项目教学设计（ 仿真模拟）

第8章人工智能之仿真模拟（生命游戏）教

学设计编制人：李亚奇编制时间：2019年1月24日星期四预计学时：3学时、工程描述•利用各种细胞自动机模拟复杂事物的演化过程问题引入与背景知识介绍30分钟子任务1:自定义矩阵类30分钟子任务2：打印生命矩阵30分钟子任务3：实现方案45分钟二、教学目标说明：从“学习结果”的角度来描述教学目标能掌握互联网数据抓取和分析的基本数据处理流程，并能针对不同的网站结构运用已有开源框架进行数据采集和分析。实现基础的康威生命游戏规那么，能够模拟生命繁殖演化的基本过程，让用户能在图形界面上直观的看到演化过程与结果。三、教学资源说明：尽量涉及感知、认识、理解、操作四个层面的资源包括硬件资源及文本、PPT、短视频、动画、仿真等教学资源PPT（人工智能基础8-1）例如life.py例如lifemat.py例如life•随机初始化.py四、教学组织说明：教学组织设计包括如何分组、如何协调使用教学场地、如何协调课内、课外教学如何分组须明确分组规那么与人数要求、小组各成员的职责如何协调使用教学场地：如完本钱模块（任务）涉及多个教学场地的使用时，对场地和学生的安排如何协调课内、课外教学包括明确课内教学任务与课前、课后学习任务的关系课内：开发生命游戏，让“仿真生物”生存于计算机上，在计算机上生存、死亡，从而模拟生命的演化，通过计算机的模拟，了解生命在一定规那么下，开始条件对最终结果的影响。课前任务：了解链式和矩阵等数据结构；了解生命的演进以及仿真模拟等知识。课后任务：对生命游戏做进一步的改进。五、教学过程

阶段工程教学过程学生学的活动教师教的活动课时（分钟）1专工程描述理解工程的整体内容生命游戏的背景知识介绍5知识准备细胞自动机介绍细胞自动机的迭代原那么10二维列表1.介绍二维列表（即矩阵）5分析问题.邻居单元格数量的计算.邻居单元格边缘情况的处理102工程实施子任务1:自定义矩阵类创立了一个二维生命矩阵类该子任务有2个难点需要跟学生解释：.初始化函数_init_使用了循环迭代的方法来创立了二维生命矩阵分析基本方法.使用了变长参数列表功能30子任务2：打印生命矩阵了解Matplotlib模块中的scatter方法，并掌握散点图的画法。该子任务有以下几点需要跟学生解释：.系列点列表的初始化；.绘制图案的刷新；.绘制点参数的设定；.坐标轴取值范围的设定。30子任务3：实现方案.了解功能的要求.按教师分析自己动手完成程序的功能与调试.在调试过程中理解如何用迭代的方法创立生命矩阵和邻居矩阵。该子任务有以下几点需要跟学生解释：.生命矩阵的初始化；.边缘问题如何解决；.如何控制代际迭代的演变速度。30思考与练习生命游戏能否演化成真实的生命形态呢？通过生命游戏做拓展思维，现在的人工智能距离图灵测试还有多远，其中有哪些核心问题还未克服？53工程总结工程学习小结归纳通过该工程所取得的学习成果。・引导学生自我归纳通过该项目所取得的新的学习：变长参数列表和matplotlib模块的使用。5提出新的改进需求.增加对程序的控制.随机漫步引导学生根据新的需求改进算法。5六、