《人工智能導(dǎo)論》全套教案

第三章機(jī)器學(xué)習(xí)課題名稱：機(jī)器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)過(guò)程：課程名稱人工智能導(dǎo)論教學(xué)內(nèi)容機(jī)器學(xué)習(xí)學(xué)時(shí)6課時(shí)翻轉(zhuǎn)課時(shí)第1、3、5、6課時(shí)教學(xué)環(huán)境多媒體教室教學(xué)方法情境教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講練結(jié)合法、小組討論教學(xué)法一、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的一個(gè)分支，也是人工智能的一種實(shí)現(xiàn)方法。它從樣本數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)得到知識(shí)和規(guī)律，然后用于實(shí)際的推斷和決策。它和普通程序的一個(gè)顯著區(qū)別是需要樣本數(shù)據(jù)，是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法。傳統(tǒng)的機(jī)器工作的模式是程序員向機(jī)器輸入一連串指令（也可以理解為代碼），然后機(jī)器按照這些指令一步一步的執(zhí)行下去，程序的執(zhí)行結(jié)果往往是可以預(yù)料的。這種邏輯在機(jī)器學(xué)習(xí)里面是行不通的，機(jī)器學(xué)習(xí)的過(guò)程是指向機(jī)器（實(shí)質(zhì)是機(jī)器學(xué)習(xí)算法）輸入數(shù)據(jù)，然后機(jī)器根據(jù)數(shù)據(jù)返還結(jié)果，這些結(jié)果是機(jī)器通過(guò)數(shù)據(jù)自我學(xué)習(xí)得到的，學(xué)習(xí)的過(guò)程通過(guò)算法完成。二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)了解機(jī)器學(xué)習(xí)的概念、發(fā)展、范圍掌握機(jī)器學(xué)習(xí)的常用方法理解機(jī)器學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)1、能夠聯(lián)系實(shí)際生活，列舉出機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用。2、能夠使用簡(jiǎn)單的機(jī)器學(xué)習(xí)方法分析生活中的問(wèn)題。三、教學(xué)重點(diǎn)機(jī)器學(xué)習(xí)的概念機(jī)器學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)四、教學(xué)難點(diǎn)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法機(jī)器學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)五、課前任務(wù)設(shè)計(jì)思考：第一、二節(jié)課:閱讀案例人工智能之機(jī)器學(xué)習(xí)（1）自學(xué)成才——AlphaGo（2）汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)——Apollo（3）推薦系統(tǒng)——Amazon（4）金融風(fēng)控系統(tǒng)——京東金融風(fēng)控2、查閱一個(gè)關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例。3、查閱國(guó)內(nèi)開(kāi)放的機(jī)器學(xué)習(xí)開(kāi)放平臺(tái)，并注冊(cè)查閱相應(yīng)的應(yīng)用案例數(shù)據(jù)。第五、六節(jié)課：1、查閱相關(guān)資料，找出對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展有重要貢獻(xiàn)的人物，并簡(jiǎn)要說(shuō)明他們的研究成果。2、查閱資料，了解圖靈及其生平，并找出最近5屆圖靈獎(jiǎng)獲得者以及他們獲獎(jiǎng)的研究方向。3、延伸閱讀：“從醒到睡”——生活中無(wú)處不在的機(jī)器學(xué)習(xí)。4、機(jī)器學(xué)習(xí)未來(lái)將如何影響我們的生活，又有哪些隱患呢？六、授課過(guò)程一、二節(jié)案例引入（1）自學(xué)成才——AlphaGo（2）汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)——Apollo（3）推薦系統(tǒng)——Amazon（4）金融風(fēng)控系統(tǒng)——京東金融風(fēng)控知識(shí)歸納機(jī)器學(xué)習(xí)：機(jī)器學(xué)習(xí)是用計(jì)算機(jī)程序模擬人的學(xué)習(xí)能力，從實(shí)際例子中學(xué)習(xí)得到知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，不斷改善性能，實(shí)現(xiàn)自我完善。機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的一個(gè)分支，也是人工智能的一種實(shí)現(xiàn)方法。它從樣本數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)得到知識(shí)和規(guī)律，然后用于實(shí)際的推斷和決策。它和普通程序的一個(gè)顯著區(qū)別是需要樣本數(shù)據(jù)，是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法。機(jī)器學(xué)習(xí)定義機(jī)器學(xué)習(xí)和人類學(xué)習(xí)的比較機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展：機(jī)器學(xué)習(xí)屬于人工智能中一個(gè)較為年輕的分支，可以大致分為以下三個(gè)發(fā)展歷程：第一階段：萌芽階段第二階段：發(fā)展階段第三階段：繁榮階段機(jī)器學(xué)習(xí)范圍：機(jī)器學(xué)習(xí)跟模式識(shí)別，統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘，計(jì)算機(jī)視覺(jué)，語(yǔ)音識(shí)別，自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域有著很深的聯(lián)系。機(jī)器學(xué)習(xí)與相關(guān)學(xué)科任務(wù)實(shí)施1、介紹AlphaGo大戰(zhàn)李世石的案例，播放百度Apollo無(wú)人駕駛車輛駛過(guò)港珠澳大橋的視頻、特斯拉無(wú)人駕駛宣傳視頻、新中國(guó)成立70周年閱兵無(wú)人機(jī)梯隊(duì)視頻，在亞馬遜網(wǎng)站瀏覽一件商品查看其推薦的相關(guān)商品。通過(guò)這些案例介紹讓學(xué)生相互討論，對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和接觸。然后讓學(xué)生查閱思考：（1）、查詢機(jī)器學(xué)習(xí)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用。（2）、查閱國(guó)家在人工智能領(lǐng)域的政策和方向（提示：百度無(wú)人駕駛技術(shù)、阿里巴巴城市大腦、騰訊智能醫(yī)療、科大訊飛語(yǔ)音識(shí)別）。最后教師總結(jié)，給出機(jī)器學(xué)習(xí)的定義，并介紹機(jī)器學(xué)期和人類學(xué)習(xí)的比較。2、介紹機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展歷程，并給出每一個(gè)階段的代表技術(shù)和事件。要求學(xué)生查閱資料，找到對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展有共享的人物和代表事件。并說(shuō)明其中有一段事件機(jī)器學(xué)習(xí)停滯不前的原因。最后教師使用時(shí)間軸方式總結(jié)機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展歷程。3、讓學(xué)生分別找出機(jī)器學(xué)習(xí)在模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域中的應(yīng)用。以此來(lái)介紹機(jī)器學(xué)習(xí)的范圍與其他學(xué)科的聯(lián)系。（