．理解基本遺傳算法的基本原理和應(yīng)用技術(shù)。

教學(xué)重點(diǎn)：

選擇-復(fù)制、交叉和變異等三種遺傳操作。

教學(xué)難點(diǎn)：

遺傳算法的應(yīng)用。第五章知識表示與推理基本內(nèi)容和要求：

1．了解知識表示的基本概念；

2．理解和掌握常用知識表示方法，包括：一階謂詞邏輯、產(chǎn)生式規(guī)則、框架和語義網(wǎng)絡(luò)的基本原理和語言實(shí)現(xiàn)；

3．理解不確定性知識的表示及其推理方法。

教學(xué)重點(diǎn)：

1．基于一階謂詞邏輯和產(chǎn)生式規(guī)則的推理模式。

2．不確定性知識的表示及其推理。

教學(xué)難點(diǎn)：

不確定性知識的表示及其推理。第六章機(jī)器學(xué)習(xí)與知識發(fā)現(xiàn)

基本內(nèi)容和要求：

1．理解符號學(xué)習(xí)的基本原理，包括:記憶學(xué)習(xí)、演繹學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)、示例學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)等；

2．理解連接學(xué)習(xí)的基本原理，包括：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念和類型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方法等；

3．了解知識發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘的概念、對象、任務(wù)和基本方法等。

教學(xué)重點(diǎn)：

1．符號學(xué)習(xí)中的歸納學(xué)習(xí)；

2．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。

教學(xué)難點(diǎn)：

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其學(xué)習(xí)舉例。第七章專家系統(tǒng)

基本內(nèi)容和要求：

1．理解專家系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)；

2．初步掌握專家系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)方法；

3．了解專家系統(tǒng)的發(fā)展。

教學(xué)重點(diǎn)：

1．專家系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)；

2．專家系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。

教學(xué)難點(diǎn)：

專家系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。第八章Agent系統(tǒng)

基本內(nèi)容和要求：

1．理解Agent的概念、類型和結(jié)構(gòu)；

2．理解多Agent系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；

3．了解Agent的實(shí)現(xiàn)語言工具。

教學(xué)重點(diǎn)：

Agent和多Agent系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)。

教學(xué)難點(diǎn)：

多Agent系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。第九章智能化網(wǎng)絡(luò)

基本內(nèi)容和要求：

1．了解智能網(wǎng)絡(luò)的概念和原理；

2．理解網(wǎng)絡(luò)的智能化管理與控制基本技術(shù)；

3．了解網(wǎng)上信息的智能化檢索基本原理和方法。

教學(xué)重點(diǎn)：

網(wǎng)絡(luò)的智能化管理與控制。

教學(xué)難點(diǎn)：

網(wǎng)上信息的智能化檢索。5、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1．狀態(tài)圖搜索常用算法和問題的狀態(tài)圖表示；

2．與或圖搜索常用算法和問題的與或圖表示。3．符號學(xué)習(xí)中的歸納學(xué)習(xí)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。4．Agent和多Agent系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)。5．選擇-復(fù)制、交叉和變異等三種遺傳操作。教學(xué)難點(diǎn)：1．狀態(tài)圖搜索常用算法和問題的狀態(tài)圖表示；

2．與或圖搜索常用算法和問題的與或圖表示。6．符號學(xué)習(xí)中的歸納學(xué)習(xí)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。六、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）教學(xué)內(nèi)容及要求（按實(shí)際所需填寫）（一）實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目一：產(chǎn)生式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)1.目的與要求熟悉和掌握產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制，掌握基于規(guī)則推理的基本方法2.實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）學(xué)時：43.實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）內(nèi)容主要包括產(chǎn)生式系統(tǒng)的正、反向推理、基于邏輯的搜索等10余個相關(guān)演示性、驗(yàn)證性和開發(fā)性設(shè)計實(shí)驗(yàn)。項(xiàng)目二：搜索策略實(shí)驗(yàn)1.目的與要求熟悉和掌握啟發(fā)式搜索的定義、估價函數(shù)和算法過程，并利用A*算法求解N數(shù)碼難題，理解求解流程和搜索順序。2.實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）學(xué)時：43.實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）內(nèi)容主要包括盲目式、啟發(fā)式搜索類的10余個相關(guān)演示性、驗(yàn)證性和開發(fā)性設(shè)計實(shí)驗(yàn)。項(xiàng)目三：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)1.目的與要求理解反向傳播網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和原理，掌握反向傳播算法對神經(jīng)元的訓(xùn)練過程，了解反向傳播公式。通過構(gòu)建BP網(wǎng)絡(luò)實(shí)例，熟悉前饋網(wǎng)絡(luò)的原理及結(jié)構(gòu)。2.實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）學(xué)時：43.實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）內(nèi)容主要包括以BP網(wǎng)為代表的ANN的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。并包括用BP網(wǎng)解決一些非線性問題的典型設(shè)計實(shí)驗(yàn)（如異或問題、布爾代數(shù)及非線性函數(shù)模擬等）.項(xiàng)目四：自動規(guī)劃實(shí)驗(yàn)1.目的與要求理解自動規(guī)劃的基本原理，掌握為活動實(shí)體（人、組織、機(jī)器）設(shè)計合理的行為、按時間順序的活動序列等基本技術(shù)。2.實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）學(xué)時：43.實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）內(nèi)容主要包括積木世界的機(jī)器人行動規(guī)劃的幾個相關(guān)實(shí)驗(yàn)。（二）各實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）學(xué)時分配序號實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）項(xiàng)目主要內(nèi)容學(xué)時每組人數(shù)地點(diǎn)1產(chǎn)生式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生式系統(tǒng)的正、反向推理、基于邏輯42搜索策略實(shí)驗(yàn)盲目式、啟發(fā)式搜索43神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)以BP網(wǎng)為代表的ANN的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)64自動規(guī)劃實(shí)驗(yàn)積木世界的機(jī)器人行動規(guī)劃4七、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配章節(jié)主要內(nèi)容講授實(shí)驗(yàn)討論習(xí)題其它小計第1章人工智能概述40第2章邏輯程序設(shè)計語言Prolog42第3章基于圖搜索的問題求解42第4章基于遺傳算法的隨機(jī)優(yōu)化搜索44第5章知識表示與推理42第6章機(jī)器學(xué)習(xí)與知識發(fā)現(xiàn)42第7章專家系統(tǒng)42第8章Agent系統(tǒng)42第9章智能化網(wǎng)絡(luò)42合計3618八、本課程與其他課程的聯(lián)系1.先修課程：操作系統(tǒng)，java程序設(shè)計，Python程序設(shè)計，數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)2.后續(xù)課程：實(shí)用機(jī)器學(xué)習(xí)，虛擬化與容器技術(shù)。九、推薦教材和教學(xué)參考書教材：《人工智能技術(shù)導(dǎo)論》（第三版），廉師友，西安電子科技大學(xué)出版社參考書：[1]人工智能，（美）NilsJ.Nilsson，（鄭扣根，莊越挺譯），機(jī)械工業(yè)出版社，2000；

[2]人工智能——一種現(xiàn)代方法（第二版），[美]StuartRussell，PeterNorvig，姜哲等譯，人民郵電出版社，2004；

[3]人工智能，[