信息技術(shù)（裝備制造類） 教案 信息技術(shù)（裝備制造類） 教案 第3章 人工智能

《信息技術(shù)（裝備制造類）》課程教案課題：人工智能教學(xué)目的：掌握人工智能的基本概念、發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢(shì)，了解其在傳統(tǒng)行業(yè)中的典型應(yīng)用以及國(guó)家新一代人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)的相關(guān)內(nèi)容。理解計(jì)算機(jī)視覺(jué)的基本任務(wù)、常見(jiàn)應(yīng)用以及機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與應(yīng)用。了解語(yǔ)音處理的常用技術(shù)及其在實(shí)際中的應(yīng)用。掌握自然語(yǔ)言處理的概念、應(yīng)用以及知識(shí)圖譜的相關(guān)知識(shí)。理解智能機(jī)器人的概念，了解工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人以及自動(dòng)駕駛汽車的應(yīng)用。掌握機(jī)器學(xué)習(xí)的分類及常用算法。理解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)的基本概念，包括神經(jīng)元模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)。了解人工智能發(fā)展中的倫理與法律問(wèn)題，包括倫理問(wèn)題和法律問(wèn)題的具體內(nèi)容。課型：新授課課時(shí)：本章安排8個(gè)課時(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的基本概念和常用算法，理解計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音處理和自然語(yǔ)言處理的應(yīng)用場(chǎng)景。教學(xué)難點(diǎn)：難點(diǎn)：深入理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（尤其是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)）的工作原理及其在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程：教學(xué)形式：講授課，教學(xué)組織采用課堂整體講授和分組演示。教學(xué)媒體：采用啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方法。教學(xué)手段采用多媒體課件、視頻等媒體技術(shù)。板書(shū)設(shè)計(jì)：本課標(biāo)題人工智能課次4授課方式理論課□討論課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排8學(xué)分共2分授課對(duì)象普通高等院校學(xué)生任課教師教材及參考資料1.《信息技術(shù)（裝備制造類）》；電子工業(yè)出版社。2.本教材配套視頻教程及學(xué)習(xí)檢查等資源。3.與本課程相關(guān)的其他資源。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法及教學(xué)手段課程引入在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，人工智能（AI）已經(jīng)成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新的核心力量。從自動(dòng)駕駛汽車到智能家居，從醫(yī)療診斷到金融服務(wù)，人工智能的應(yīng)用無(wú)處不在。它不僅改變了我們的生活方式，還為企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。人工智能的發(fā)展歷程充滿了挑戰(zhàn)與突破，從早期的符號(hào)主義到現(xiàn)代的深度學(xué)習(xí)，技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了AI從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用。然而，隨著AI技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也帶來(lái)了倫理和法律方面的諸多問(wèn)題，如隱私保護(hù)、算法偏見(jiàn)等。這些問(wèn)題需要我們?cè)诩夹g(shù)發(fā)展的同時(shí)，加以重視和解決。參考以下形式：1.銜接導(dǎo)入2.懸念導(dǎo)入3.情景導(dǎo)入4.激疑導(dǎo)入5.演示導(dǎo)入6.實(shí)例導(dǎo)入7.其他形式3.1人工智能概述3.1.1人工智能的基本概念1.人工智能的定義人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。2.圖靈測(cè)試3.人工智能能力分類3.1.2人工智能的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢(shì)1.人工智能的三次浪潮2.人工智能的未來(lái)3.1.3人工智能在傳統(tǒng)行業(yè)中的典型應(yīng)用1.人工智能產(chǎn)業(yè)鏈2.人工智能在各行業(yè)中的典型應(yīng)用（1）智能家居與個(gè)人助理。（2）智能安防。（3）智慧醫(yī)療。（4）電商零售。（5）智能金融。（6）智慧教育。（7）智能客服。（8）智能制造。（9）自動(dòng)駕駛。3.1.4國(guó)家新一代人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)3.2計(jì)算機(jī)視覺(jué)3.2.1計(jì)算機(jī)視覺(jué)基本任務(wù)1.圖像分類2.目標(biāo)檢測(cè)3.語(yǔ)義分割4.實(shí)例分割5.目標(biāo)跟蹤3.2.2計(jì)算機(jī)視覺(jué)常見(jiàn)應(yīng)用1.光學(xué)字符識(shí)別及其應(yīng)用2.人臉識(shí)別及其應(yīng)用3.人體分析及其應(yīng)用3.2.3機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與應(yīng)用3.3語(yǔ)音處理3.3.1語(yǔ)音處理常用技術(shù)1.語(yǔ)音合成2.語(yǔ)音識(shí)別3.語(yǔ)音分析4.語(yǔ)音增強(qiáng)3.3.2語(yǔ)音處理的應(yīng)用1.語(yǔ)音合成應(yīng)用2.語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用3.4自然語(yǔ)言處理3.4.1自然語(yǔ)言處理的概念3.4.2自然語(yǔ)言處理的應(yīng)用1.機(jī)器翻譯2.垃圾郵件分類3.信息抽取4.文本情感分析5.智能問(wèn)答6.個(gè)性化推薦3.4.3知識(shí)圖譜及其應(yīng)用1.信用卡申請(qǐng)反欺詐圖譜2.企業(yè)知識(shí)圖譜3.交易知識(shí)圖譜4.反洗錢知識(shí)圖譜5.信貸/消費(fèi)貸知識(shí)圖譜6.內(nèi)控知識(shí)圖譜3.5智能機(jī)器人3.5.1智能機(jī)器人的概念1.智能機(jī)器人的定義機(jī)器人原指一些類似人的功能的機(jī)械電子裝置或者自動(dòng)化裝置，具有感知功能、執(zhí)行功能、可編程功能。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，作為人造的機(jī)器或者機(jī)械電子裝置機(jī)器人演變成了能夠自主感知環(huán)境、自主邏輯判斷、自主控制執(zhí)行和自主學(xué)習(xí)的機(jī)器，即智能機(jī)器人。通常認(rèn)為，感覺(jué)要素、反應(yīng)要素和思考要素是智能機(jī)器人的三要素。2.智能機(jī)器人的分類（1）按智能程度分類。智能機(jī)器人根據(jù)其智能程度的不同，可分為傳感型、交互型、自主型智能機(jī)器人三類。傳感型智能機(jī)器人又稱外部受控機(jī)器人，機(jī)器人的本體上沒(méi)有智能單元，只有執(zhí)行機(jī)構(gòu)（2）按照形態(tài)分類。智能機(jī)器人按照形態(tài)可分為仿人智能機(jī)器人和擬物智能機(jī)器人。（3）按使用途徑分類。智能機(jī)器人也可按使用途徑分類，舉例如下。3.智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)3.5.2工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用1.在碼垛方面的應(yīng)用2.在焊接方面的應(yīng)用3.在裝配方面的應(yīng)用4.在檢測(cè)方面的應(yīng)用3.5.3服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用1.軍事領(lǐng)域2.醫(yī)療領(lǐng)域3.家庭服務(wù)3.5.4自動(dòng)駕駛汽車3.6機(jī)器學(xué)習(xí)3.6.1機(jī)器學(xué)習(xí)的分類1.有監(jiān)督學(xué)習(xí)2.無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)3.半監(jiān)督學(xué)習(xí)4.遷移學(xué)習(xí)3.6.2機(jī)器學(xué)習(xí)常用算法1.線性回歸2.支持向量機(jī)3.決策樹(shù)4.K-近鄰算法5.K均值聚類算法3.7人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)3.7.1神經(jīng)元模型3.7.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.7.3卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1.卷積2.池化3.全連接層5.常見(jiàn)激活函數(shù)3.7.4生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)1.GAN基本原理2.GAN應(yīng)用3.8人工智能倫理與法律問(wèn)題3.8.1人工智能發(fā)展中的倫理問(wèn)題1.隱私泄露問(wèn)題2.偏見(jiàn)問(wèn)題3.8.2人工智能發(fā)展中的法律問(wèn)題1.人格權(quán)的保護(hù)2.知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)3.數(shù)據(jù)財(cái)產(chǎn)的保護(hù)4.侵權(quán)責(zé)任的認(rèn)定5.機(jī)器人的法律主體地位1．教學(xué)以學(xué)生學(xué)習(xí)教材的基本內(nèi)容為主，系統(tǒng)全面地了解人工智能。2．整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，各教學(xué)點(diǎn)可根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行拓展知識(shí)的講解。本章小結(jié)：本章系統(tǒng)地介紹了人工智能的核心概念、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景以及面臨的倫理和法律問(wèn)題。首先，通過(guò)人工智能的基本概念、發(fā)展歷程和典型應(yīng)用，我們對(duì)AI的全貌有了初步的了解。隨后，詳細(xì)探討了計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音處理和自然語(yǔ)言處理等關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)是AI在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)。在智能機(jī)器人部分，我們介紹了工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人以及自動(dòng)駕駛汽車等應(yīng)用，展示了AI在工業(yè)自動(dòng)化和智能交通中的巨大潛力。機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)作為AI的核心技術(shù)，本章通過(guò)分類、常用算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等內(nèi)容，幫助學(xué)生深入理