《脑与认知科学》教学大纲

《脑与认知科学基础》教学大纲课程编号学时/学分24/1.5开课单位信息科学技术学院、人工智能学院智能科学与技术、人工智能考核方式执笔者考试一、课程说明脑与认知科学是智能科学与技术专业的一门重要的专业基础课程，是现代脑科学、认类学科门类下智能类专业开设的《脑与认知科学基础》，利用神经科学和信息科学等跨学科知通过对这本课程的学习，学生可以理解人类如何通过脑与神经系统认知周围的世界、理算模式与方法及其实践带来新的启示，为进一步学习后续专业课程打下良好的基础。二、课程目标知识目标课程目标1：学习脑与认知科学基础知识和基本理论知识，掌握大脑与神经元的结构、特性等基本知识，了解各种认知心理特质（感觉、知觉、运动、控制、学习、记忆、睡梦、成瘾、语言、情绪、社会认知、脑神经可塑性）的脑神经原理，具备调研、分析和判断各种脑与认知现象的脑神经原理与框架的知识储备；课程目标备；课程目标（脑功能成像、电生理、心理测评）智能形成机理和工作方式的强烈兴趣，培养学生追求创新的态度和意识；能力目标课程目标课程目标培养学生的脑与认知科学数据分析处理能，使学生掌握脑与认知科学行为验的设计方法，掌握各种脑功能成像实验fMREEERPEEC）的设计、执 行与数据分析方法，具有独立进行行为、脑成像和神经生理实验的能力；课程目标三、课程对毕业要求的支撑关系序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容对应课程目标能够用脑与认知科学知识解决智能科学与技术领域复杂工程1毕业要求1-1问题，通过正确的理解、建模、推演求解、比较分析等寻找1，2，3，5解决方案；能够基于计算机科学、智能科学原理，建立数学模型正确表2毕业要求2-2达复杂脑与认知科学与技术问题；3，4，5，6能够根据需要进行人工智能系统的全周期全流程设计，了解3毕业要求3-1技术方案和各种因素对目标产品性能、质量的影响并加以控2，4，6制；能对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有4毕业要求4-4效的结论；3,5，6能够选择和使用恰当的信息资源对复杂脑认知科学与技术问5毕业要求5-2题进行分析；2，3，4，5具备自主学习能力与工程思维能力，能够在学习中发现和提6毕业要求12-2出问题并对所学知识进行恰当合理的归纳总结，能够理解所3，4，5，6面临的各类技术问题；四、理论课程教学内容、基本要求与学时分配序教学内容号一、认知与计算1.脑与认知科学的基本概念1 2.能认知计算及其框架人类脑计划1.认知心理学与心理测评

教学要求掌握脑与认知科学的基本概念掌握大脑的基本结构和功能理解认知计算及其框架了解人类脑计划掌握认知心理学、认知建模、微电极技

总学时数24 对应课程讲 实 实 上目标课 验 践 机2 1，22认知计算与建模脑功能成像

2与方法。2.理解认知计算与神经网络、脑科学研究

3，44.电生理学 层次与相关技术3EEGPET的原理、特点及应用;三、神经与信息1.神经元及其信息编解码2.神经信息传播机制人工神经元深度学习系统四、视觉与计算1.视觉通路和基本要素2.物体识别与运动视觉视觉法则计算机视觉设计五、感觉与知觉听觉与平衡觉触觉与痛觉3.味觉与嗅觉直觉与联觉运动与控制六、注意与意识1.注意与分辨2.注意网络注意脑机理思维与意识

掌握神经信息的产生和传播机制理解大脑皮层的精细结构理解人工神经元与人脑神经元的差异 2关系;掌握视觉相关的三条神经通路掌握视觉信息的要素及脑内处理机制恒常性、运动视觉的现象例;掌握听觉、触觉、味觉和嗅觉的神经通路理解感觉器官的结构及感觉形成的原理、影响各种感知觉的要素、联觉的分类及影响因素； 2了解人工耳蜗等人工系统构建了解运动与控制层级性和框架象掌握注意网络、心理模型、信息加工2了解注意的脑机理以及睡眠与梦理解思维与意识的形成以及快慢竞争性

1，2，4，61，2，4，61，2，3，41，2，4，61.掌握学习与记忆的概念、记忆的步骤、七、学习与记忆1.掌握学习与记忆的概念、记忆的步骤、七、学习与记忆分类及各类特点，各类记忆的脑神经基1.学习与记忆的基本概念础；7记忆的脑神经基础学习与记忆的细胞分子机制掌握工作记忆模型；理解短期和长期记忆形成的神经生物学24.了解迁移学习与贝叶斯推理基础和基本案例;4.掌握迁移学习与贝叶斯推理系统构建4，6八、沟通与语言沟通、语言与演化语言、语言障碍与大脑8语言理论脑电到语言转译自然语言处理九、情感与计算1.大脑额叶子区域及功能2.前额叶与记忆和目标导向行为情绪的认知神经科学情绪加工的神经系统与计算十、发育与可塑1.大脑的发育2.认知功能的发展与神经可塑性大脑整体性与脑功能网络人工神经网络架构搜索十一、社会与创造1.选择与决策2.同理心与社会认知人类智力的起源与演化智力进化与提升创造力十二、人工与系统人工智能与类脑系统12脑科学与机器智能脑启发式系统与伦理法律

1.掌握人类语言的演化与起源、语言功能的塑成机制、大脑语言中枢与失语症；2.理解心理词典、语言输入的知觉分析、单词识别、句子中单词整合模型； 2了解语言功能与左脑功能的关系语言处理方法掌握大脑前额叶的分区及功能、前额叶损伤的认知缺陷、情绪的基本成分及对应脑机制、恐惧情绪反应的神经通路；2理解情绪理论的发展历程、盲视、恐惧记忆的形成与消退（创伤后压力失调）、情绪与决策；了解社会情绪与情绪的调节策略理解情感通路对强化学习、对抗网络启示1.掌握大脑发育历程、大脑发育与认知发展、神经可塑性、大脑老化与退化的特点；和听觉的大脑适应力；2理解脑功能分区与整体性功能网络的构建和分析方法构搜索理解卡尼曼的决策理论，理性、情绪与决掌握智力与创造力的概念、人类智力的 2起源与进化、弗林效应、提升创造力策略；的形成策略；用；理解自主意识建模方法及其自主无人系统、仿真机器人； 6了解智能系统复杂性与简约性关系能善用与犯罪；

1，2，3，41，2，3，61，2，3，41，2，3，43，4，5，6合计 24五、实验（实践、上机）教学内容、基本要求与学时分配无六、教学方法程内涵，通过上述教学活动来实现学生理论联系实际解决复杂科学问题能力的培养。七、考核及成绩评定方式考试成绩由平时成绩和期末成绩两部分构成。平时成绩占总成绩的3070%。平时成绩由课堂表现、出勤、课后作业成绩按相应的比例折算并相加后得出（标准见下表）。序号成绩构成考核方式序号成绩构成考核方式占比1课堂表现10%2课堂测试3课后作业20%4平时成绩实验（实践）5上机6研究报告7文献综述8期末成绩课程论文9期末考试70%合计100%评价标准：课堂表现观测点评分观测点评分观点和想法清观点和想法的表晰、合理，逻达（权重0.3）辑性好的合理性、逻辑性观点和想法比较没有明确的观明确，但合理性、点和想法逻辑性不足80-100分60-79分40-59分1-39分0分回答问题、参与积极主动回答能够被动回答问勉强能回答问不能正常地回不能回答问讨论或汇报情问题、参与讨题、参与讨论或题、参与讨论或答问题、参与讨题、参与讨论况（权重0.4）论或做汇报做汇报做汇报论或做汇报或做汇报资料查阅、知识运用情况（权重0.3）熟练查阅全部资料、运用相关知识基本做到资料的查阅、知识的运用能做到部分资料的查阅、部分知识的运用不能做到资料的查阅、知识的运用2、课后作业观测点80-100分观测点80-100分60-79分评分40-59分1-39分0分作业完成进度（提前完成按时完成延时完成后期补交未提交基本概念掌握程度概念清晰，分（权重析得当主要概念清晰，但部分分析有误部分概念清晰，分析中有明显的知识基本概念不清晰漏洞解决问题的方案所提方案能够所提方案的主要正确性（权重解决问题，思思路、过程和计方案部分可行不能制定方案0.4）路清晰，计算算过程正确正确作业完成态度书写工