《人工智能应用开发》课件-第1章课程介绍+绪论

人工智能目录人工智能绪论课程介绍一二一课程介绍崇德强技·尚美至臻一、教材介绍本书的设计和编写理念是培养高职学生的人工智能素养、计算思维能力和人工智能应用能力，内容选取既适合高职学生的特点，又突出人工智能的通识性、典型性、实用性和可作性。书中选取多个反映人工智能典型问题的案例，并采用项目化思想重构了所有案例，每个案例由循序渐进的递进式任务组成，支持课堂分层次教学实施。全书共分8章：人工智能绪论、人工智能之Python基础、人工智能之图像识别、人工智能之自然语言处理、人工智能之人脸识别、大数据与商业智能、人工智能之机器学习、人工智能之生命游戏。二、课程性质与定位

本课程是面向大数据专业高职三年制学生的人工智能通识课程，也是学生进入互联网和人工智能世界的专业选修课。

本课程以人工智能的知识传递、技能提升、思维训练和AI应用为目的，旨在培养学生的人工智能素养、计算思维能力和人工智能应用能力，尤其是不同的职业岗位所需要的带有普遍性的信息处理能力、问题解决能力和人工智能技术应用能力。三、课程设计思路

本课程的内容选取基于四个原则。一是通识性，即选取人工智能历史、定义和典型应用案例，作为AI基础知识模块的内容。二是典型性，即选取多个反映典型人工智能问题的项目案例，作为AI应用技术训练模块的内容。三是实用性，即选取能够应用问题求解、计算思维、结构化程序设计等基础知识，运用Python快速有效解决的实际问题，作为计算思维训练模块的内容。四是可操作性，即针对如何运用AI技术解决实际问题，以Python为实现工具，利用人工智能应用技术解决一个本专业的实际问题，展现问题理解、分析、设计、实现的完整过程。

本课程的内容以多个反映典型人工智能问题的项目案例为载体，并将项目划分成由简入繁、递进式任务，每个案例都有精心设计的核心问题，教师对案例的背景知识和实际需求进行详细地讲解和分析，逐层剥离引出核心问题，在对围绕问题解决方案所需要的知识内容进行合理解析的基础上，将其细分为不同的模块或者说子任务，再通过知识点解析、任务分析、操作实现和总结与提高等步骤由浅入深、层层递进、逐步拓宽地实现整个案例。四、课程目标（一）总体目标

通过本课程的学习，使学生能够掌握人工智能应用开发环境和开发工具的安装配置，熟练掌握python基础语法，能够运用Python语言、机器学习方法、图像识别、深度学习基本原理技能解决实际问题；同时具备良好的职业道德和职业素质。（二）具体目标1.思政目标2.知识目标1.了解人工智能历史、定义和应用场景；2.理解利用计算机进行问题求解的一般过程；3.掌握结构化程序设计的基本结构相关的python基础知识；4.掌握项目环境的搭建方法；5.掌握图像识别、深度学习基本原理和应用场景；3.能力目标1.能够运用Python语言、深度学习方法解决实际问题；2.具有能够自主搭建项目环境的能力；；3.综合运用numpy、pandasd等科学计算模块进行数据分析和展现；4.具有运用深度学习的基本原理方法解决现实中关于图像识别相关的问题；5.具有较强的思考、分析和解决问题的能力；4.素质目标1.培养学生独立的学习和分析能力；2.培养学生团队协作意识和表达沟通能力；3.培养良好的编码规范和文档规范习惯；4.培养学生跟踪新技术和创新设计能力。四、课程目标五、课程内容学时项目、任务及教学内容摘要授课方式作业教室2项目一：人工智能绪论任务：了解人工智能背景摘要：了解人工智能发展历史、定义、分类；了解AI典型案例和应用前景教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结完成课后习题产教融合大楼9楼2项目二：了解什么是python、Anaconda、PyCharm、python第三方库。任务：学会使用Anaconda、PyCharm摘要：对Anaconda、PyCharm的安装，使用进行讲解，为后期案例讲解提供平台支持。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结练习AnacondaPyCharm软件使用产教融合大楼9楼4项目三：Python基础知识任务：回顾python基础知识，掌握基本的使用方法摘要：讲解python的基本语法，数据结构，流程控制语句以及的函数的创建与使用。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结跳水比赛打分产教融合大楼9楼4项目四：文件操作基础知识任务：学会文件的读取，保存等基本操作。摘要：讲解文件数据的读取以及数据的写入等操作。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结图片文件快速整理产教融合大楼9楼4项目五：Numpy、Matplotlib、pandas基本知识。任务：学会基本的数据分析的方法及绘图方法。摘要：讲解numpy、pandas处理数据的基本语法与数据格式以及matplotlib绘制图像的基本语法。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结多彩多角绘制产教融合大楼9楼4案例：手写数字识别任务：熟悉torch框架的基本原理、认识数据、讨论案例流程。摘要：通过框架的讲解，更进一步了解人工智能算法的使用原理，通过单张多种多张数据的比对分析手写数字的特点进而分析识别的基本流程。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结预习手写数字数据的数据预处理方法及构建模型方法。产教融合大楼9楼4案例：手写数字识别任务：数据预处理、构建模型、摘要：对数据的基本特征进行处理使得数据更加适应模型的需要，通过经典网络模型的分析已经数据的特点总结模型的基本参数进而建模。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结预习手写数字识别的网络模型配置及训练、模型评估及应用相关方法。产教融合大楼9楼4案例：手写数字识别任务：模型配置及训练、模型评估及应用。摘要：对模型的基本参数进行调节，设置不同的训练批次对数据集进行训练获得更优的模型参数，保持最优参数进而推广应用。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结巩固理解手写数字识别的原理并加以实践应用。产教融合大楼9楼4案例：脑PET图像分析和疾病预测任务：案例深度学习基础知识、案例背景与目标解读。摘要：了解torch框架为后期网络模型构建铺设良好基础，通过了解阿尔茨海默症，进而激发案例研讨的兴趣。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结预习卷积网络模型构建的方法及数据处理的流程。产教融合大楼9楼4案例：脑PET图像分析和疾病预测任务：案例数据处理、搭建LeNet-5网络模型。摘要：掌握数据处理的一般流程、学习经典的网络模型结构，进而学会建模。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结预习模型训练的、模型性能评估、模型应用的方法。产教融合大楼9楼4案例：脑PET图像分析和疾病预测任务：模型训练、模型性能评估、模型应用，利用人工智能对医疗影像进行识别完成疾病诊断。摘要：利用卷积神经网络对患者的脑PET图像进行识别检测，进而使得患者早期介入治疗，从而延缓患者发病，对后续患者康复治疗有着积极的意义。教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结巩固理解脑PET图像分析和疾病预测的原理并加以实践应用。产教融合大楼9楼结课项目实现、结课项目实现+作品提交教师引导学生讨论教师讲解学生练习教师总结项目实现产教融合大楼9楼六、课程考核及要求考核类型序号考核内容评价主要指标考核方法评价方式分值过程性考核1课堂出勤迟到、早退、旷课等考勤成绩分数认定102课堂表现课程笔记提交作业10作品考核3作业表现作业态度及工作量提交作品154能力水平实验原理与代码实现熟练度405报告质量课程报告规范化程度，项目实验效果与应用价值20综合考核6综合表现综合表现加分等级划分A：5分B：4分C：3分D：2分E：1分5总计100六、课程考核及要求（一）不迟到、早退（二）上课上交手机（三）不准携带食品进课堂（四）做好课程笔记（五）不准传拖鞋进入课堂（六）文明上课不允许课堂产生垃圾二人工智能绪论以德立人·以技立业二、科幻片中的人工智能

中国原创科幻电影《流浪地球2》热映，片中层出不穷的“硬科技”元素让观众大呼过瘾。气势恢宏的行星发动机、洞悉一切的量子计算机、穿越天际的太空电梯、逼真的数字生命、驰骋的工程机械……人工智能在这部电影中刷足了存在感，呈现出未来科学技术的可能图景。二、科幻片中的人工智能

外骨骼机器人随着感知计算技术和传感系统发展日益成熟，机器人研发方向从人机协作逐步迈向人机融合，逐渐成为人类身体的一部分。也许在不久的将来，机械外骨骼会最先在残疾人和老弱群体中大量应用，更好地增进人类福祉。二、科幻片中的人工智能

智能机器狗目前国内外有很多公司都在研制，比如著名的波士顿动力，还有国内的优必选、宇树科技、追觅科技、云深处科技等等。它们不仅能作为宠物狗，还能作为巡检机器人在各种恶劣的环境中工作。二、科幻片中的人工智能

数字生命：影片中的数字生命计划最早是由一群人工智能科学家提出，它将人的意识植入到机器中，并依靠超强算力的量子计算机，实现了“永生”。

电影中，刘德华饰演的图恒宇将自己因车祸去世的女儿图丫丫的大脑数据上传到了550W上，进行了数字化，但是因为量子计算机550A的算力有限，所以丫丫仅有2分钟的生命。直到后来550A进化到550W，才赋予了丫丫完整的一生。二、科幻片中的人工智能

AI图像修复、人声修复影片中，由于故事时间跨度40年，电影运用面部捕捉及AI技术——基于Deepfake开源算法二次开发的方案，用目标演员的海量素材训练AI，再通过艺术家的手动修复，来替换拍摄素材，给演员“换脸”，实现了人物年龄上的跨越。除上提到的AI图像修复，在网络上更为人熟知的是利用AI对李雪健老师的声音进行修复。李雪健老师之前由于声带受损，发声很吃力，很难清晰咬字。电影利用了AI技术对李雪健老师的原声进行了修复，我们才能听到李雪健老师的发言铿锵有力、掷地有声，令人动容。二、科幻片中的人工智能Chat-GPT二、科幻片中的人工智能二、人工智能的由来二、人工智能的由来1997IBM深蓝2016Google阿尔法狗2017Google阿尔法狗二、人工智能是什么？人工智能人工智能人工智能就是人创造的能够获取和应用知识和技能的能力的程序、机器或者设备。人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。二、人工智能是什么？问题1：埃及人堆的金字塔有多高？人工智能是建立关于思维、感知和行动的模型二、人工智能是什么？问题2：农夫过河一个农夫领了一匹狼和两只羊过河、他的船每次只能带一只动物过河、人不在时狼会吃羊、怎样乘船才能把这些动物安全运过河？(2)人工智能是关于通过表示得以呈现的约束条件而表示针对思维、感知和行动的模型。二、人工智能做什么？二、人工智能做什么？二、人工智能做什么？二、人工智能化技术革命第一次工业革命18世纪60年代-19世纪40年代以蒸汽机为首的机器取代人力生产的机器时代机械化电气化第二次工业革命19世纪70年代-20世纪初以电力大规模应用为代表的电气时代自动化第三次工业革命20世纪后半期-21世纪初以计算机和电子数据普及为代表的科技时代智能化第四次工业革命21世纪至今依靠物联网、大数据、云计算、互联网等科技实现智能化和自动化的全新时代二、人工智能根源、历程、发展现状及趋势摩尔定律反馈机制基本概念模型问题1：埃及人堆的金字塔有多高？

问题2：农夫过河？词典：人创造的能够获取和应用知识和技能的能力的程序、机器或者设备。学者：人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作自动调温器手机一般用多久更换二、人工智能根源、历