《人工智能基础》-课程教学大纲
《人工智能基础》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码:16069703 课程名称:人工智能基础 英文名称:Introduction to Artificial Intelligenc e 课程类别:专业课 学时:3 学分:3 适用对象:计算机科学技术班 考核方式:考试 先修课程:《离散数学》、《数据结构》、《程序设计》 二 课程简介 本课程是为计算机科学与技术专业及相关专业本科生而设的专业课。本课程是关 于人工智能领域的引导性课程,目的是使学生了解和掌握人工智能的基本概念和方 法,为今后的更高级课程的学习、为将来在人工智能领域的进一步研究工作和软件实 践奠定良好的基础。本课程内容主要包括:知识表示方法和搜索推理技术,神经计算, 模糊计算,进化计算,人工生命,专家系统,机器学习,Agent,自然语言理解等。 This course introduces mainly the basic techniques and s and application of artificial intelligence, including the s of knowledge representation, the techniques of searching and reasoning, neural computation, fuzzy computation, evolutionary computation, Artificial Life, expert systems, machine learning, Agent, natural language understanding, et. 三、课程性质与教学目的 本课程是为计算机科学与技术专业及相关专业本科生开设的专业基础课,旨在向 学生传授人工智能基本技术、方法及其应用的知识,使学生对人工智能的发展概况、 基本原理和应用领域有初步了解,掌握人工智能的主要技术及应用,启发学生对人工 智能的兴趣,培养知识创新和技术创新能力,培养学生在计算机领域中应用人工智能 技术提高分析和解决较复杂问题的能力。通过学习,学生能够知道什么时候需要某种 合适的人工智能方法用于给定的问题,并能够选择适当的实现方法。 四、教学内容及要求 第。章绪论 (一)目的与要求 1. 重点掌握人工智能的定义。 2. 掌握人工智能的发展阶段。 3. 一般了解人工智能的主要研究范围和应用领域。 (二)教学内容 第一节什么是人工智能 1. 主要内容 (1)人工智能的定义 2. 基本概念和知识点 智能机器,人工智能的定义,人工智能的起源,人工智能的发展 融入点:回顾人工智能的发展历程及我国人工智能发展情况,彰显出 道路自信和制度自信。 3. 问题与应用(能力要求) 问题:为什么人工智能会在1956年才正式诞生? 要求学生学完本节后,能从学科和能力的角度深刻理解人工智能的定 义,初步了解人工智能的起源。 融入点:强调创新发展的意义。 第二节图灵测试和中文屋子问题 1. 主要内容 (1)图灵测试 (2)中文屋子 2. 基本概念和知识点 故事理解程序,智能,中文屋子,智能计算机的功能,符号处理系统。 融入点:强调创新的重要性 3. 问题与应用(能力要求) 问题:为什么能够用电脑模拟人脑智能? 要求学生完成本节学习后,要求学生学完本节后,了解人类认知活动 与计算机的比较关系,了解人类智能与人工智能的关系,基本了解智能 信息处理系统。 第三节人工智能的研究目标 1. 主要内容 主要讨论人工智能的研究与应用领域。 2. 基本概念和知识点 问题求解,逻辑推理,定理证明,自然语言理解,自动程序设计,机 器学习,专家系统,神经网络,机器人学,模式识别,机器视觉,智 能控制,智能检索,人工生命,人工智能的研究与应用领域计算智能 与进化计算 融入点:加入一些影视作品,加入AI技术对社会、经济、道德等方 面的影响,用案例和讨论的方式引发学生思考。比如,AI是否会像影 视作品中那样,最终代替人类甚至奴役人类? AI技术的普及能否引起 大面积失业? AI技术的最成功应用之一:刷脸支付,如果有人趁你 睡着或昏迷时刷你的脸怎么办?通过讨论这些问题,引导学生树立AI 技术由人开发,也只能服务于人的观念。 3. 问题与应用(能力要求) 问题:人工智能的主要研究和应用领域是什么?其中,哪些是新的研 究热点? 要求学生完成本节学习后,要求学生学完本节后,初步了解人工智能 的研究与应用领域。 (三)思考与实践 思考题1:为什么能够把人看做一个物理符号系统? 思考题2:你认为应从哪些层次对认知行为进行研究? 思考题3:人工智能能否超过人类智能? (四)教学方法与手段 借助多媒体课件采用集中面授的方式进行。 第一章搜索问题 (一)目的与要求 1. 通过讲授产生式系统的搜索策略,使学生了解用产生式系统求解问题 的过程中,几种搜索策略的方法。 2. 掌握A*算法的理论,并且能将A*算法用于实际求解。 (二)教学内容 第一节 1. 主要内容 (1)产生式系统的组成 (2)产生式系统的推理 (3)产生式系统举例 2. 基本概念和知识点 产生式系统的定义,产生式系统的组成,产生式系统的控制策略,正 向推理,逆向推理,双向推理,产生式系统推理 融入点:讲述中国在人工智能研究的背景和意义。 3. 问题与应用(能力要求) 问题1:产生式系统与规则演绎系统有什么区别? 问题2:规则演绎系统和产生式系统有哪几种推理方式?各自的特点为何? 要求学生完成本节学习后,掌握产生式系统的组成结构,通过实践掌握产 生式系统的设计和工作过程。 第二节 1. 主要内容 (1)回溯搜索策略的定义 (2)回溯搜索算法中的几个重要名词术语 (3)回溯搜索的一般过程 (4)回溯搜索方法例子-八数码问题 2. 基本概念和知识点 回溯搜索策略的定义,回溯搜索的一般过程,回溯搜索方法分析 融入点:分析回溯策略的缺点,提出改进策略,彰显理论自信。 3. 问题与应用(能力要求) 问题1:回溯搜索策略有解一定能找到解? 第三节 1. 主要内容 (1)图搜索策略的定义 (2)图搜索算法中的几个重要名词术语 (3)图搜索(GRAPHSEARCH)的一般过程 (4)图搜索方法分析 2. 基本概念和知识点 图搜索策略的定义,图搜索的一般过程,图搜索方法分析,搜索图与 搜索树 3. 问题与应用(能力要求) 问题:什么是图搜索过程?其中,重排OPEN表意味着什么,重排的原 则是什么?要求学生完成本节学习后,重点掌握图搜索一般策略,掌握 OPEN表和CLOSE表的构成及作用。 第四节 1. 主要内容 (1)宽度优先搜索 (2)深度优先搜索 (3)等代价搜索 2. 基本概念和知识点 宽度优先搜索的定义与特点,宽度优先搜索算法及分析,深度优先搜 索的定义与特点,含有深度界限的深度优先搜索算法,深度界限,等 代价搜索的定义,等代价