課程名稱(chēng) |
人工智能編程基礎(chǔ) |
授課對(duì)象所屬專(zhuān)業(yè) |
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) |
課程類(lèi)型 |
專(zhuān)業(yè)選修課 |
開(kāi)課年級(jí) |
大四 |
課程性質(zhì) |
必修 |
課程總學(xué)時(shí) |
48 |
一、課程簡(jiǎn)介
是計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)選修課。課程內(nèi)容主要包括機(jī)器學(xué)習(xí)常用方法的基本問(wèn)題和基本算法、理論基礎(chǔ)、實(shí)現(xiàn)流程以及相關(guān)算法的實(shí)現(xiàn)原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生能夠理解并掌握人工智能編程基礎(chǔ)的理論和基本方法，并綜合運(yùn)用聚類(lèi)、回歸、分類(lèi)等相關(guān)算法方面的理論技術(shù)，分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的實(shí)際人工智能程序。通過(guò)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，結(jié)合課程在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐作用，圍繞品德修養(yǎng)要求，確定了以提高學(xué)生分析和解決復(fù)雜問(wèn)題的效率為能力教學(xué)目標(biāo)，學(xué)習(xí)中結(jié)合馬克思主義辯證法、發(fā)展觀等，以愛(ài)國(guó)敬業(yè)、道德規(guī)范、工匠精神、創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作作為思政教育建設(shè)重點(diǎn)，通過(guò)項(xiàng)目案例和應(yīng)用場(chǎng)景與理論內(nèi)容的深度融合，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域的前沿知識(shí)、卡脖子技術(shù)的充分認(rèn)識(shí)。
二、案例基本信息
1.案例名稱(chēng)：線性回歸
2.對(duì)應(yīng)章節(jié)：4.1線性回歸算法
3.課程講次：第8講
三、案例教學(xué)目標(biāo)
(1)學(xué)習(xí)中結(jié)合馬克思主義辯證法、發(fā)展觀等，加深理解算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心、民族自豪感。
(2)激發(fā)學(xué)生以科研愛(ài)國(guó)的使命當(dāng)擔(dān)，科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷為民族復(fù)興偉業(yè)而奮斗。
四、案例主要內(nèi)容
(1)線性回歸可以用來(lái)分析市場(chǎng)數(shù)據(jù)，例如廣告投入與銷(xiāo)售額之間的關(guān)系、產(chǎn)品價(jià)格與銷(xiāo)量之間的關(guān)系等。
(2)線性回歸可以用來(lái)分析教育數(shù)據(jù)，例如學(xué)習(xí)時(shí)間與考試成績(jī)之間的關(guān)系、教育投入與學(xué)生表現(xiàn)之間的關(guān)系等。
(3)線性回歸可以用來(lái)分析醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，例如藥物劑量與治療效果之間的關(guān)系、生活方式與健康指標(biāo)之間的關(guān)系等。
(4)線性回歸可以用來(lái)分析經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，例如GDP與失業(yè)率之間的關(guān)系、物價(jià)與消費(fèi)者支出之間的關(guān)系等。
五、案例教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) |
線上課前學(xué)習(xí) （課前） |
1.閱讀教材《機(jī)器學(xué)習(xí)》4.1節(jié)，觀看4.1～4.3。 知識(shí)點(diǎn)：線性回歸算法的特點(diǎn)、線性回歸的任務(wù)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 2.完成練習(xí) 線性回歸。 3.完成討論： 線性回歸算法原理和技術(shù)演進(jìn)本身蘊(yùn)含著豐富的馬克思主義辯證法、發(fā)展觀等，對(duì)其充分理解有助于培養(yǎng)前沿技術(shù)發(fā)展的思辨能力。在模型訓(xùn)練中，往往需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，抓住主要矛盾并分析矛盾轉(zhuǎn)化，結(jié)合參數(shù)的功能與優(yōu)缺點(diǎn)等，來(lái)判定和取舍訓(xùn)練效果。請(qǐng)通過(guò)查閱資料完成以下問(wèn)題：（1）什么是馬克思主義辯證法、發(fā)展觀。（2）抓住主要矛盾并分析矛盾轉(zhuǎn)化。（3）看看你能把分析矛盾轉(zhuǎn)化在線性回歸中的具體應(yīng)用。 |
線下課堂教學(xué) （課中） |
教學(xué)活動(dòng) |
教學(xué)方法 |
設(shè)計(jì)意圖 |
結(jié)合實(shí)例(分析教育數(shù)據(jù)，例如學(xué)習(xí)時(shí)間與考試成績(jī)之間的關(guān)系、教育投入與學(xué)生表現(xiàn)之間的關(guān)系等)介紹線性回歸的概念及特點(diǎn)。 |
案例分析 |
通過(guò)實(shí)例,激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)、愛(ài)校熱情,鼓勵(lì)學(xué)生基于馬克思主義辯證法、發(fā)展觀來(lái)理解分析問(wèn)題,努力學(xué)習(xí)，為社會(huì)做積極的貢獻(xiàn)。 |
播放馬克思主義辯證法、發(fā)展觀視頻，以馬克思主義辯證法、發(fā)展觀作為線性回歸的典型案例之一，結(jié)合學(xué)生課前自學(xué)掌握的相關(guān)信息，布置成分組任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生從不同的案例分析理解線性回歸算法，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)線性回歸算法特點(diǎn)的理解。 |
分組研討 |
將馬克思主義辯證法、發(fā)展觀作為線性回歸的教學(xué)案例之一進(jìn)行分析，能讓學(xué)生掌握線性回歸知識(shí)的同時(shí)，了解馬克思主義辯證法、發(fā)展觀的作用和戰(zhàn)略意義，能提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，引導(dǎo)同學(xué)們要愛(ài)國(guó)力行，要有擔(dān)當(dāng)。 |
復(fù)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的有關(guān)內(nèi)容，給出順序回歸的實(shí)現(xiàn)思路。 給出順序回歸的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，總結(jié)線性回歸的特點(diǎn)。 |
講授 |
分析之前算法和線性回歸之間的相似處與不同點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)可以利用不同的機(jī)器學(xué)習(xí)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題。 |
|
以銀行貸款案例，講解順序線性回歸的基本實(shí)現(xiàn)過(guò)程：收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)清理及初始化、模型訓(xùn)練等基本操作的實(shí)現(xiàn)。 |
案例分析 |
在學(xué)生前面學(xué)習(xí)算法的基礎(chǔ)上，講解線性回歸基本過(guò)程的實(shí)現(xiàn)；同時(shí)進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)馬克思主義辯證法、發(fā)展觀中彰顯出來(lái)的哲學(xué)智慧和具體體會(huì)。 |
|
總結(jié)順序回歸的優(yōu)缺點(diǎn)，分析其應(yīng)用場(chǎng)合。 |
歸納總結(jié) |
通過(guò)分析順序回歸的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，引導(dǎo)學(xué)生要勤思考，多考察，學(xué)會(huì)辯證分析看到問(wèn)題。 |
六、教學(xué)反思
（1）線性回歸可以用來(lái)分析教育數(shù)據(jù)，例如學(xué)習(xí)時(shí)間與考試成績(jī)之間的關(guān)系、教育投入與學(xué)生表現(xiàn)之間的關(guān)系等。激發(fā)學(xué)生把線性回歸算法應(yīng)用到身邊具體的案例中，并為后續(xù)人工智能算法的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
（2）線性回歸算法實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)豐富的馬克思主義辯證法、發(fā)展觀等，對(duì)其充分理解有助于培養(yǎng)前沿技術(shù)發(fā)展的思辨能力。通過(guò)算法的講解,讓學(xué)生們了解我們?nèi)斯ぶ悄芩惴ǖ陌l(fā)展，深入了解算法實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，培養(yǎng)同學(xué)們的愛(ài)國(guó)情懷，為國(guó)家自主軟件算法的進(jìn)步和發(fā)展添磚加瓦。
計(jì)算機(jī)科學(xué)教研室供稿
責(zé)編：魏東平 審核：董西偉 郭莉
