人工智能基礎(chǔ)與應(yīng)用-課程標(biāo)準(zhǔn)

PAGEPAGE2****職業(yè)學(xué)院課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱《人工智能基礎(chǔ)》課程代碼課程類型專業(yè)基礎(chǔ)課課程總學(xué)時32課程總學(xué)分2適用專業(yè)電子信息大類等專業(yè)課程負(fù)責(zé)人***參與編審人員：（校內(nèi)）***、***（校外）****學(xué)院軟件技術(shù)教研室制訂2020年06月《人工智能基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)課程代碼：*******課程類型：（理實一體化課）學(xué)時/學(xué)分：32/2適用專業(yè)：電子信息大類等1.課程概述本課程是面向電子信息大類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其它專業(yè)也可以根據(jù)實際情況選修本課程。本課程旨在培養(yǎng)高職學(xué)生的人工智能素養(yǎng)、人工智能思維和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能在一定的工作場景和工作任務(wù)背景下，運用掌握的人工智能思維方法、基本原理和基本技能來創(chuàng)新性地解決問題，提升學(xué)生人工智能應(yīng)用能力。本課程在整個專業(yè)課程體系中起到承上啟下的作用，一方面，是學(xué)生在計算機基礎(chǔ)應(yīng)用能力方面的拓展和深化，也是大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等新一代信息技術(shù)應(yīng)用背景下必須掌握的一門通識性能力；另一方面，作為一種前沿技術(shù)和交叉學(xué)科，為其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了人工智能思維和方法基礎(chǔ)，拓寬了解決專業(yè)問題的思路。本課程選取多個人工智能解決典型問題的案例，采用項目化思想重構(gòu)了所有案例，以任務(wù)的形式循序漸進(jìn)開展教學(xué)內(nèi)容，支持分專業(yè)分層次實施教學(xué)。本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：“人工智能：開啟創(chuàng)新智慧新時代”、“Python：人工智能開發(fā)語言”、“線性回歸：預(yù)測房屋價格”、“分類器：識別手寫數(shù)字”、“物以類聚：發(fā)現(xiàn)鳶尾花新物種”、“個性化推薦：主動幫你選商品”、“語音識別：實現(xiàn)人機交流”、“人臉識別：來驗證你的身份”共8個單元，2.課程目標(biāo)本課程的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生初步了解人工智能的基本原理，學(xué)習(xí)和掌握人工智能的基本技術(shù)和技能，以拓寬知識面，為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用人工智能奠定基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、人工智能思維和創(chuàng)新方法。3.課程實施和建議3.1課程內(nèi)容和要求課程設(shè)計相關(guān)說明：本課程按照專業(yè)教學(xué)方案的培養(yǎng)目標(biāo)要求設(shè)計了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，并安排在第3或第4學(xué)期施教。課程的總體設(shè)計思路是：在人工智能+的大背景下，學(xué)生要具備人工智能的思維，了解創(chuàng)新的基本方法和人工智能解決問題的基本要素，對人工智能的主要應(yīng)用技術(shù)有一定的了解，以此培養(yǎng)學(xué)生能將人工智能的求解方法遷移到具體問題領(lǐng)域的能力。基于上述人才培養(yǎng)規(guī)格要求和高職生的學(xué)情分析及認(rèn)知特點，以當(dāng)前人工智能的典型應(yīng)用為教學(xué)載體，采用項目化教學(xué)策略，將典型應(yīng)用案例進(jìn)行分解和改造，形成一個個的能適應(yīng)教學(xué)要求的教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)任務(wù)中按照學(xué)中做、做中學(xué)的思路組織教學(xué)內(nèi)容，將理論和實踐統(tǒng)一起來，力求理實內(nèi)容的完美融合和銜接。課程內(nèi)容、要求及學(xué)時安排詳見下表1。表1教學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容知識、技能要求參考學(xué)時人工智能：開啟創(chuàng)新智慧新時代知識要求：了解創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的重要性；掌握創(chuàng)新的基本方法；掌握人工智能的基本概念；了解人工智能、機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)三者之間的關(guān)系；熟悉人工智能的一些典型應(yīng)用。技能要求：能用人工智能的視野去洞悉周圍的問題域；會用創(chuàng)新的思維去探究新的問題；能利用百度智能云、訊飛智能云等開放平臺解決一個簡單的人工智能領(lǐng)域的問題。422Python：人工智能開發(fā)語言知識要求：了解python語言特點和基本應(yīng)用方法；掌握jupyter的使用方法；了解numpy存儲數(shù)據(jù)的格式；掌握matplotlib繪圖流程；熟悉數(shù)據(jù)的基本運算和常用繪圖函數(shù)。技能要求：會安裝python虛擬機；能熟練搭建jupyter運行環(huán)境；會利用numpy庫進(jìn)行矩陣的運算會利用matplotlib庫繪制矩形圖和散點圖。422線性回歸：預(yù)測房屋價格★知識要求：了解機器是如何學(xué)習(xí)的；了解線性回歸的基本原理；理解算法的含義；掌握梯度下降法；了解評價機器學(xué)習(xí)效果的基本方法。技能要求：能對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的處理能用線性回歸方法預(yù)測房屋的價格；會保存訓(xùn)練模型能對房屋價格預(yù)測結(jié)果進(jìn)行合理的分析。422分類器：識別手寫數(shù)字★知識要求：了解分類器的工作流程；了解幾種常用的分類器；理解K近鄰算法；理解支持向量機算法；掌握手寫數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的導(dǎo)入方法；了解分類效果的評估方法。技能要求：能根據(jù)分類問題正確選擇合適的分類器；會利用K近鄰算法來識別手寫數(shù)字；能利用SVM分類鳶尾花。422物以類聚：發(fā)現(xiàn)鳶尾花新物種★知識要求：了解聚類概念；理解K均值算法；掌握聚類算法的優(yōu)點和缺點；理解無監(jiān)督算法含義；掌握鳶尾花聚類的基本方法；了解聚類效果的評估方法。技能要求：能合理選擇聚類算法的調(diào)節(jié)參數(shù)會確定相對正確的族個數(shù)；能對聚類結(jié)果進(jìn)行合理評估422個性化推薦：主動幫你選商品☆知識要求：了解個性化推薦的概念；理解關(guān)聯(lián)分析相關(guān)概念；了解協(xié)同推薦的基本原理；理解協(xié)同推薦中的稀疏問題和冷啟動問題；掌握生成關(guān)聯(lián)規(guī)則的基本流程；掌握協(xié)同推薦的基本流程；了解推薦效果的評估方法。技能要求：能利用關(guān)聯(lián)規(guī)則處理類似尿不濕-啤酒問題；會利用協(xié)同推薦向觀眾推薦他可能感興趣的電影。422語音識別：實現(xiàn)人機交流☆知識要求：了解語音識別的基本原理；了解訊飛云提供的語音服務(wù)；掌握利用訊飛語音包開發(fā)應(yīng)用的基本步驟；了解影響語音識別準(zhǔn)確度的因素。技能要求：會利用訊飛智能云或百度智能云提供的開發(fā)包來識別你的聲音；能基于語音識別技術(shù)開發(fā)一個智能器物，如智能音控音箱、智能開關(guān)或智能語音輸入程序等。422人臉識別：驗證你的身份★知識要求：了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作基本原理；理解神經(jīng)元、多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等基本概念；了解人臉識別和圖像識別的異同點；了解影響人臉識別準(zhǔn)確度的因素。掌握在百度智能云、訊飛云或其它三方云平臺上構(gòu)建人臉識別應(yīng)用的基本步驟。技能要求：會利用訊飛智能云或百度智能云提供的開發(fā)包來驗證你的身份；能利用開發(fā)包設(shè)計一個人臉對比或人臉?biāo)阉鞯膽?yīng)用程序。422合計321616說明：教學(xué)重點、難點在表中標(biāo)出，其中，打★的為教學(xué)重點，打☆的為教學(xué)難點。課外實訓(xùn)和拓展（題目自選或由老師安排，分組實施。）表2課外實訓(xùn)和拓展推薦項目序號實踐項目名稱建議學(xué)時1水果自動分揀系統(tǒng)；302機器故障智能診斷系統(tǒng)；3基于圖像識別的超市結(jié)算系統(tǒng)4精準(zhǔn)廣告營銷5商業(yè)大數(shù)據(jù)可視化6自動駕駛小汽車7化工工藝智能優(yōu)化系統(tǒng)8建筑施工現(xiàn)場智能監(jiān)控系統(tǒng)3.2教學(xué)方法和教學(xué)手段由于人工智能的前沿性和相對復(fù)雜性，教學(xué)內(nèi)容雖然淡化了理論知識，突出了人工智能方法在工程方面的應(yīng)用，但從整個課程體系來看，本課程的教學(xué)內(nèi)容還是有其特殊性和有一定的難度，因此，要根據(jù)學(xué)情分析和專業(yè)特點，開展有針對性、分層次的教學(xué)，落實教學(xué)重點，破解教學(xué)難度，建議選用以下教學(xué)方法和手段實施教學(xué)。一、教學(xué)方法1）項目教學(xué)法：一個教學(xué)主題或教學(xué)單元采用一個項目來開展教學(xué)，通過提出問題、預(yù)備知識、解決辦法和項目實施的步驟來實施教學(xué)，以問題驅(qū)動教學(xué)。2）任務(wù)教學(xué)法：根據(jù)教學(xué)規(guī)律和學(xué)生認(rèn)知特點，在項目實施工程中，有必要將項目進(jìn)行拆分和設(shè)計，形成一個個的教學(xué)任務(wù)或工作任務(wù)，從局部到整體，從簡單到復(fù)雜來循序漸進(jìn)推進(jìn)教學(xué)。3）講授研討混合法：對于人工智能領(lǐng)域相對復(fù)雜的概念和應(yīng)知應(yīng)會，教師可以采用講授法讓學(xué)生理解相關(guān)內(nèi)容，而對于課堂中提出的問題和待實施的任務(wù)，建議學(xué)生采用研討的方式來集思廣益，在思想碰撞和頭腦風(fēng)暴中找到問題的解決方案。這兩種教學(xué)方法可交替進(jìn)行，互為補充，在老師的引領(lǐng)和指導(dǎo)下開展研討，在研討中嵌入講授，逐漸明晰思路，在解決問題中完成教學(xué)內(nèi)容的實施。二、教學(xué)手段1）多媒體教學(xué)：主要有PPT和程序演示；2）情境教學(xué)：將企業(yè)或行業(yè)的典型應(yīng)用問題或案例引入課堂。3）分組教學(xué)：以團隊形式完成學(xué)習(xí)任務(wù)，既有組內(nèi)的合作，又有組間的競爭。4）線上實驗教學(xué)：依托實驗平臺，開展課前、課中的學(xué)習(xí)或課后的拓展學(xué)習(xí)。3.3教學(xué)評價1、考核要求課程考核應(yīng)符合《南京科技職業(yè)學(xué)院課程考核管理辦法》的規(guī)定，具體要求如表2所示。表3《人工智能基礎(chǔ)》課程考核要求考核類別平時過程性考核60%終結(jié)性考核40%補考考核要求平時表現(xiàn)50%（考勤、作業(yè)、實驗（踐）等）+階段性考核50%建議采用實踐考核、課題報告、答辯、創(chuàng)新項目等方式，可選擇一種或多種方式，要明確各部分分?jǐn)?shù)占比。理論考試（或?qū)嵺`考核）其中，階段性考核在教學(xué)中分隨堂測驗或?qū)嵺`考核等形式進(jìn)行評分，在課程結(jié)束時進(jìn)行終結(jié)性考核以考察學(xué)生對所學(xué)知識或?qū)I(yè)能力的整體掌握程度。2、注意事項課程任課教師要按照課程考核要求實施考核，注意做好學(xué)習(xí)過程、到課情況、平時作業(yè)、實驗（踐）情況、考核情況的相關(guān)記錄，作為學(xué)生最終評定成績的明確依據(jù)，并與成績冊一同形成成績檔案保存。3.4課程資源1.教材選用江蘇省重點教材：《人工智能基礎(chǔ)與應(yīng)用》，人民郵電出版社，宋楚平、陳正東主編，2021-08。2.其他參考教材：《人工智能應(yīng)用基礎(chǔ)》，高等教育出版社，肖正興聶哲主編，2019-11。3.5師資隊伍建議本課程由2人雙師教學(xué)團隊來實施，方式1：1人承擔(dān)32學(xué)時的理實教學(xué)任務(wù)，另1人承擔(dān)一周的實訓(xùn)教學(xué)。方式2：將教學(xué)任務(wù)分解，分別由2人承擔(dān)，具體分工由2人協(xié)商確定，原則是既有分工教學(xué)，又強調(diào)整體協(xié)助。教學(xué)團隊的成員教師都必須具有人工智能工程實踐背景或較強的人工智能領(lǐng)域動手能力，能勝任指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新活動的指導(dǎo)工作。3.6實踐教學(xué)1、校內(nèi)實訓(xùn)條件要求：設(shè)備名稱數(shù)量備注電腦45能上網(wǎng)應(yīng)用軟件1套安裝有python3.7以上版本、jupyter和scikit-learn等常用庫。實訓(xùn)管理平臺1在線考勤、任務(wù)安排、數(shù)據(jù)存儲等。外圍設(shè)備(小車、照相機、常用傳感器等)不限由學(xué)生自備2、校內(nèi)外實訓(xùn)安排說明：1）實訓(xùn)時長為1周，32學(xué)時，建議按前4天上午4節(jié)，下午2節(jié)，最后一天上午4節(jié)，下午4節(jié)安排，最后4節(jié)對學(xué)生的項目或作品進(jìn)行考核打分。2）指導(dǎo)老師共2人，在實習(xí)前一周安裝和核查實訓(xùn)環(huán)境，下發(fā)任務(wù)指導(dǎo)書，做好實習(xí)前的準(zhǔn)備工作，并對實習(xí)指導(dǎo)工作做好明確分工。3.8其它說明關(guān)于階段性考核和終結(jié)性考核的命題和考試1）階段性考核。命題：考試題型主要包括單項選擇題、填空題、名詞解釋題、簡答題和設(shè)計題，主要考核學(xué)生的識記和領(lǐng)會，要求考生能夠標(biāo)識并記憶本大課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基本知識點，能根據(jù)考題的不同要求，做出正確的選擇、判斷和回答；另外，考生能夠領(lǐng)悟和理解本課程標(biāo)準(zhǔn)中知識點的內(nèi)涵和外延，涉及的