項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)（ 仿真模擬）

第8章人工智能之仿真模擬（生命游戲）教

學(xué)設(shè)計(jì)編制人：李亞奇編制時間：2019年1月24日星期四預(yù)計(jì)學(xué)時：3學(xué)時、工程描述?利用各種細(xì)胞自動機(jī)模擬復(fù)雜事物的演化過程問題引入與背景知識介紹30分鐘子任務(wù)1:自定義矩陣類30分鐘子任務(wù)2：打印生命矩陣30分鐘子任務(wù)3：實(shí)現(xiàn)方案45分鐘二、教學(xué)目標(biāo)說明：從“學(xué)習(xí)結(jié)果”的角度來描述教學(xué)目標(biāo)能掌握互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取和分析的基本數(shù)據(jù)處理流程，并能針對不同的網(wǎng)站結(jié)構(gòu)運(yùn)用已有開源框架進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的康威生命游戲規(guī)那么，能夠模擬生命繁殖演化的基本過程，讓用戶能在圖形界面上直觀的看到演化過程與結(jié)果。三、教學(xué)資源說明：盡量涉及感知、認(rèn)識、理解、操作四個層面的資源包括硬件資源及文本、PPT、短視頻、動畫、仿真等教學(xué)資源PPT（人工智能基礎(chǔ)8-1）例如life.py例如lifemat.py例如life?隨機(jī)初始化.py四、教學(xué)組織說明：教學(xué)組織設(shè)計(jì)包括如何分組、如何協(xié)調(diào)使用教學(xué)場地、如何協(xié)調(diào)課內(nèi)、課外教學(xué)如何分組須明確分組規(guī)那么與人數(shù)要求、小組各成員的職責(zé)如何協(xié)調(diào)使用教學(xué)場地：如完本錢模塊（任務(wù)）涉及多個教學(xué)場地的使用時，對場地和學(xué)生的安排如何協(xié)調(diào)課內(nèi)、課外教學(xué)包括明確課內(nèi)教學(xué)任務(wù)與課前、課后學(xué)習(xí)任務(wù)的關(guān)系課內(nèi)：開發(fā)生命游戲，讓“仿真生物”生存于計(jì)算機(jī)上，在計(jì)算機(jī)上生存、死亡，從而模擬生命的演化，通過計(jì)算機(jī)的模擬，了解生命在一定規(guī)那么下，開始條件對最終結(jié)果的影響。課前任務(wù)：了解鏈?zhǔn)胶途仃嚨葦?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；了解生命的演進(jìn)以及仿真模擬等知識。課后任務(wù)：對生命游戲做進(jìn)一步的改進(jìn)。五、教學(xué)過程

階段工程教學(xué)過程學(xué)生學(xué)的活動教師教的活動課時（分鐘）1專工程描述理解工程的整體內(nèi)容生命游戲的背景知識介紹5知識準(zhǔn)備細(xì)胞自動機(jī)介紹細(xì)胞自動機(jī)的迭代原那么10二維列表1.介紹二維列表（即矩陣）5分析問題.鄰居單元格數(shù)量的計(jì)算.鄰居單元格邊緣情況的處理102工程實(shí)施子任務(wù)1:自定義矩陣類創(chuàng)立了一個二維生命矩陣類該子任務(wù)有2個難點(diǎn)需要跟學(xué)生解釋：.初始化函數(shù)_init_使用了循環(huán)迭代的方法來創(chuàng)立了二維生命矩陣分析基本方法.使用了變長參數(shù)列表功能30子任務(wù)2：打印生命矩陣了解Matplotlib模塊中的scatter方法，并掌握散點(diǎn)圖的畫法。該子任務(wù)有以下幾點(diǎn)需要跟學(xué)生解釋：.系列點(diǎn)列表的初始化；.繪制圖案的刷新；.繪制點(diǎn)參數(shù)的設(shè)定；.坐標(biāo)軸取值范圍的設(shè)定。30子任務(wù)3：實(shí)現(xiàn)方案.了解功能的要求.按教師分析自己動手完成程序的功能與調(diào)試.在調(diào)試過程中理解如何用迭代的方法創(chuàng)立生命矩陣和鄰居矩陣。該子任務(wù)有以下幾點(diǎn)需要跟學(xué)生解釋：.生命矩陣的初始化；.邊緣問題如何解決；.如何控制代際迭代的演變速度。30思考與練習(xí)生命游戲能否演化成真實(shí)的生命形態(tài)呢？通過生命游戲做拓展思維，現(xiàn)在的人工智能距離圖靈測試還有多遠(yuǎn)，其中有哪些核心問題還未克服？53工程總結(jié)工程學(xué)習(xí)小結(jié)歸納通過該工程所取得的學(xué)習(xí)成果。?引導(dǎo)學(xué)生自我歸納通過該項(xiàng)目所取得的新的學(xué)習(xí)：變長參數(shù)列表和matplotlib模塊的使用。5提出新的改進(jìn)需求.增加對程序的控制.隨機(jī)漫步引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)新的需求改進(jìn)算法。5六、