2023S04109-进化算法实验-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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附件5-2

ADDINCNKISM.UserStyle《进化算法实验》课程教学大纲

（实验课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

2023S04109

开课单位

网络空间安全与计算机学院

课程名称

（中文）进化算法实验

（英文）EvolutionaryAlgorithmsExperiments

课程性质

选修

考核类型

考试

课程学分

1

课程学时

34

课程类别

专业发展课程（专业拓展课）

适用专业（类）

人工智能

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《进化算法实验》课程是人工智能专业的一门专业拓展课，是《进化算法》课程的重要实践环节。本课程旨在培养学生的理论联系实际的能力，通过训练，使学生加深对进化算法原理的掌握水平，提升学生运用进化算法来解决人工智能领域实际问题的能力。本课程的实验内容主要包括：熟悉实验环境、人工蜂群、群集蜘蛛优化算法、共生生物有哪些信誉好的足球投注网站算法、离子运动算法、综合实验等实验项目。该课程与《进化算法》课程同步开设。

（二）教学目标

通过本实验课程的训练，使学生在《进化算法》理论学习的基础上，具备运用机器学习方法分析与建模实际问题、并选用适宜的机器方法予以解决的能力，提升学生的专业技能。

课程目标1：熟练运用1~2门进化算法常用的编程语言或编程工具；

课程目标2：加深对进化算法原理的理解；掌握典型进化算法的应用；

课程目标3：能够综合运用所学理论知识用于解决实际问题，培养学生的工程实践能力和创新精神。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

1-3能够将相关工程专业知识和数学分析方法用于推演、分析人工智能领域复杂工程问题

课程目标1

3-3能够在解决人工智能领域复杂工程问题时，综合运用先进技术进行系统设计，并在设计中体现创新意识

课程目标2

4-3能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确采集实验数据

课程目标3

5-2能够选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具、现代信息技术工具和相关辅助软件对人工智能领域的复杂工程问题进行分析、计算与设计

课程目标3

四、教学方式与方法

采用目标驱动教学方式。课堂讲授实验内容为辅、学生动手实验为主。以设计性实验、综合性实验为主，鼓励学生创新。学生应独立完成所布置的实验内容，要求学生在课前事先做好问题的分析与设计；课中要求学生认真分析并做好记录；课后对实验结果做出分析与评价，完成规范化的实验报告。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

掌握进化算法的基本原理，通过实验教学，引导学生理解和掌握经典机器学习算法、能够将理论应用于解决实际问题。熟悉实验环境、人工蜂群、群集蜘蛛优化算法、共生生物有哪些信誉好的足球投注网站算法、离子运动算法、综合实验等实验项目。

（二）教学难点

人工蜂群、群集蜘蛛优化算法、共生生物有哪些信誉好的足球投注网站算法、离子运动算法等实验项目。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

熟悉实验环境

学会配置所需实验环境；

熟悉实验所用的编程语言；

掌握所需开发工具。

必做题：熟悉给定的带标注数据集，验证常用评估方法和性能指标。

1）必做题。

2

验证性

课程目标1

2

人工蜂群算法

数据准备；预处理；构造人工蜂群算法；训练模型；分析结果、评价算法的性能。

1）必做题：基础人工蜂群算法；

2）选做题：改进人工蜂群算法、快速人工蜂群算法。

6

验证性设计性

课程目标1

课程目标2

3

群集蜘蛛优化算法

数据准备；预处理；

构造群集蜘蛛优化算法；训练模型；测试分类性能；

1）必做：群集蜘蛛优化算法

2）选做：改进群集蜘蛛优化算法、基于动态学习策略的群集蜘蛛优化算法。

6

设计性

课程目标2

4

共生生物有哪些信誉好的足球投注网站算法

数据准备；预处理；

构造共生生物有哪些信誉好的足球投注网站算法；训练；测试；分析结果、评价算法的性能。

1）必做题：共生生物有哪些信誉好的足球投注网站算法。

2）选做题：基于子种群拉伸操作的精英共生生物有哪些信誉好的足球投注网站算法、基于混合策略的共生生物有哪些信誉好的足球投注网站算法。

6

设计性

课程目标2

5

离子运动算法

数据准备；预处理；

构造离子运动算法，训练；分析结果、评价算法的性能。

1）必做题：粒子运动算法；

2）选做题：改进例子运动算法、基于记忆策略的动态离子运动算法

6

设计性

课程目标2

7

综合实验

针对生产、生活中的某个实际问题：

1）收集数据并做预处理，划分训练集、测试集；2）选择性能评价指标；3）选择合适的进化学习算法对模型进行求解；4）评价模型的性能，调整和优化。

8

综合性

课程目标3

合计

34

八、学业评价和课程考核

（一）考核类型：?考试?考查

（二）考核方式：?实验报告?实验作品?其它：

（三）成绩评定：

考核

依据

建议分值

（百分比）

考核/评价细则

对应课程目标

过程

考