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五邑大学本科教学

《机器学习综合设计》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称

机器学习综合设计

MachineLearningComprehensiveDesign

课程代码

课程性质

必修

开课院部

智能制造学部

课程负责人

翟懿奎

课程团队

应自炉、曾军英、梁艳阳、麦超云、秦传波、徐颖、邓辅秦、朱胡飞

授课学期

学分/学时

1学分/32学时

课内学时

32学时

理论学时

0

实验学时

0

实训

（含上机）

32学时

实习

0

其他

适用专业

自动化2020级

授课语言

中文

对先修的要求

先修课程为概率论，高等数学，线性代数和编程基础。要求掌握微积分、傅立叶级数和矩阵运算的基本知识和基本理论；要求熟悉python编程或掌握其他编程语言。

对后续的支撑

后续支撑专业综合设计、毕业设计等实践类课程。本课程为后续专业综合设计和毕业设计等实践类课程提供文献查询、方案制定与评估、设计说明书撰写和答辩等技能，为后续学习奠定基础。

课程思政设计

分别在机器学习和人工智能等方面介绍必威体育精装版的科学进展，以及我国科学家在这两方面的发展的贡献，分析本课程在创新思维、科学研究，个人发展与国家科技发展相结合中所起的作用。

创新创业教育设计

本课程的设计内容和方法，学生可将其应用到创新比赛、实践实习、发明专利、实用新型专利方面，将专业知识与创新创业教育有机融合，鼓励学生创新创业，培育学生创新创业思维,促进创新应用成果的实现。

课程简介

课程定位：本课程是机器学习课程所对应的专项实践环节，是电子信息专业和通信工程专业学生必修的专业基础课程。

课程内容：包括人工智能概述、机器学习及其实现概述、机器学习基础(线性回归，过拟合/欠拟合，正则化，交叉验证，Python基础、Matlab基础)、监督学习算法(逻辑回归算法、k近邻算法、经典SVM算法、经典贝叶斯算法)、无监督学习算法(k均值聚类算法、主成分分析算法）、深度学习算法(深度神经网络，对抗生成网络，深度森林算法，此部分为可选内容)。

课程要求：学生了解机器学习基本知识，掌握机器学习核心算法及人工智能应用技术，通过对人工智能的全面回顾和系统性的学习，理解人工智能对社会、健康、安全、法律以及文化方面的影响，把握人工智能发展的方向。

主要教学方法：理论教学、专题研讨、自主学习。

课程思政：描述科技进步所遵循的规律，培育学生科学的历史发展观。在授课过程中通过讲述科学发展历程、我国科学家的贡献，进而阐述个人与国家发展之间的关联，引导学生运用辩证唯物主义思维看待问题。

二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑

序号

课程目标

支撑毕业要求指标点

毕业要求

1

目标1：了解机器学习基本知识，理解人工智能对社会、健康、安全、法律以及文化方面的影响，并理解未来人工智能发展的方向。

6.2认识社会环境下的控制工程项目：能客观解释控制项目或系统的实施对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，能识别、量化分析自动化新系统、新装备、新技术、新方法的开发对社会和外部环境的影响。

6工程与社会：能够基于控制工程、人文社会科学等领域的相关背景知识，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，进行解决方案的合理分析，并理解工程师应承担的责任与义务。

2

目标2：通过人工智能的学习，掌握自主学习方法，了解拓展知识和能力的途径，适应本专业发展。

12.2提升自我能力：能够通过自主学习提升自我，满足个人或职业发展的需求。

12终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

3

目标3：具有良好的团队合作意识、交流、沟通能力和国际视野，能够在跨职能团队中胜任成员或负责人的角色。

9.1团队意识：能胜任团队成员的角色，独立完成团队分配的工作。

9个人和团队：能够在多学科背景下的项目团队中，以及在智能装置或自动控制系统的构思-设计-实现-运行过程实践中，承担个体、团队成员以及负责人的角色，并开展有效的工作。

三、教学内容及进度安排

序号

教学内容

学生学习

预期成果

课内

学时

教学方式

支撑

课程目标

1

案例讲解和任务布置：

（1）以实际机器学习算法的设计过程为例，讲解k-means聚类和逻辑回归等算法的设计方法和步骤；

（2）布置本次课程设计中要求学生完成的具体设计任务及课程考核要求。

思政元素：运用马克思主义发展观分析课程要求和任务。

创新创业教育内容：激发学生创新创业的兴趣，培养学生创新思维。

（1）能理解机器学习算法具体应用的基本方法和设计流程；

（2）能够理解设计任务及考核要求；

（3）具备机器学习算法设计的初步能力。

4

案例分析+课堂讲授+讨论

目标1

2

方案设计和评估：

指导学生以小组为单位，对设计任务中的功能和技术指标进行分析，通过查找资料、方案设