《人工智能通識(shí)教程》（第2版）教學(xué)大綱

《人工智能通識(shí)教程》（第2版）教學(xué)大綱一、課程基本信息?課程名稱：人工智能導(dǎo)論/人工智能概論?課程代碼：?課程英文名稱：AI-Introduction?學(xué)時(shí)與學(xué)分：理論學(xué)時(shí)32，課外實(shí)踐學(xué)時(shí)16，總學(xué)分2?課程性質(zhì)：必修課（選修課）?適用專業(yè)：人工智能、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)等工科專業(yè)（其他各專業(yè)）?先修課程：略?后續(xù)課程：機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、智能機(jī)器人等二、課程目標(biāo)學(xué)習(xí)本課程，通常旨在為學(xué)生奠定堅(jiān)實(shí)的人工智能基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)其在人工智能領(lǐng)域的基本技能和理解能力。以下是主要學(xué)習(xí)目標(biāo)，可能會(huì)根據(jù)不同課程設(shè)置有所差異：1.理解人工智能基礎(chǔ)：掌握人工智能的基本概念、發(fā)展歷程、主要分支領(lǐng)域（如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等）及其在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用。2.理論與技術(shù)基礎(chǔ)：學(xué)習(xí)和理解支撐人工智能的核心算法和理論，包括搜索算法、知識(shí)表示、推理方法、決策制定、學(xué)習(xí)理論等。3.實(shí)踐技能培養(yǎng)：通過編程實(shí)踐和項(xiàng)目作業(yè)，掌握至少一種編程語言（如Python）在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用，以及如何使用常見的AI框架和庫(kù)（如TensorFlow、PyTorch）。4.問題解決能力：培養(yǎng)分析和解決人工智能問題的能力，包括如何定義問題、選擇合適的技術(shù)路線、設(shè)計(jì)并實(shí)施解決方案。5.倫理與社會(huì)責(zé)任：討論人工智能技術(shù)的倫理和社會(huì)影響，理解隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全、算法偏見等議題，培養(yǎng)負(fù)責(zé)任的AI開發(fā)與應(yīng)用意識(shí)。6.創(chuàng)新與批判性思維：鼓勵(lì)學(xué)生批判性地評(píng)估現(xiàn)有的AI技術(shù)，激發(fā)創(chuàng)新思維，探索AI在新領(lǐng)域的應(yīng)用可能。7.溝通與團(tuán)隊(duì)合作：通過團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，提升與他人合作解決復(fù)雜問題的能力，以及有效溝通研究成果和想法的能力。8.持續(xù)學(xué)習(xí)能力：鑒于AI領(lǐng)域的快速變化，課程應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，跟蹤技術(shù)進(jìn)展，適應(yīng)未來可能出現(xiàn)的新技術(shù)、新理論。這些目標(biāo)旨在為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)全面的人工智能知識(shí)框架，不僅關(guān)注技術(shù)細(xì)節(jié)，也重視理論與實(shí)踐的結(jié)合，以及技術(shù)的社會(huì)影響和倫理考量，為學(xué)生將來在AI領(lǐng)域的深入研究或職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、課程思政結(jié)合本課程融入的思政教育，旨在將思想政治教育與專業(yè)教育有機(jī)融合，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，樹立正確的世界觀、價(jià)值觀和道德觀，培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。以下是一些可能包含在人工智能導(dǎo)論課程思政教育中的內(nèi)容：1.國(guó)家政策與戰(zhàn)略導(dǎo)向：介紹我國(guó)在人工智能領(lǐng)域的國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃，如《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等，使學(xué)生理解國(guó)家發(fā)展目標(biāo)，增強(qiáng)服務(wù)國(guó)家重大需求的責(zé)任感和使命感。2.科技倫理與法律規(guī)范：探討人工智能技術(shù)應(yīng)用中的倫理問題，如隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全、算法公平性、人工智能的責(zé)任歸屬等，強(qiáng)化學(xué)生的倫理意識(shí)和法制觀念，培養(yǎng)遵守行業(yè)規(guī)范和法律法規(guī)的行為習(xí)慣。3.創(chuàng)新精神與工匠精神：強(qiáng)調(diào)在人工智能領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生勇于探索、敢于突破，同時(shí)弘揚(yáng)精益求精的工匠精神，注重細(xì)節(jié)，追求卓越。4.團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力：通過團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和案例分析，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)會(huì)有效溝通，尊重多樣性和包容性，為未來跨學(xué)科合作打下基礎(chǔ)。5.全球視野與文化自信：在全球化背景下，引導(dǎo)學(xué)生了解國(guó)際人工智能發(fā)展趨勢(shì)，增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，同時(shí)樹立文化自信，鼓勵(lì)在吸收國(guó)際先進(jìn)成果的同時(shí)，貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和中國(guó)方案。6.社會(huì)責(zé)任與可持續(xù)發(fā)展：討論人工智能技術(shù)如何服務(wù)于社會(huì)發(fā)展，如在教育、醫(yī)療、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，思考如何利用技術(shù)促進(jìn)社會(huì)公平與可持續(xù)發(fā)展。7.批判性思維與自我反思：鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)技術(shù)的同時(shí)，培養(yǎng)批判性思維，對(duì)技術(shù)的利弊進(jìn)行理性分析，能夠自我反思，理解技術(shù)進(jìn)步對(duì)個(gè)人、社會(huì)和環(huán)境的全面影響。8.歷史與未來展望：回顧人工智能的發(fā)展歷程，激發(fā)學(xué)生對(duì)未來技術(shù)趨勢(shì)的好奇心和探索欲，同時(shí)培養(yǎng)歷史使命感，認(rèn)識(shí)到作為未來技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者所承擔(dān)的歷史責(zé)任。通過這些課程思政內(nèi)容的融入，人工智能導(dǎo)論課程不僅教授技術(shù)知識(shí)，更注重學(xué)生全面發(fā)展，引導(dǎo)他們成為既有專業(yè)技術(shù)能力，又具有高尚道德情操和強(qiáng)烈社會(huì)責(zé)任感的新型科技人才。四、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配1.第1章思考的工具（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】動(dòng)物智能：聰明的漢斯1.1計(jì)算的淵源1.2巴貝奇與數(shù)學(xué)機(jī)器1.3計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)1.4計(jì)算機(jī)的智能行為1.5人工智能大師2.第2章定義人工智能（4學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】自動(dòng)駕駛概述2.1人工智能學(xué)科基礎(chǔ)2.2人工智能概述2.3人工智能發(fā)展歷史2.4人工智能的研究3.第3章大數(shù)據(jù)與人工智能（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】電子商務(wù)的推薦系統(tǒng)3.1什么是模糊邏輯3.2模糊邏輯系統(tǒng)3.3數(shù)據(jù)思維與變革3.4大數(shù)據(jù)與人工智能4.第4章智能體與智能代理（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】智能體：下一個(gè)顛覆性AI應(yīng)用4.1智能體和環(huán)境4.2智能體的良好行為4.3環(huán)境的本質(zhì)4.4智能體的結(jié)構(gòu)4.5智能代理技術(shù)4.6智能代理的典型應(yīng)用5.第5章機(jī)器學(xué)習(xí)（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】奈飛的電影推薦引擎5.1什么是機(jī)器學(xué)習(xí)5.2基于學(xué)習(xí)方式的分類5.3機(jī)器學(xué)習(xí)的基本結(jié)構(gòu)5.4機(jī)器學(xué)習(xí)算法5.5機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用6.第6章深度學(xué)習(xí)（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】人類與動(dòng)物智商的差別6.1動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)6.2了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)6.3深度學(xué)習(xí)的定義6.4卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)6.5遷移學(xué)習(xí)6.6深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用7.第7章強(qiáng)化學(xué)習(xí)（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】谷歌制定新“守則”，確保機(jī)器人決策更安全7.1強(qiáng)化學(xué)習(xí)的定義7.2與監(jiān)督學(xué)習(xí)的區(qū)別7.3強(qiáng)化學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論7.4強(qiáng)化學(xué)習(xí)分類7.5強(qiáng)化學(xué)習(xí)的應(yīng)用8.第8章數(shù)據(jù)挖掘（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】葡萄酒的品質(zhì)8.1從數(shù)據(jù)到知識(shí)8.2數(shù)據(jù)挖掘方法8.3數(shù)據(jù)挖掘經(jīng)典算法8.4機(jī)器學(xué)習(xí)VS.數(shù)據(jù)挖掘9.第9章機(jī)器人技術(shù)（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】劃時(shí)代的阿波羅計(jì)劃9.1包容體系結(jié)構(gòu)9.2包容體系結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)9.3機(jī)器感知9.4機(jī)器人的概念9.5機(jī)器人的技術(shù)問題10.第10章計(jì)算機(jī)視覺（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】谷歌大腦的誕生10.1模式識(shí)別10.2圖像識(shí)別10.3計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)10.4智能圖像處理技術(shù)10.5計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)典型功能10.6計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用11.第11章自然語言處理（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】機(jī)器翻譯：大數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單算法與小數(shù)據(jù)復(fù)雜算法11.1語言的問題和可能性11.2什么是自然語言處理11.3語法類型與語義分析11.4處理數(shù)據(jù)與處理工具11.5語音處理12.第12章GPT—大語言模型起步（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】2023國(guó)內(nèi)大模型匯總12.1自然語言處理的進(jìn)步12.2科普AI大語言模型12.3CHATGPT的模仿秀12.4傳統(tǒng)行業(yè)的下崗13.第13章群體智能（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】無人機(jī)最快圈速：算法控制戰(zhàn)勝專業(yè)駕駛員13.1向蜜蜂學(xué)習(xí)群體智能13.2什么是群體智能13.3典型算法模型13.4群體智能背后的故事13.5群體智能的應(yīng)用13.6群體智能的發(fā)展14.第14章自動(dòng)規(guī)劃（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】自動(dòng)駕駛泊車技術(shù)14.1規(guī)劃的概念14.2人工智能的WUMPUS世界14.3什么是自動(dòng)規(guī)劃14.4規(guī)劃方法14.5時(shí)間、調(diào)度和資源15.第15章人工智能發(fā)展（2學(xué)時(shí)）【導(dǎo)讀案例】科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新的人類腦細(xì)胞15.1創(chuàng)新發(fā)展與社會(huì)影響15.2倫理與安全15.3人工智能的極限15.4人工智能架構(gòu)15.5人工智能的機(jī)遇與挑戰(zhàn)15.6未來的人工智能【課程學(xué)習(xí)總結(jié)】五、教學(xué)方法與手段?結(jié)合課前“導(dǎo)讀案例”閱讀、課文的課堂講授、課后習(xí)題點(diǎn)評(píng)討論等多種方式。?強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，通過實(shí)例解析加深理解。?鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索，培養(yǎng)自學(xué)能力。?鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮批判性思維，質(zhì)疑，拓展知識(shí)。六、考核方式專業(yè)課：?平時(shí)成績(jī)（作業(yè)、課堂參與等）：40%?期中考試：20%?期末考試：40%選修課：期末大作業(yè)：課程學(xué)習(xí)總結(jié)七、選用教材?周蘇等主編，《人工智能通識(shí)教程》（第2版），清華大學(xué)出版社，2024。八、教學(xué)進(jìn)度安排序號(hào)校歷周次章節(jié)（或?qū)嶒?yàn)、習(xí)題課等）名稱與內(nèi)容學(xué)時(shí)教學(xué)方法課后作業(yè)布置11第1章思考的工具2導(dǎo)讀案例課文知識(shí)作業(yè)22第2章定義人工智能（1）233第2章定義人工智能（2）244第3章大數(shù)據(jù)與人工智能25