《人工智能》课程教学大纲
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《人工智能》课程教学大纲课程代码：H0404X课程名称：人工智能适用专业：计算机科学与技术专业及有关专业课程性质：本科生专业基础课﹙学位课﹚主讲教师：中南大学信息科学与工程学院智能系统与智能软件研究所蔡自兴教授总学时：40学时﹙课堂讲授36学时，实验教学4学时﹚课程学分：2学分预修课程：离散数学，数据结构一.教学目的和要求：通过本课程学习，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，对主要技术及应用有一定掌握，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。
人工智能涉及自主智能系统的设计和分析，与软件系统、物理机器、传感器和驱动器有关，常以机器人或自主飞行器作为例子加以介绍。
一个智能系统必须感知它的环境，与其它Agent和人类交互作用，并作用于环境，以完成指定的任务。
人工智能的研究论题包括计算机视觉、规划与行动、多Agent系统、语音识别、自动语言理解、专家系统和机器学习等。
这些研究论题的基础是通用和专用的知识表示和推理机制、问题求解和搜索算法，以及计算智能技术等。
此外，人工智能还提供一套工具以解决那些用其它方法难以解决甚至无法解决的问题。
这些工具包括启发式搜索和规划算法，知识表示和推理形式，机器学习技术，语音和语言理解方法，计算机视觉和机器人学等。
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。
二.课程内容简介人工智能的主要讲授内容如下：1.叙述人工智能和智能系统的概况，列举出人工智能的研究与应用领域。
2.研究传统人工智能的知识表示方法和搜索推理技术，包括状态空间法、问题归约法谓词逻辑法、语义网络法、盲目搜索、启发式搜索、规则演绎算法和产生式系统等。
3.讨论高级知识推理，涉及非单调推理、时序推理、和各种不确定推理方法。
4.探讨人工智能的新研究领域，初步阐述计算智能的基本知识，包含神经计算、模糊计算、进化计算和人工生命诸内容。
人工智能 课程大纲
人工智能课程大纲第一部分：介绍人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是目前信息技术领域的热门话题，它涉及到机器智能的发展和应用。
本课程旨在帮助学生了解人工智能的基本概念、原理和应用，使他们具备一定的人工智能技术应用能力。
第二部分：课程目标1. 掌握人工智能的基本概念和分类；2. 熟悉人工智能的代表性算法和技术；3. 具备人工智能技术的应用和实践能力；4. 培养学生的创新思维和问题解决能力。
第三部分：课程内容1. 人工智能发展历史和基本概念；2. 人工智能主要技术分类和代表性算法；3. 机器学习、深度学习和神经网络；4. 自然语言处理、图像识别和智能推荐；5. 人工智能在各领域的应用案例。
第四部分：教学方法1. 理论课堂教学：讲授人工智能的基本理论知识；2. 实践教学：通过编程实践，帮助学生掌握人工智能算法和技术；3. 项目案例分析：讲解人工智能在各个领域的应用案例，激发学生创新思维。
第五部分：考核方式1. 平时表现（包括课堂参与、作业完成情况等）占比30%；2. 期中考试占比30%；3. 期末项目实践占比40%。
第六部分：参考教材1. 《人工智能基础》；2. 《Python深度学习》；3. 《机器学习实战》；4. 《神经网络与深度学习》。
第七部分：教学团队本课程由具有丰富教学经验和人工智能实践经验的教师团队共同执教，以确保教学质量和效果。
结语通过本课程的学习，相信学生们能够全面了解人工智能的基本理论和应用技术，为未来在相关领域的发展和应用打下坚实的基础。
希望学生们能够主动参与课程学习和实践，不断提高自身的人工智能技术能力，为社会发展和创新贡献自己的力量。
2024人工智能教学大纲
包括树、图等，对于解决复杂问题有 很大帮助。
2024/1/26
10
03
机器学习
2024/1/26
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监督学习
线性回归
掌握线性回归的原理和 实现方法，理解损失函 数和优化算法。
逻辑回归
了解逻辑回归的原理和 应用场景，掌握其实现 方法。
。
2024/1/26
离散数学
包括集合论、图论、逻辑等，对于 理解和设计人工智能算法有很大帮 助。
最优化理论
包括梯度下降、牛顿法等优化算法 ，是训练机器学习模型的关键。
8
编程基础
01
02
03
Python编程
Python是人工智能领域最 常用的编程语言之一，需 要掌握基本的语法、数据 结构、函数等。
2024/1/26
C编程
对于需要高性能计算的应 用，C是一个重要的选择 ，需要掌握基本的语法、 指针、内存管理等。
Java编程
Java在大数据处理和分布 式计算中有广泛应用，需 要掌握基本的语法、面向 对象编程、异常处理等。
9
数据结构与算法
基本数据结构
包括数组、链表、栈、队列等，是编 程的基础。
高级数据结构
算法设计与分析
卷积神经网络的训练与调优
掌握卷积神经网络的训练方法和调优技巧，如数据增强、迁移学习、 模型融合等。
17
循环神经网络
循环神经网络基础
理解循环神经网络（RNN）的 基本原理和实现细节，包括循 环层、时间步长等概念。
长短期记忆网络（LSTM ）
掌握LSTM的原理和实现细节 ，了解其在处理序列数据中的 长期依赖问题方面的优势。
《人工智能》详细教学大纲
面向对象编程、模块与包、异常处理 、文件操作等高级特性。
数据结构与算法基础
基本数据结构
数组、链表、栈、队列、哈希表 等数据结构的实现和应用。
树与图
二叉树、红黑树、堆等树形结构， 图的表示和遍历算法。
常用算法
排序算法（如快速排序、归并排序 等）、查找算法（如二分查找等） 、动态规划等常用算法的原理和实 现。
循环神经网络（RNN）
优化算法与技巧
RNN的基本原理和实现方法，以及在序列 建模、自然语言处理等领域的应用。
梯度下降法、动量法、Adam等优化算法的 原理和实现方法，以及正则化、批归一化 等训练技巧。
04 自然语言处理技术与应用
词法分析、句法分析等自然语言处理技术
词法分析
研究单词的内部结构和构词规则 ，包括词性标注、词干提取、词
评估指标
轮廓系数、Calinski-Harabasz 指数等聚类评估指标，以及降
维后数据的可视化方法。
深度学习：神经网络原理及实践应用
神经网络基础
卷积神经网络（CNN）
感知机、多层感知机（MLP）、反向传播 算法等神经网络基础知识。
卷积层、池化层、全连接层等CNN组件的 原理和实现方法，以及在图像分类、目标 检测等领域的应用。
1 2
图像处理基础
像素、分辨率、色彩空间、图像变换等基本概念 。
计算机视觉概述
视觉感知、视觉计算模型、视觉任务分类等。
3
常用图像处理和计算机视觉库
OpenCV、PIL、Scikit-Image等。
目标检测、图像分割等视觉任务解决方法
01
目标检测方法
基于滑动窗口的方法、基于区域提议的方法（如R-CNN系列）、基于
人工智能详细教学大纲
人工智能详细教学大纲第一章：导论1.1 人工智能的定义和基本概念- 人工智能的定义和起源- 人工智能的发展历程1.2 人工智能的应用领域- 人工智能在医疗领域的应用- 人工智能在金融领域的应用- 人工智能在交通领域的应用第二章：机器学习基础2.1 机器学习的概述- 监督学习、无监督学习、强化学习的基本原理和区别- 机器学习的应用场景2.2 数据预处理- 缺失值处理- 异常值检测与处理- 特征选择与降维2.3 常见的机器学习算法- 逻辑回归- 决策树- 支持向量机- 集成学习第三章：深度学习3.1 深度学习的原理与应用- 深度学习的发展历程- 神经网络的基本结构和工作原理3.2 常用的深度学习框架- TensorFlow- PyTorch- Keras3.3 深度学习的应用案例- 图像分类与识别- 自然语言处理- 人脸识别第四章：自然语言处理4.1 自然语言处理的基础知识- 词向量表示- 语法分析和语义分析4.2 文本分类与情感分析- 文本特征提取- 文本分类算法4.3 机器翻译与问答系统- 神经机器翻译- 阅读理解模型第五章：计算机视觉5.1 计算机视觉的基本概念- 图像处理与特征提取- 目标检测与图像分割5.2 图像识别与物体识别- 卷积神经网络（CNN）- 目标检测算法（如YOLO、Faster R-CNN）5.3 视觉生成与图像风格迁移- 生成对抗网络（GAN）- 图像风格迁移算法第六章：人工智能伦理与法律6.1 人工智能的伦理问题- 隐私与数据安全- 就业与职业变革- 人工智能的道德问题6.2 人工智能的法律问题- 数据保护法与隐私权- 人工智能专利与知识产权- 算法歧视与公平性第七章：人工智能未来发展趋势7.1 人工智能的挑战和机遇- 人工智能的挑战与限制- 人工智能带来的机遇与可能性7.2 人工智能与人类的关系- 人工智能助力人类创新与发展- 人工智能对就业和教育的影响总结与展望本教学大纲全面介绍了人工智能的基本概念、机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等领域的基础知识与应用。
2024版《人工智能》课程教学大纲
计算机体系结构
理解计算机硬件组成、操 作系统及基本工作原理。
数据结构与算法
掌握基本数据结构（如数 组、链表、栈、队列等） 和常用算法（如排序、查 找等）。
计算机网络
了解网络协议、网络架构 及网络安全等基础知识。
数学基础
线性代数
掌握向量、矩阵、线性方程组等基本概念和运算。
概率论与数理统计
理解概率分布、随机变量、数理统计等基本概念 和方法。
介绍神经网络优化的一些常用方 法，如梯度下降、动量法、
Adam等优化算法的原理和应用。
卷积神经网络（CNN）
卷积层
池化层
讲解卷积层的工作原理和实 现方法，包括卷积核、步长、 填充等概念。
介绍池化层的作用和实现方 法，包括最大池化、平均池 化等。
CNN模型
介绍一些经典的CNN模型， 如LeNet-5、AlexNet、 VGGNet、GoogLeNet、 ResNet等，并分析其网络结 构和特点。
无监督学习
K-均值聚类
层次聚类
将数据划分为K个簇，使得同一簇内的数据尽 可能相似，不同簇间的数据尽可能不同。
通过不断将数据点或已有簇合并成新的簇， 直到满足某种停止条件。
主成分分析（PCA）
自编码器
通过线性变换将原始数据变换为一组各维度 线性无关的表示，可用于高维数据的降维。
一种神经网络结构，通过编码器和解码器对 输入数据进行压缩和重构，实现特征提取和 降维。
句ห้องสมุดไป่ตู้分析技术
短语结构分析
识别句子中的短语结构，如名词短语、动词短语等。
依存关系分析
分析句子中单词之间的依存关系，如主谓关系、动宾关系等。
句法树构建
根据短语结构和依存关系构建句子的句法树，表示句子的结构信 息。
人工智能课程教学大纲
人工智能课程教学大纲大纲：人工智能课程教学1. 简介- 介绍人工智能课程的重要性和普及程度- 解释人工智能的定义和应用领域2. 目标- 培养学生对人工智能的基本了解和认识- 培养学生分析和解决实际问题的能力- 引导学生思考人工智能对社会的影响3. 课程设计- 课程时长和学时安排- 教学方法和教学资源- 课程内容和模块划分4. 课程内容- 人工智能的历史和发展- 人工智能的基本概念和原理- 机器学习和深度学习算法- 自然语言处理和计算机视觉- 人工智能在各行业的应用案例5. 教学方式- 理论教学：通过讲解基本概念和原理，使学生理解人工智能的基本知识。
- 实践项目：组织学生参与实际项目，加深对人工智能算法和技术的理解和应用能力。
- 讨论和案例分析：通过讨论和分析真实案例，引导学生思考人工智能对社会的影响和伦理问题。
6. 评估方式- 考试：通过笔试和编程作业考察学生对人工智能基本概念和算法的掌握程度。
- 项目评估：评估学生在实践项目中的表现和能力发展情况。
- 讨论参与度：评估学生在课堂讨论和案例分析中的积极参与程度。
7. 教学资源- 教材：建议使用经典的人工智能教材，如《人工智能：一种现代的方法》。
- 在线资源：推荐学生使用在线资源，如人工智能开放平台、论坛和课程网站。
8. 参考文献- 列举相关的研究论文、教材和在线资源，供学生进一步学习和深入研究。
9. 结语- 强调人工智能课程的重要性和发展前景- 鼓励学生积极参与课程学习和实践项目以上是《人工智能课程教学大纲》的内容，通过系统的课程设计和教学方法，旨在培养学生对人工智能的基本了解和应用能力。
教学大纲涵盖了人工智能的基本概念、算法和应用案例，并通过理论教学、实践项目和讨论分析等方式，引导学生思考人工智能对社会的影响和伦理问题。
希望学生能够通过这门课程，掌握人工智能的基本知识，培养解决实际问题的能力，并为未来的发展和创新做出贡献。
人工智能课程教学大纲-2024鲜版
卷积神经网络在图像处理中的应用
2024/3/27
卷积层与池化层
解释卷积层如何通过卷积核提取图像特征，池化层如何降低数据 维度，减少计算量。
经典卷积神经网络结构
介绍LeNet-5、AlexNet、VGGNet等经典卷积神经网络的结构和 特点。
图像分类与目标检测
阐述卷积神经网络在图像分类和目标检测任务中的应用，包括数据 集、评估指标等。
目标检测
讲解目标检测的任务和方法，包括基于滑动窗口的目标检测、基于区域提议的目标检测等 ，以及常见的目标检测算法，如R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN等。
图像分割
介绍图像分割的概念和方法，包括基于阈值的分割、基于边缘的分割、基于区域的分割等 ，以及常见的图像分割算法，如K-means聚类、水平集方法等。
人工智能课程教学大纲
2024/3/27
1
目录
2024/3/27
• 课程介绍与目标 • 基础知识与技能 • 机器学习原理及方法 • 深度学习原理及应用 • 自然语言处理技术 • 计算机视觉技术 • 人工智能伦理、法律和社会影响
2
01
课程介绍与目标
Chapter
2024/3/27
3
人工智能定义及应用领域
图像描述生成
讲解图像描述生成的基本方法和模型，包括基于卷积神经 网络和循环神经网络的方法，介绍图像描述生成的评估指 标和优化方法。
23
06
计算机视觉技术
Chapter
2024/3/27
24
图像识别、目标检测等基础知识
2024/3/27
图像识别
介绍图像识别的基本原理，包括特征提取、分类器设计等，以及常见的图像识别算法，如 卷积神经网络（CNN）。
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《人工智能》课程教学大纲
（Artificial Intelligence）
课程性质：院公选课
适用专业：各专业
先修课程：离散数学、数据结构、操作系统原理
后续课程：
总学分：2学分
一、教学目的与要求
1．教学目的
人工智能主要研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科，其主要任务是建立智能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算机系统。
本课程要求学生掌握人工智能的基本原理，了解人工智能中常用的基本技术，诸如：知识表示技术、搜索技术、自动推理技术以及专家系统等，同时学会运用Prolog语言求解人工智能的实际问题。
2．教学要求
学生必须具有离散数学、程序设计、数据结构、操作系统方面的知识。
二、课时安排
三、教学内容
1．人工智能概述（4学时）
（1）教学基本要求
了解：人工智能的发展概况
理解：人工智能的概念
掌握：人工智能的研究途径与方法、人工智能的分支领域
灵活运用：人工智能的基本技术
（2）教学内容
①人工智能的概念
②人工智能的研究途径与方法(重点)
③人工智能的分支领域(重点、难点)
④人工智能的基本技术(难点)
⑤人工智能的发展概况
2．人工智能程序设计语言（6学时）
（1）教学基本要求
了解：人工智能程序设计语言分类
掌握：函数型程序设计语言LISP和逻辑型程序设计语言PROLOG
灵活运用：Turbo PROLOG程序设计语言
（2）教学内容
①综述
②函数型程序设计语言LISP(重点)
③逻辑型程序设计语言PROLOG(重点、难点)
④Turbo PROLOG程序设计(难点)
3．基于谓词逻辑的机器推理（6学时）
（1）教学基本要求
理解：谓词及谓词逻辑，形式演绎推理
掌握：归结演绎推理
灵活运用：应用归结原理求取问题答案
了解：Horn子句归结与逻辑程序、非归结演绎推理
（2）教学内容
①一阶谓词逻辑
②归结演绎推理(重点)
③应用归结原理求取问题答案(重点、难点)
④归结策略
⑤归结反演程序举例
⑥Horn子句归结与逻辑程序(难点)
⑦非归结演绎推理
4．图搜索技术（8学时）
（1）教学基本要求
掌握：状态图搜索方法、与或图搜索方法
灵活运用：状态图搜索方法进行问题求解、与或图搜索方法进行问题求解了解：博弈树搜索技术
（2）教学内容
①状态图搜索(重点、难点)
②状态图问题求解(重点)
③与或图搜索(重点、难点)
④与或图问题求解（难点）
⑤博弈树搜索
5．产生式系统（4学时）
（1）教学基本要求
掌握：产生式规则、产生式系统
灵活运用：产生式系统
了解：产生式系统的程序实现
（2）教学内容
①产生式规则(重点
②产生式系统(重点)
③产生式系统与图搜索(重点)
④产生式系统的应用
⑤产生式系统的程序实现(难点)
6．知识表示（4学时）
（1）教学基本要求
掌握：知识及其表示
灵活运用：框架和语义网络
（2）教学内容
①知识及其表示(重点)
②框架(重点、难点)
③语义网络(重点、难点)
四、授课方式及考核方法
1．授课方式
讲授
2．考核方法
考试形式：闭卷或论文写作
课程成绩构成：平时成绩占30％，期末考试成绩占70％。
五、教材与参考书目
1. 廉师友.人工智能技术导论（第二版）.西安：西安电子科技大学出版社2002
2. 陈世福, 陈兆乾.人工智能与知识工程.南京：南京大学出版社，1997
4. Nilsson J..人工智能（英文版）. 北京：机械工业出版社，1999。