《大數(shù)據(jù)與人工智能》教學(xué)大綱

一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)

1．課程性質(zhì)：

本課程系統(tǒng)介紹了大數(shù)據(jù)的理論知識(shí)和實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，包括大數(shù)據(jù)概念與應(yīng)用、數(shù)據(jù)采

集與預(yù)處理、數(shù)據(jù)挖掘算法與工具、R語(yǔ)言、深度學(xué)習(xí)以及大數(shù)據(jù)可視化等，并深度剖

析了大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)和典型行業(yè)的應(yīng)用。期望學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)有比較深入

的理解，能夠從具體問(wèn)題或?qū)嵗胧郑盟鶎W(xué)的大數(shù)據(jù)知識(shí)在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和

數(shù)據(jù)挖掘。

由于人工智能是模擬人類(lèi)智能解決問(wèn)題，幾乎在所有領(lǐng)域都具有非常廣泛的應(yīng)用。

是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程等專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)基礎(chǔ)選修課程。本課程

主要介紹人工智能問(wèn)題求解的一般性原理和基本思想以及一些前沿內(nèi)容，為學(xué)生提供最

基本的人工智能技術(shù)和有關(guān)問(wèn)題的入門(mén)性知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究人工智能理論與應(yīng)

用奠定基礎(chǔ)。

2．課程任務(wù)：

本課程是智能科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，涉及人工智能的發(fā)展，大數(shù)據(jù)與

人工智能的關(guān)系，大數(shù)據(jù)在人工智能中的作用。具體如下：

（1）了解的特征及功能，掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和核心技術(shù)。

（2）掌握的安裝及配置，熟悉在應(yīng)用程序中的作用。

（3）掌握大數(shù)據(jù)離線(xiàn)分析應(yīng)用開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。

3．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：

教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)器學(xué)習(xí)經(jīng)典算法、數(shù)據(jù)工程、數(shù)據(jù)清洗

教學(xué)難點(diǎn)：大數(shù)據(jù)在人工智能中的應(yīng)用

二、教學(xué)內(nèi)容、基本教學(xué)要求和學(xué)、課時(shí)分配

對(duì)課程教學(xué)環(huán)節(jié)的要求：

通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠利用機(jī)器學(xué)習(xí)經(jīng)典算法，解決實(shí)際的問(wèn)題。具體如

下：

1．在掌握基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，以能力培養(yǎng)為主線(xiàn)，結(jié)合實(shí)際開(kāi)發(fā)案例，突出主要知

識(shí)點(diǎn)，避免泛泛而談。

2．通過(guò)課堂實(shí)例練習(xí)，提高機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)算法的問(wèn)題，學(xué)以致用。

3．通過(guò)上機(jī)實(shí)踐，把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

4．引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)意；對(duì)基本教學(xué)案例的功能加以擴(kuò)展，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。

二、教學(xué)內(nèi)容、基本要求和學(xué)、課時(shí)分配

第一章：緒論（9學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容

【導(dǎo)讀案例】準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震

（1）課程介紹

（2）什么是大數(shù)據(jù)；

（3）什么是人工智能；

（4）大數(shù)據(jù)與人工智能的發(fā)展。

【思考】了解大數(shù)據(jù)及其在線(xiàn)支持

【延伸閱讀】得數(shù)據(jù)者得天下

2.基本要求

（1）了解本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；

（2）熟悉本課程的基本內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求；

（3）主動(dòng)完成本章的導(dǎo)讀案例、思考和閱讀與思考的全部?jī)?nèi)容。

3.重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：在理解本章基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成課后練習(xí)。

（2）難點(diǎn)：閱讀理解"延伸閱讀"內(nèi)容及其意義。

第二章：數(shù)據(jù)工程（9學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容

【導(dǎo)讀案例】大數(shù)據(jù)企業(yè)的縮影——谷歌

（1）數(shù)據(jù)工程整體流程

（2）數(shù)據(jù)工程的特點(diǎn)

（3）數(shù)據(jù)工程的重要性

【思考】數(shù)據(jù)工程實(shí)現(xiàn)的技術(shù)

【延伸閱讀】如何創(chuàng)建數(shù)據(jù)工程

2.基本要求

（1）了解本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；

（2）熟悉本課程的基本內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求；

（3）主動(dòng)完成本章的導(dǎo)讀案例、思考和閱讀與思考的全部?jī)?nèi)容。

3.重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：在理解本章基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成課后習(xí)作。

（2）難點(diǎn)：閱讀理解"延伸閱讀"內(nèi)容及其意義。

第三章：大數(shù)據(jù)框架（12學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容

【導(dǎo)讀案例】亞馬遜推薦系統(tǒng)

（1）大數(shù)據(jù)主流技術(shù)；

（2）大數(shù)據(jù)主要框架；

（3）大數(shù)據(jù)框架的由來(lái)；

【思考】大數(shù)據(jù)框架的優(yōu)缺點(diǎn)

【延伸閱讀】大數(shù)據(jù)框架的主流技術(shù)

2.基本要求

（1）了解本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；

（2）熟悉本課程的基本內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求；

（3）主動(dòng)完成本章的導(dǎo)讀案例、思考和閱讀與思考的全部?jī)?nèi)容。

3.重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：在理解本章基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成課后習(xí)作。

（2）難點(diǎn)：閱讀理解"延伸閱讀"內(nèi)容及其意義。

第四章：機(jī)器學(xué)習(xí)算法（24學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容

【導(dǎo)讀案例】機(jī)器學(xué)習(xí)在人工智能中的應(yīng)用

（1）機(jī)器學(xué)習(xí)的概念；

（2）主流算法的介紹；

（3）主流算法的實(shí)際應(yīng)用；

【思考】機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用場(chǎng)景

【延伸閱讀】谷歌預(yù)測(cè)流感

2.基本要求

（1）了解本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；

（2）熟悉本課程的基本內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求；

（3）主動(dòng)完成本章的導(dǎo)讀案例、思考和閱讀與思考的全部?jī)?nèi)容。

3.重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：在理解本章基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成課后練習(xí)。

（2）難點(diǎn)：閱讀理解"延伸閱讀"內(nèi)容及其意義。

第五章：深度學(xué)習(xí)（18學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容

【導(dǎo)讀案例】Facebook的設(shè)計(jì)決策

（1）主流算法的講解；

（2）深度學(xué)習(xí)應(yīng)用場(chǎng)景；

【思考】大數(shù)據(jù)如何激發(fā)創(chuàng)造力

【延伸閱讀】數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)大數(shù)據(jù)

2.基本要求

（1）了解本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；

（2）熟悉本課程的基本內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求；

（3）主動(dòng)完成本章的導(dǎo)讀案例、思考和閱讀與思考的全部?jī)?nèi)容。

3.重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：在理解本章基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成課后練習(xí)。

（2）難點(diǎn)：閱讀理解"延伸閱讀"內(nèi)容及其意義。

第六章：強(qiáng)化學(xué)習(xí)（2課內(nèi)理論學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容

【導(dǎo)讀案例】谷歌關(guān)鍵技術(shù)

（1）什么是強(qiáng)化學(xué)習(xí)；

（2）主流算法的介紹；

（3）強(qiáng)化學(xué)習(xí)的應(yīng)用場(chǎng)景；

【思考】強(qiáng)化學(xué)習(xí)應(yīng)用場(chǎng)景

【延伸閱讀】無(wú)人車(chē)的應(yīng)用

2.基本要求

（1）了解本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；

（2）熟悉本課程的基本內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求；

（3）主動(dòng)完成本章的導(dǎo)讀案例、思考和閱讀與思考的全部?jī)?nèi)容。

3.重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：在理解本章基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成課后練習(xí)。

（2）難點(diǎn)：閱讀理解"延伸閱讀"內(nèi)容及其意義。

第七章：數(shù)據(jù)分析實(shí)例（12課內(nèi)理論學(xué)時(shí)）

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）數(shù)據(jù)與可視化；

（2）數(shù)據(jù)與圖形；

（3）公共數(shù)據(jù)集；

（4）實(shí)時(shí)可視化；

（5）挑戰(zhàn)圖像的多邊性；

（6）數(shù)據(jù)可視化的運(yùn)用。

【導(dǎo)讀案例】南丁格爾"極區(qū)圖"

【思考】繪制南丁格爾極區(qū)圖

【延伸閱讀】以往人們?nèi)绾握務(wù)摶ヂ?lián)網(wǎng)思維

2.基本要求

（1）了解本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；

（2）熟悉本課程的基本內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求；

（3）主動(dòng)完成本章的導(dǎo)讀案例、思考和閱讀與思考的全部?jī)?nèi)容。

3.重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：在理解本章基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成課后練習(xí)。

（2）難點(diǎn)：閱讀理解"延伸閱讀"內(nèi)容及其意義。

學(xué)時(shí)分配表：

學(xué)時(shí)分配

章節(jié)

教學(xué)內(nèi)容

理論

學(xué)時(shí)

第一章

第二章

緒論

9

3

6

實(shí)驗(yàn)/上

機(jī)學(xué)時(shí)

教學(xué)方法

備注

講授

講解練習(xí)

數(shù)據(jù)工程

第三章

第四章

第五章

第六章

第七章

大數(shù)據(jù)框架

機(jī)器學(xué)習(xí)算法

深度學(xué)習(xí)

強(qiáng)化學(xué)習(xí)

數(shù)據(jù)分析實(shí)例

6

12

6

2

2

6

12

12

10

講解練習(xí)

講解練習(xí)

講解練習(xí)

講解練習(xí)

10

講解練習(xí)

三、教材和參考書(shū)目（包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)）（黑體，四號(hào)字）：

教

材：托馬斯?埃爾.大數(shù)據(jù)導(dǎo)論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018

參考書(shū)目:

[1]周蘇.大數(shù)據(jù)及其可視化[M