人工智能导论教案 第1章 人工智能概述.docx

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1、第1章 人工智能概述 教案课题人工智能概述课时2知识目标1 .掌握人工智能的定义与分类。2 .了解人工智能的起源与发展。3 .熟悉人工智能的主要流派及研究领域。4 .了解人工智能发展现状及安全。重点、难点1 .人工智能的定义与分类。2 .人工智能的研究领域。3 .人工智能安全。课程思政1 .通过人工智能起源与发展的学习，培养学生的科学精神、奋斗精 神和开拓创新精神。2 .学习人工智能学科先驱模范事迹，培养学生探索未知、追求真理、 勇攀科学高峰的责任感和使命感。3 .通过人工智能发展现状认识，激发学生科技报国的家国情怀和使 命担当。4 .通过人工智能安全教育，培养学生遵纪守法，诚实守信，树立正

2、确的世界观、人生观、价值观。教学内容及进程：一、导入案例手机中的人工智能在我们身边人工智能技术的应用随处可见，如智能的家用电器、数码产 品、智能化的交通工具、智能机器人、图像智能化识别、语言的自动翻译等。 人工智能技术的发展，不仅改变了人们的日常生活，同时渗入到了现代社会 的方方面面。卜面看看手机中的人工智月匕：1）百度识花2）语音助手3）百度翻译二、知识讲授1.1人工智能基础知识1 .人工智能的定义人工智能（AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方 法、技术及应用系统的一门新的技术科学。从学科来看，人工智能横跨了自然科学和社会科学两大领域，具有多学科 交叉性特点。涉及的学科包

3、括哲学、计算机、数学、物理学、心理学、神经 生理学、信息论、控制论等。那么，人工智能有哪些分类呢？2 .人工智能的分类1）按照人工智能实现“智能”的方式和水平，可以将其分为计算智能、 感知智能和认知智能。备注播放视频素 材通过手机中 的人工智能 案例，引出 人工智能的 概念。2)按照智能水平高低，即是否能真正实现推理、思考和解决问题，可以 将人工智能分为弱人工智能、强人工智能和超人工智能三种。弱人工智能强人工智能超人工智能在超人工智能方面，人工智能已经跨过“奇点”，其计算和思维能力已经 远超人类，此时的人工智能将打破人脑受到的维度限制，已经不是人类可以 理解和想象的了，将形成一个新的社会。因此

4、，超人工智能引发了人类“永 生”和“灭绝”思考。3.什么是奇点所谓奇点，就是随着科学技术的飞跃发展，人们提出的一种对未来某一 时刻人工智能将超越人类智能的假说。1.2 人工智能的起源和发展在古今中外历史上，为了实现人工智能的梦想，人类进行了多次尝试， 甚至通过实践一一制造机械人偶一一来实现自己对人工智能的追求。1 .传说中的人工智能公元前900多年我国有歌舞机器人传说的记载，古希腊存在诸多传说， 内容包括天神和怪兽等。在这些传说中还出现了机械人，比如古代诗人荷马 的伊利亚特一书中提到的希腊天神赫菲斯托斯的黄金机器人。2 .科幻电影中的人工智能(1)大都会：开启科幻电影的大门(2)2001太空漫

5、游：现代科幻电影技术的里程碑3 .图灵测试与人工智能(1)阿兰图灵阿兰图灵(Alan Turing, 1912年6月23 0-1954年6月7日)出生于 英国伦敦帕丁顿，毕业于普林斯顿大学，是英国数学家、逻辑学家，被誉为 “计算机科学之父”“人工智能之父”(2)图灵机(3)图灵测试4 .冯诺依曼体系结构(1)冯诺依曼(2)冯诺依曼体系5 .人工智能学科的诞生简要介绍弱 人工智能、 强人工智能 和超人工智 能的概念思考与讨论：奇点会不会 到来？思考：你还 知道哪些有 关人工智能 的科幻电 影。介绍图灵、 图灵机、图 灵测试人物介绍介绍达特茅 斯会议1955年8月31日，美国学者约翰麦卡锡(Joh

6、n McCarthy)马文明斯 基(Marvin Minsky)、纳撒尼尔罗切斯特(Nathaniel Rochester)和克劳德香 农(ClaudeE.Shannon)共同发布了针对人工智能的达特茅斯暑期研究计划 的提议(A Proposal for the Dartmouth Summer Research Project on Artificial Intelligence),提议1956年夏天在达特茅斯学院(见图1-17)开展一次由10 个人组成、为期两个月的人工智能研究，共同探讨用机器模拟智能的一系列有关问题。1956年参加了达特茅斯会议，会上首次提出了人工智能这一术语。达特茅斯会

7、议是人类历史上第一次人工智能研讨会，它标志着人工智 能这门新兴学科的正式诞生。这一年也被称为人工智能元年，具有十分重 要的历史意义。6 .人工智能发展历程（1）起步发展期：1956年20世纪60年代初（2） 2,反思发展期：20世纪6070年代初3.应用发展期：20世纪70年代初80年代中（3） 4.低迷发展期：20世纪80年代中90年代中5.稳步发展期：20世纪90年代中2010年介绍人工智能的奠基人（4） 6.蓬勃发展期：2011年至今.几位人工智能的奠基人（1）约翰麦卡锡（2）马文明斯基（3）克劳德香农（4）西蒙与纽厄尔1.3 人工智能的主要流派及研究领域1 .人工智能的主要流派目前在人

8、工智能界主要的研究学派有符号主义、连接主义和行为主义等学 派。（1）符号主乂在人工智能早期一直占据主导地位。该学派认为人工智能源于数学逻辑， 其实质是模拟人的抽象逻辑思维，用符号描述人类的认知过程。（2）连接主义该学派认为人工智能源于仿生学，应以工程技术手段模拟人脑神经系统的 结构和功能。（3）行为主义该学派认为人工智能源于控制论，智能行为的基础是“感知一行动”的反 应机制，所以智能无需知识表示，无需推断。智能只是在与环境的交互作用 中表现出来，需要具有不同的行为模块与环境交互，以此来产生复杂的行为。2 .人工智能的研究领域（1）专家系统（2）机器学习（3）深度学习（4）自然语言处理（5）计算

9、机视觉（6）智能机器人1.4 人工智能发展现状1 .国际人工智能发展现状（1）世界各国积极制定人工智能战略（2）全球信息技术巨头企业在人工智能领域展开投资与研发竞争2 .我国的人工智能发展现状在我国政府的高度重视下，人工智能已上升为国家战略。新一代人工智能发展规划提出“到2030年，使中国成为世界主要人工智能创新中心”。 目前，我国在基础研究方面已经拥有人工智能研发队伍和国家重点实验室等 设施齐全的研发机构，并先后设立了各种与人工智能相关的研究课题，研发 产出的数量和质量也有了很大提升，已取得许多突出成果。3 .“人工智能+ ”时代已经来临“人工智能+物联网”(1) “人工智能+ 5G”“人工

10、智能+区块链”1.5 人工智能安全1 .人工智能安全挑战和机遇(1)安全挑战影响国家政权方面。危害人身安全方面。危及个人隐私方面。(2)安全机遇网络空间安全方面。社会公共安全方面。2 .人工智能安全应用(1)智能安防应用(2)金融风控应用(3)网络诈骗治理3 .人工智能安全治理世界各国高度重视人工智能安全治理。国际合作组织、各国政府及全球 科技巨头在积极推动人工智能发展的同时:高度重视人工智能安全治理，通 过发布治理原则、制定治理模型框架、成立治理机构等方式，力求保障人工 智能的发展安全可靠。采取讨论、 辩论等灵活 的教学方式播放视频素材我国已对人工智能安全提出治理要求。国务院2017年7月发布新一代 人工智能发展规划。规划中充分认识到人工智能可能带来改变就业结构、冲 击法律与社会伦理、侵犯个人隐私、挑战国际关系准则等安全挑战，要求加 强前瞻预防与约束引导，最大限度降低风险，确保人工智能安全、可靠、可 控发展。4 .马斯克和扎克伯格的人工智能论战200年，网络上爆发了一场特斯拉和太空探索技术公司(SpaceX)创始 人埃隆马斯克与脸书掌门人马克扎克伯格(见图1.31)的论战，两个人 争论的主题是人工智能的规范问题。案例赏析案例1无人银行的全新服务体验案例2智能试衣间：试衣不烦琐