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文檔簡(jiǎn)介
1、人工智能應(yīng)用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)課程代碼課程性質(zhì)課程類型計(jì)劃學(xué)時(shí)專業(yè)核心課職業(yè)能力與素質(zhì)48一、課程定位與目標(biāo)(一)課程定位人工智能應(yīng)用技術(shù)是一門(mén)綜合性前沿學(xué)科,是信號(hào)與系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中“職業(yè)能力與素質(zhì)” 模塊中的一門(mén)專業(yè)核心課。培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力、軟件開(kāi)發(fā)能力、硬件開(kāi)發(fā)能力、數(shù)字信號(hào)處理能力、機(jī)器算法能力以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法能力。先修課程: C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、Java程序設(shè)計(jì)、Android編程、Linux操作系統(tǒng)、嵌入式技術(shù)與應(yīng)用。后續(xù)課程: 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)(二)課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,使學(xué)生掌握人工智能技術(shù)的基本原理;了解啟發(fā)式搜索策略
2、、與或圖搜索問(wèn)題、謂詞邏輯與歸結(jié)原理、知識(shí)表示、不確定性推理方法、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)等目前人工智能的主要研究領(lǐng)域的原理、方法和技術(shù);增強(qiáng)學(xué)生的邏輯思維與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑸榻窈笤诟髯灶I(lǐng)域開(kāi)拓高水平的人工智能技術(shù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)理念與思路(一)設(shè)計(jì)理念1以職業(yè)教育模式為中心,突出教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位。教師的教授應(yīng)以學(xué)生為主體,以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心進(jìn)行課程教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)。2注重學(xué)生的素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課,要緊緊扣住技術(shù)應(yīng)用這一主線,進(jìn)行課程內(nèi)容的改革,幫助學(xué)生“學(xué)其所用,用其所學(xué)”。3課程設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了職業(yè)性、實(shí)踐性和開(kāi)放性的要求體現(xiàn)職業(yè)崗位的
3、能力要求,使課程設(shè)計(jì)與職業(yè)崗位能力緊密對(duì)應(yīng)。讓企業(yè)參與到專業(yè)建設(shè)及課程設(shè)置的各個(gè)環(huán)節(jié)中,在校企合作中創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。(二)設(shè)計(jì)思路1理解和記憶算法基本結(jié)構(gòu)在整個(gè)課程所涉及的教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過(guò)程中都按照“算法基本結(jié)構(gòu)的理解和記憶-簡(jiǎn)單C+程序算法設(shè)計(jì)-上機(jī)調(diào)試程序技能訓(xùn)練-實(shí)際應(yīng)用”這條主線來(lái)進(jìn)行。也就是說(shuō)對(duì)人工智能的各種算法主要內(nèi)容的學(xué)習(xí),以理解加記憶為主,通過(guò)上機(jī)調(diào)試程序加深理解和記憶;要求學(xué)生熟記常用的典型算法。2熟練上機(jī)調(diào)試技能,靈活掌握編程技巧本課程安排有多媒體理論課和上機(jī)實(shí)踐課,理論課力求讓學(xué)生掌握編程基本思想;上機(jī)課通過(guò)編輯程序、運(yùn)行程序、查看程序結(jié)果,改正程序錯(cuò)誤再運(yùn)行、觀察結(jié)果
4、等方法掌握編程技能。本課程是一個(gè)實(shí)踐操作很強(qiáng)的課程,要求學(xué)生熟練根據(jù)各種錯(cuò)誤信息提示迅速解決程序中出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤。加強(qiáng)編程邏輯思維能力的鍛煉,力求讓學(xué)生能夠掌握靈活的編程技巧。3以賽促學(xué)建議學(xué)生在學(xué)習(xí)完本課程后參加各類人工智能相關(guān)的技能大賽,通過(guò)這種方式起到“以賽促學(xué)”的目的。4“活動(dòng)導(dǎo)向設(shè)計(jì)”的教學(xué)方法在課程教學(xué)中融入案例教學(xué)法、啟發(fā)教學(xué)法、互動(dòng)式教學(xué)法等多種教學(xué)方法的組合。適時(shí)選用提問(wèn)、討論等生動(dòng)花樣的形式,營(yíng)造師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍。5 注重過(guò)程考核考核方式突出“四個(gè)注重”??己藘?nèi)容“注重”能力,考核形式“注重”多樣化,考核評(píng)價(jià)“注重”過(guò)程,考核機(jī)制“注重”多種獎(jiǎng)勵(lì)。注重過(guò)程考核,
5、堅(jiān)持全面評(píng)價(jià),強(qiáng)調(diào)知行統(tǒng)一,對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)起到積極作用。三、典型工作任務(wù)根據(jù)職業(yè)崗位的需求,總結(jié)歸納如下典型工作任務(wù):(一)基于謂詞邏輯的機(jī)器推理1.一階謂詞邏輯2.歸結(jié)演繹推理3.應(yīng)用歸結(jié)原理求取問(wèn)題答案(二)圖搜索技術(shù)1. 狀態(tài)圖搜索2. 與或圖搜索3. 博弈樹(shù)搜索(三)產(chǎn)生式系統(tǒng) 產(chǎn)生式規(guī)則 產(chǎn)生式系統(tǒng)3. 產(chǎn)生式與或圖搜索(四)知識(shí)表示1. 知識(shí)及其表示2框架3語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)(五)不確定性推理方法 1不確定性及其類型2. 不確定性知識(shí)的表示(六)專家系統(tǒng)1. 專家系統(tǒng)的概念2. 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3. 專家系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展4. 專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5. 專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與環(huán)境四、具體教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)
6、目標(biāo)1. 掌握人工智能的發(fā)展概況,人工智能研究的課題種類。2. 掌握歸結(jié)演繹推理。3. 掌握與或圖的啟發(fā)式搜索算法。4. 掌握Herbrand 定理 。5. 掌握產(chǎn)生式表示、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示。6. 掌握論證理論。7. 掌握專家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與使用。8. 掌握常用的機(jī)器學(xué)習(xí)的方式。(二)能力目標(biāo)1. 對(duì)不確定性推理方法之證據(jù)理論;機(jī)器學(xué)習(xí)(機(jī)器學(xué)習(xí)概論、實(shí)例學(xué)習(xí)、基于解釋的學(xué)習(xí)、決策樹(shù)學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí))有很好的理解。2. 理解人工智能研究的發(fā)展和基本原則;知識(shí)原則、知識(shí)表示的作用、功能、性能;自動(dòng)規(guī)劃技術(shù)的新進(jìn)展,人工智能的最新進(jìn)展和面臨的挑戰(zhàn)。3. 會(huì)編寫(xiě)高級(jí)搜索算法。(三)素質(zhì)目標(biāo)1具有良好的協(xié)調(diào)
7、工作,團(tuán)隊(duì)精神和組織管理能力。2具有提出問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。3具有吃苦耐勞和良好的抗壓心理素質(zhì)。4較強(qiáng)的自我知識(shí)技術(shù)更新能力。五、課程內(nèi)容和要求序號(hào)工作任務(wù)學(xué)習(xí)要求活動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)1基于謂詞邏輯的機(jī)器推理文法和語(yǔ)言子任務(wù)1:一階謂詞邏輯 。子任務(wù)2:歸結(jié)演繹推理 。子任務(wù)3:應(yīng)用歸結(jié)原理求取問(wèn)題答案。子任務(wù)4:歸結(jié)策略子任務(wù)5:Horn 子句歸結(jié)與邏邏程序。子任務(wù)6:非歸結(jié)演繹道理。1.會(huì)判斷狀態(tài)并根據(jù)狀態(tài)確定搜索狀態(tài);2.掌握運(yùn)用與或圖搜索;3.了解狀態(tài)圖、與或圖問(wèn)題求解活動(dòng)一:一階謂詞邏輯表示法?;顒?dòng)二:歸結(jié)演繹推理的邏輯基礎(chǔ)?;顒?dòng)三:應(yīng)用歸結(jié)原理求取問(wèn)題答案的步驟?;顒?dòng)四:幾種常
8、見(jiàn)的歸結(jié)策略。活動(dòng)五:horn語(yǔ)句歸結(jié)原理的C+實(shí)現(xiàn)。活動(dòng)六:非歸結(jié)演繹推理。82圖搜索技術(shù)子任務(wù)1:狀態(tài)圖搜索子任務(wù)2:與或圖搜索子任務(wù)3:博弈樹(shù)搜索1.會(huì)判斷狀態(tài)并根據(jù)狀態(tài)確定搜索狀態(tài);2.掌握運(yùn)用與或圖搜索;3.了解狀態(tài)圖、與或圖問(wèn)題求解活動(dòng)一:狀態(tài)圖搜索狀態(tài)空間表示?;顒?dòng)二:狀態(tài)圖常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法。活動(dòng)三:與或圖搜索實(shí)例AO算法?;顒?dòng)四:與或圖問(wèn)題求解?;顒?dòng)五:博弈樹(shù)搜索算法。63產(chǎn)生式系統(tǒng)子任務(wù)1:產(chǎn)生式規(guī)則子任務(wù)2:產(chǎn)生式系統(tǒng)子任務(wù)3:產(chǎn)生式與或圖搜索1.理解產(chǎn)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并且會(huì)在程序設(shè)計(jì)中,針對(duì)不同需求靈活運(yùn)用算法;2.理解產(chǎn)生式系統(tǒng);3.掌握與或式產(chǎn)生系統(tǒng);活動(dòng)一:產(chǎn)生式表示法
9、?;顒?dòng)二:產(chǎn)生式系統(tǒng)設(shè)計(jì)?;顒?dòng)三:對(duì)于與或圖的搜索,產(chǎn)生式系統(tǒng)的任務(wù)。84知識(shí)表示 子任務(wù)一:知識(shí)及其表示子任務(wù)二:框架子任務(wù)三:語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)1. 了解知識(shí)表示的概念;2. 理解框架;3. 熟練使用框架;4. 掌握方法的定義、特點(diǎn)、作用。活動(dòng)一:知識(shí)及其表示?;顒?dòng)二:主流框架簡(jiǎn)介。活動(dòng)三:語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)分析常見(jiàn)步驟?;顒?dòng)四:語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示方法。85不確定性推理方法子任務(wù)1:不確定性及其類型子任務(wù)2:不確定性知識(shí)的表示1.掌握不確定性及其類型;2.了解不確定性知識(shí)的表示?;顒?dòng)一:不確定性類型的具體表現(xiàn)以及常見(jiàn)算法?;顒?dòng)二:不確定型知識(shí)表示。86開(kāi)發(fā)專家系統(tǒng)子任務(wù)1:清楚開(kāi)發(fā)流程。子任務(wù)2:掌握開(kāi)發(fā)技巧子任務(wù)
10、3:復(fù)習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)1. 了解專家系統(tǒng)的概念2. 清楚專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3. 專家系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展4. 掌握專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5. 專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與環(huán)境活動(dòng)一:開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建,正確配置IDE?;顒?dòng)二:需求分析?;顒?dòng)三:模塊設(shè)計(jì)?;顒?dòng)四:算法實(shí)現(xiàn)?;顒?dòng)五:交叉學(xué)科探討。10六、實(shí)施建議(一)教材編寫(xiě)或選擇1.盡可能根據(jù)本課程標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)或選擇教材。如果選擇教材,鑒于本課程教材種類繁多,而且不乏規(guī)劃教材和優(yōu)秀教材,可根據(jù)學(xué)院教學(xué)實(shí)際,建議本課程使用已有的規(guī)劃教材或優(yōu)秀教材。2.教材應(yīng)充分體現(xiàn)任務(wù)引領(lǐng)、實(shí)踐導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì)思想,力求“做中學(xué)、學(xué)中做”。3.教材應(yīng)將本專業(yè)職業(yè)活動(dòng),分解成若干典型的工作項(xiàng)目,按完成工作
11、項(xiàng)目的需要和實(shí)踐操作規(guī)程,結(jié)合企業(yè)的實(shí)際開(kāi)發(fā)組織教材內(nèi)容。4.教材應(yīng)圖文并茂,實(shí)例講解步驟清晰,內(nèi)容精煉、準(zhǔn)確、科學(xué),便于學(xué)生自學(xué)。5.教材內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)先進(jìn)性、通用性、實(shí)用性,要將本專業(yè)新技術(shù)、新技能、新設(shè)備及時(shí)地納入教材,使教材更貼近本專業(yè)的發(fā)展和實(shí)際需要。6.教材中的活動(dòng)設(shè)計(jì)要針對(duì)高職學(xué)生的特點(diǎn),內(nèi)容要具體,并具有可操作性。(二)教學(xué)實(shí)施建議1.采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式。教,在內(nèi)容上,強(qiáng)調(diào)少而精,針對(duì)企業(yè)實(shí)際需要,拓寬學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域;學(xué),采用引而不發(fā)和舉一反三的啟發(fā)式教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)興趣和需要而主動(dòng)學(xué)習(xí);做,針對(duì)學(xué)生上機(jī)實(shí)踐中碰到的問(wèn)題,我們采用的方針是從思路上去引導(dǎo),讓學(xué)生學(xué)
12、會(huì)自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。2.在課堂教學(xué)之外,還應(yīng)多渠道延伸課堂教學(xué)。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,利用網(wǎng)絡(luò)媒介作為課堂的延伸已經(jīng)成為一種必然。除了在校園網(wǎng)上為每位任課教師開(kāi)辟教學(xué)專區(qū)使其能將課件、程序、電子教案共享外。同時(shí)在計(jì)算機(jī)系網(wǎng)站中開(kāi)辟人工智能應(yīng)用技術(shù)的在線討論區(qū),由任課教師輪流在每周固定時(shí)間在線答疑。 (2)組織人員編寫(xiě)題庫(kù) 力求試題規(guī)范化的同時(shí),為課上“吃不飽“的學(xué)生提供更多的挑戰(zhàn)自我的機(jī)會(huì)。 (3)人工智能應(yīng)用技術(shù)大賽 以比賽為契機(jī),發(fā)現(xiàn)人工智能的優(yōu)秀苗子,為進(jìn)一步的人才培養(yǎng)作準(zhǔn)備,同時(shí)給學(xué)生一個(gè)展現(xiàn)自我技術(shù)才能的舞臺(tái)。(三)課程資源開(kāi)發(fā)與利用建議1.建立和維護(hù)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室,結(jié)合企業(yè)工作過(guò)程,開(kāi)發(fā)項(xiàng)目化教學(xué)平臺(tái),提高學(xué)生實(shí)踐操作能力。2.積極申報(bào)本課程的精品課程項(xiàng)目,加強(qiáng)教學(xué)資源建設(shè),充分發(fā)
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