23 2. 能够创建删除元组，能够正确使用元组进行基本操作； 3. 能够创建删除字典，能够正确使用字典进行基本操作； 4. 能够正确使用集合进行基本操作。 授课建议： 2 学时上机。 任务四：函数、模块（支撑课程目标 1、2、3、4、5） 知识要点： 函数的基本结构、函数调用过程中的参数传递、匿名参数、局部变量和全局变 量、模块的定义、模块的导入方法、第三方库、包的引入和使用 学习目标： 1. 能够在程序中正确定义和调用函数； 2. 能够定义和调用带参数的函数； 3. 能够定义调用匿名函数； 4. 能够正确使用局部变量、全局变量； 5. 能够正确导入模块、第三方库和包。 授课建议：4 学时上机。 任务五：面向对象程序设计（支撑课程目标 1、2、3、4、5） 知识要点： 面向对象程序设计思想、类的定义和使用、类的继承与方法重载 学习目标： 1. 能够正确定义和使用类、对象； 2. 能够正确使用类的继承与方法的重载。 授课建议：2 学时上机。 任务六：绘图项目（支撑课程目标 1、2、3、4、5） 知识要点： Turtle 模块、numpy 模块、项目打包方法 学习目标： 1. 能够使用 turtle 模块进行绘图程序的编写； 2. 能够正确对 python 程序进行打包。 授课建议：2 学时上机。 任务七：微信数据分析项目（支撑课程目标 1、2、3、4、5） 知识要点： wxpy 模块、pyplot 模块 学习目标： 1. 能够正确导入并使用 wxpy 模块； 2. 能够使用 pyplot 模块绘图；。 授课建议： 2 学时上机。 任务八：文件（支撑课程目标 1、2、3、4、5） 知识要点：文件的基本操作、csv 格式文件的基本操作、文件和目录的基本操作
24 学习目标： 1. 能够正确操作 csv 格式文件； 3. 能够使用 Python 正确创建、删除文件和目录。 授课建议： 2 学时上机。 任务九：网页数据下载与处理项目（支撑课程目标 1、2、3、4、5） 知识要点：网络数据获取、分词数据和词云分析 学习目标： 1. 能够使用 urllib 模块进行数据爬取； 2. 能够使用 pandas 模块进行数据处理。 授课建议：2 学时上机 实验仪器 设备要求 计算机，安装运行 Anaconda，每人 1 台。 师资标准 1.具有计算机相关专业硕士研究生及以上学历并具有讲师以上技术职称； 2.具有高校教师资格证书； 3.具备双师素质，”双师型”教师优先考虑。有扎实的人工智能理论基础和丰富的 工程实践经验，关注本学科的发展趋势； 4.熟悉高等教育规律，具备一定专业建设能力，能遵循应用型本科的教学规律， 正确分析、设计、实施及评价课程； 5.校外兼职教师，具有人工智能专业或相关专业本科及以上学历；具有人工智能 背景的工程一线技术骨干，具有一定的理论基础，熟悉本行业的国家标准、行业规 范等，有一定的口头表达能力。 教材选用 标准 自编教材：《Python 程序设计与应用》，张广渊，中国水利水电出版社，2019.03 选用标准： 1.根据学习目标和应知应会要求来选择教材； 2.教材应充分体现任务驱动、实践导向的教学思路； 3.教材应以学生为本，文字表述要简明扼要，内容展现应图文并茂，突出重点， 重在提高学生学习的主动性和积极性； 4.教材应突出实用性、开放性和专业定向性，应避免把专业能力理解为纯粹的技 能操作，同时要具有前瞻性，把握本专业领域的发展趋势。 评价与 考核标准 按照《山东交通学院各主要教学环节质量标准及实施办法》（教函〔2017〕21 号）要求制订课程评价与考核标准，应包含考核形式、成绩构成项目和权重及其他 内容。建议考试形式：平时成绩+期末上机考试成绩 建议成绩构成：30%平时成绩，70%期末上机考试成绩 平时建议成绩构成：课堂考勤+回答问题+课后作业+网络教学平台表现，教师 可根据情况选择或增加相应的平时考核项目及权重。 撰写人：倪燃 系（教研室）主任：倪燃 学院（部）负责人：吴昌平 时间：2023 年 8 月 10 日
25 “人工智能基础”课程教学大纲（质量标准） 课程名称 人工智能基础 英文名称 Fundamentals of Artificial Intelligence 课程编号 080100 开课学期 第二学期 课程性质 公共基础课 课程属性 必修课 课程学分 1 适用专业 机械设计制造 及其自动化(3+2 贯通培养) 课程学时 总学时：16； 其中理论学时：16 实验实践学时：0 上机学时：0 开课单位 信息科学与电气工程学院（人工智能学院） 人工智能教研室 先修课程 课程名称 对先修课应知应会具体要求 无 后续课程 无 课程目标 及与毕业 要求的对 应关系 课程目标 毕业要求 1 2 1. 课程以理论讲解为主，结合 MOOC 线上学习，使机械设计制造及其自动 化专业学生培养自我学习的意识，能够快速理解掌握相关内容并应用于以后 的实践。 0.2 0.2 2. 解释人工智能的基本入门知识和思维，通过学习使学生了解人工智能的 基本知识和思维方法，确立科学的价值观念，掌握人工智能在机械设计制造 及其自动化专业行业方面的应用。 0.5 0.5 3. 在社会、法律、环境等多种因素的影响下，调动学生从人工智能的角度去 分析、思考和解决机械设计制造及其自动化专业复杂工程问题，建立开拓创 新的职业品格和行为习惯，为机械设计制造及其自动化专业学生创新创业和 各专业的“人工智能+”奠定基础。 0.2 0.1 4. 引导学生坚定正确的政治方向、树立远大的理想抱负、了解世情、国情、 党情、民情，树立共产主义远大理想和中国特色社会主义共同理想，坚定中 国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信，立志肩负起民 族复兴的时代重任。 0.1 0.2 课程概述 《人工智能基础》是一门面向全校各专业大一年级学生的公共基础课，共 16 学时，以课 程讲解为主，通过穿插大量的实例，使学生能够快速理解掌握人工智能相关基础知识。课程通 过阐述人工智能的基础入门知识，使学生了解人工智能的基本知识和思维方法，调动学生从人 工智能的角度去思考和解决问题，为各学科各专业学生开展创新创业奠定基础，服务于我校各 专业的“人工智能+”专业升级。 课程主要有六大模块：1.阐述人工智能的基本概念、发展历史、研究范式和应用领域；2. 介绍分类的基本概念、感知机和支持向量机，并对分类器的工作步骤和多分类器设计进行详细 讲解；3.围绕回归和聚类，介绍机器学习的相关基础知识以及常用的相似度计算方法；4.从人 工神经网络的发展历史出发，对生物神经网络和人工神经网络进行综合叙述，并介绍传统神经 网络和深度神经网络；5.从成像原理出发，介绍图像信息处理的基本概念和发展历史，循序渐
26 进的讲解图像和视频信息处理的基本概念方法及应用，并对涉及到的卷积神经网络进行介绍； 6.围绕自然语言处理，详细阐述其发展历史、典型应用、基本技术和特征提取，并介绍循环神 经网络在自然语言处理中的应用。 课程采用基于“线上 MOOC+线下授课”的混合式教学方法，将学习任务化、游戏化，突 出学生的主体地位，让学生掌握学习的主动权，发挥其主观能动性。学生学习课程之前，为学 生创建情境，突出问题，在学生学习 MOOC 过程中，指导教师利用“知到 APP”、雨课堂等多 种工具建立了网络讨论小组，引导学生相互协作，通过案例分析、群内讨论、讨论区参与话题 等方式，主动地参与到学习探究活动中来。 课程应知 应会具体 内容要求 任务一：课程介绍（支撑课程目标 1、2、4） 知识要点：课程安排与介绍，MOOC 平台的使用 学习目标： 1.MOOC 平台的使用； 2.通过翻转课堂讨论对人工智能的认识，与机械设计制造及其自动化方面的密切联系； 3.培养爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体的良好情操。 授课建议：在课程之初即发挥教师的积极性、主动性、创造性，引领学生“为学须先立志。 志既立，则学问可次第着力。立志不定，终不济事。”精心设计诸多教学环节：“清晰理想信念 以终为始 筑梦前行”；“重拾上课仪式感 活在当下 活力前行”；“期待相识 言传身教 训练 有素 自信前行”；渗透“高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题”。 建议课堂教学 2 学时。 任务二：绪论（支撑课程目标 1、2、4） 知识要点：人工智能的基本概念、发展历史、研究范式和应用领域。 学习目标： 1.了解人工智能的基本概念； 2.熟悉人工智能的发展历史； 3.掌握人工智能的研究范式； 4.熟悉人工智能的应用领域； 5.培养科学精神、探索创新精神； 6.注重把辩证唯物主义、历史唯物主义贯穿到人工智能发展的始终； 7.明确人类共同发展进步的历史担当和探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使 命感。 8.建立科技报国的家国情怀和使命担当； 授课建议：利用国内外的事实、案例、素材，引导学生全面客观认识当代中国、看待外部 世界。通过对人工智能的基本概念、发展历史、研究范式和应用领域的介绍，引导学生对人类 社会发展规律的认识和把握不断深入，让学生真心喜爱、终身受益。 建议在线 MOOC 学习 2 学时。 任务三：基本分类（支撑课程目标 1、3、4） 知识要点：分类的概念、原理及主要分类识别技术。 学习目标： 1.了解基本分类概念； 2.理解分类器的原理； 3.了解分类识别技术； 4.熟悉测试与分类实现； 5.培养求真务实、实践创新、精益求精的工匠精神； 6.在学习过程中培养踏实严谨、耐心专注、吃苦耐劳、追求卓越等优秀品质
27 授课建议：本部分和实际应用结合比较紧密又具有一定的抽象性，应注重运用启发式等教 学方法，启发学生思维，根据课程特点合理使用多媒体现代教学技术方式教学，充分利用动画、 案例等直观、形象、互动性强的资源，有效运用微信/QQ 群、MOOC 平台中的互动讨论等调动 学生学习的主观能动性和积极性，增强学生的理解并加以实际应用。 建议在线 MOOC 学习 2 学时。 任务四：回归与聚类（支撑课程目标 1、3、4） 知识要点：学习的概念与分类、线性回归最小二乘法、逻辑回归、聚类及相似度算法。 学习目标： 1.熟悉人工智能中学习的概念与分类； 2.理解线性回归中的最小二乘法推导与非线性回归； 3.理解逻辑回归的概念； 4.了解聚类的概念； 5.了解聚类的相关算法与相似度计算； 6.树立正确的理想信念、学会正确的思维方法。 7.“诚意正心”、“知行合一”，端正学习态度，提高自身修为。 授课建议：“回归与聚类”部分内容要求学生不断探索，不断打破认知界限，正确认知自己， 不盲目自大，不妄自否定他人；个人、集体和国家的发展必须学会回头看，循序渐进。本部分 内容比较抽象难以理解，可以采取示例教学方法帮助学生理解回归与聚类的概念，同时应注重 运用启发式等教学方法，启发学生思维，根据课程特点合理使用多媒体现代教学技术方式教学， 充分利用课件等教学资源直观、形象、互动性强的特点，有效运用微信/QQ 群、MOOC 平台中 的互动讨论等教学形式调动学生学习的主观能动性和积极性，增强学生的理解并加以实际应 用。 建议在线 MOOC 学习 2 学时。 任务五：神经网络与深度学习（支撑课程目标 1、3、4） 知识要点：神经网络的概念、模型、发展历史、深度学习的概念及工作原理。 学习目标： 1.了解神经网络的概念； 2.了解神经网络的模型； 3.熟悉神经网络的发展历史； 4.理解浅层网络概念； 5.理解深度学习的概念及工作原理； 6.以科学知识作支撑，实现自身价值观的树立。 授课建议：本部分为教学重点，可以采用对比教学将生物神经网络与人工神经网络介绍给 学生，培养学生的创新精神；同时注重因材施教，灵活运用启发式等教学方法，启发学生思维， 根据课程特点合理使用多媒体教学等辅助教学手段，有效运用微信/QQ 群、MOOC 平台中的 互动讨论等教学形式调动学生学习的主观能动性和积极性，有效开展师生互动，营造良好的平 台互动气氛，培养学生创新精神和实践能力。 建议在线 MOOC 学习 2 学时。 任务六：人工智能翻转课堂（支撑课程目标 1、2、3） 知识要点：前四章内容回顾，翻转课堂讨论及答疑，后两章内容学习注意事项 学习目标： 1.通过翻转课堂回顾及讨论前 4 章内容的学习； 2.后两章内容学习概要； 3.联系英语专业复杂工程问题梳理本课程知识及应用面；