山东农业大学：机械与电子工程学院《人工智能导论》课程教学大纲

《人工智能导论》课程教学大纲学分：2总学时：36理论学时：36面向专业：电气工程及其自动化大纲执笔人：王冉冉大纲审定人：李有安一、说明1.课程的性质、地位和任务《人工智能导论》是电气工程及自动化专业的选修课。主要任务是：人工智能是近30年来发展起来的一门综合性学科，从目前发展的趋势来看，它不仅具有实用价值，而且愈来愈引起其他学科专业人员的重视。通过本课程的讲述，可以使同学们了解人工智能的基本思想和方法，为同学在计算机科学和其它相关领域中的工作提供最基本的人工智能技术和有关问题的入门知识。2.课程教学的基本要求先修课程：《高等数学》，《线性代数》，《自动控制理论基础》，《模糊数学》，《计算机基础》，《无线电》等。在这些课程中注意讲授：模糊数学的定义，计算方法，控制的基本概念和基本方法等。由于人工智能导论内容抽象，国内大部分课程都是面向研究生教学的，同学理解起来较困难。同时保证课程内容的稳定性，讲课力求突出重点，突出基本原理和基本内容，同时尽量列举应用了人工智能系统的实际例子，使同学们理解起来更加容易。本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业等。通过本课程各个教学环节的学习，重点培养学生应用自动控制理论分析和设计调速系统方法的掌握。注重培养学生的自学能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力，培养学习设计计算以及利用已掌握的知识分析实际问题的能力。3.课程教学改革总体设想：为解决授课学时少授课内容多的矛盾，在有限的教学时间里较好的完成授课任务，必须做到重点突出、精讲多练，尽量使用现代教学手段如多媒体教学等，在增加信息量的前提下也能保证教学质量。采用启发式教学，对重点内容讲深、讲透，鼓励学生自学和课上讨论，调动学生的学习主动性，通过讲解应用实例，提高学生的学习兴趣，扩大学生在本学科领域的知识面。二、教学大纲内容第一章产生式系统（讲课8学时）s1-1产生式系统的组成部分S1-2产生式系统的基本过程S1-3产生式系统的控制策略$1-4问题的表示

《人工智能导论》课程教学大纲 学分：2 总学时：36 理论学时：36 面向专业：电气工程及其自动化 大纲执笔人：王冉冉 大纲审定人：李有安 一、说明 1.课程的性质、地位和任务 《人工智能导论》是电气工程及自动化专业的选修课。主要任务是：人工智能是近 30 年来发展起来的一门综合性学科，从目前发展的趋势来看，它不仅具有实用价值，而且愈来 愈引起其他学科专业人员的重视。通过本课程的讲述，可以使同学们了解人工智能的基本思 想和方法，为同学在计算机科学和其它相关领域中的工作提供最基本的人工智能技术和有关 问题的入门知识。 2.课程教学的基本要求 先修课程：《高等数学》，《线性代数》，《自动控制理论基础》,《模糊数学》，《计算机基 础》，《无线电》等。在这些课程中注意讲授：模糊数学的定义，计算方法，控制的基本概念 和基本方法等。 由于人工智能导论内容抽象，国内大部分课程都是面向研究生教学的，同学理解起来较 困难。同时保证课程内容的稳定性，讲课力求突出重点，突出基本原理和基本内容，同时尽 量列举应用了人工智能系统的实际例子，使同学们理解起来更加容易。 本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业等。通过本课程各个教学环节的学习，重 点培养学生应用自动控制理论分析和设计调速系统方法的掌握。注重培养学生的自学能力、 动手能力、分析问题、解决问题的能力，培养学习设计计算以及利用已掌握的知识分析实际 问题的能力。 3.课程教学改革 总体设想：为解决授课学时少授课内容多的矛盾，在有限的教学时间里较好的完成授课 任务，必须做到重点突出、精讲多练，尽量使用现代教学手段如多媒体教学等，在增加信息 量的前提下也能保证教学质量。采用启发式教学，对重点内容讲深、讲透，鼓励学生自学和 课上讨论，调动学生的学习主动性，通过讲解应用实例，提高学生的学习兴趣，扩大学生在 本学科领域的知识面。 二、教学大纲内容 第一章 产生式系统（讲课 8 学时） §1-1 产生式系统的组成部分 §1-2 产生式系统的基本过程 §1-3 产生式系统的控制策略 §1-4 问题的表示

S1-5产生式系统的类型学习要求：了解产生式系统的组成部分、基本过程、控制策略。简单了解产生式系统问题的表示和它的类型。本章重点：产生式控制系统的控制策略。本章难点：两个基本过程：PRODUCTION和SPLIT建议：本章内容主要是对相关概念的介绍，授课时应当注重关于产生式系统概念与其他数学概念的区别。第二章产生式系统的搜索策略（讲课8学时）S2-1回溯策略$2-2图搜索策略S2-3无信息图搜索过程S2-4启发式图搜索过程S2-5搜索算法讨论要求：掌握搜索策略的主要任务，利用递归过程描述回溯控制机制的方法，和回溯法的基本特点。启发式图搜索的方法和实现的算法，启发函数的建立。本章重点：回溯法求解。本章难点：启发函数h的建立和求解。建议：搜索策略式人工智能研究的核心课题之一。实际应用的研究工作主要是解决算法复杂性的问题。学生学习的时候，不但要进行算法的掌握，还要进行对算法复杂性改进的思考。老师授课的时候要对学生的创新能力进行引导。第三章可分解产生式系统的搜素策略（讲课4学时）S3-1与或图的搜索S3-2与或图的启发式搜索算法$3-3博奔树的搜索学习要求：掌握用可分解产生式系统求解问题时的求解过程，初始数据库对应与或图的根节点的规则。与或图的启发式搜索算法。用产生式系统来描述博奔问题的方法，和用与或图进行求解的过程。本章重点：与或图的搜索。本章难点：博奔问题的求解。建议：本章的内容主要为可分解产生式系统的搜索策略，该策略用处比较多，授课时注意多引用目自前应用的例子，课本的博奔的例子太难，可以先举出一些简单的例子，学生理解以后在对博奔问题进行具体的讲解。第四章人工智能中的谓词演算及应用（讲课4学时）S4-1一阶谓词演算的基本体系

§1-5 产生式系统的类型 学习要求：了解产生式系统的组成部分、基本过程、控制策略。简单了解产生式系统 问题的表示和它的类型。 本章重点：产生式控制系统的控制策略。 本章难点：两个基本过程：PRODUCTION 和 SPLIT 建议：本章内容主要是对相关概念的介绍，授课时应当注重关于产生式系统概念与其 他数学概念的区别。 第二章 产生式系统的搜索策略（讲课 8 学时） §2-1 回溯策略 §2-2 图搜索策略 §2-3 无信息图搜索过程 §2-4 启发式图搜索过程 §2-5 搜索算法讨论 要求：掌握搜索策略的主要任务，利用递归过程描述回溯控制机制的方法，和回溯法的 基本特点。启发式图搜索的方法和实现的算法，启发函数的建立。 本章重点：回溯法求解。 本章难点：启发函数 (n) h 的建立和求解。 建议：搜索策略式人工智能研究的核心课题之一。实际应用的研究工作主要是解决算法 复杂性的问题。学生学习的时候，不但要进行算法的掌握，还要进行对算法复杂性改进的思 考。老师授课的时候要对学生的创新能力进行引导。 第三章 可分解产生式系统的搜索策略 (讲课 4 学时) §3-1 与或图的搜索 §3-2 与或图的启发式搜索算法 §3-3 博弈树的搜索 学习要求：掌握用可分解产生式系统求解问题时的求解过程，初始数据库对应与或图的 根节点的规则。与或图的启发式搜索算法。用产生式系统来描述博弈问题的方法，和用与或 图进行求解的过程。 本章重点：与或图的搜索。 本章难点：博弈问题的求解。 建议：本章的内容主要为可分解产生式系统的搜索策略，该策略用处比较多，授课时注 意多引用目前应用的例子，课本的博弈的例子太难，可以先举出一些简单的例子，学生理解 以后在对博弈问题进行具体的讲解。 第四章 人工智能中的谓词演算及应用（讲课 4 学时） §4-1 一阶谓词演算的基本体系

S4-2归结S4-3归结反演系统S4-4基于归结法的问答系统S4-5基于归结的自动程序综合S4-6基于归结的问题求解方法S4-7基于规则的正向演绎系统S4-8基于规则的反向演绎系统S4-9基于规则的演绎系统的几个问题学习要求：了解在定理证明系统中，反演法最简单有效。掌握归结反演法的原理。掌握利用归结反演法提取问答的方法。掌握基于规则的演绎系统。它主要强调直接使用规则进行演绎，分为正向演绎和逆向演绎两种，都要进行掌握。本章重点：基于归结法的系统。本章难点：公式的证明。建议：本章内容重点是归结法。关于归结法主要就是利用它进行的证明。那么需要结合课后作业题对用归结法进行的证明加深掌握。第五章人工智能系统规划方法（讲课4学时）$5-1规划S5-2机器人问题求解S5-3规划的表示问题$5-4使用目标堆栈的简单规划方法S5-5用目标集的非线性规划方法S5-6分层规划方法学习要求：掌握规划方法，明白复杂问题分解成子问题后其间存在的相互作用如何处理以及如何联合各子问题的解来构造出关于原始问题的解。掌握使用规划的方法，能够建立一个目标堆栈来存放子目标及实现它们所提出来的一些算子。知道使用目标集进行规划的方法。对于很复杂的人工智能系统能够用多层规划的思想解决问题。本章重点：规划方法的使用。本章难点：非线性规划法。建议：本章主要为各种算法。需要结合实际和实例进行教学，通过典型例题来理解方法和思路，突出概念。不但要掌握算法的原理，各种算法的实现方法也要在教学过程中加以介绍。三、考核方式、方法考试形式采用闭卷笔试，题型有：填空、选择题、问答题、计算题

§4-2 归结 §4-3 归结反演系统 §4-4 基于归结法的问答系统 §4-5 基于归结的自动程序综合 §4-6 基于归结的问题求解方法 §4-7 基于规则的正向演绎系统 §4-8 基于规则的反向演绎系统 §4-9 基于规则的演绎系统的几个问题 学习要求：了解在定理证明系统中，反演法最简单有效。掌握归结反演法的原理。掌 握利用归结反演法提取问答的方法。掌握基于规则的演绎系统。它主要强调直接使用规则进 行演绎，分为正向演绎和逆向演绎两种，都要进行掌握。 本章重点：基于归结法的系统。 本章难点：公式的证明。 建议：本章内容重点是归结法。关于归结法主要就是利用它进行的证明。那么需要结合 课后作业题对用归结法进行的证明加深掌握。 第五章 人工智能系统规划方法（讲课 4 学时） §5-1 规划 §5-2 机器人问题求解 §5-3 规划的表示问题 §5-4 使用目标堆栈的简单规划方法 §5-5 用目标集的非线性规划方法 §5-6 分层规划方法 学习要求：掌握规划方法，明白复杂问题分解成子问题后其间存在的相互作用如何处理 以及如何联合各子问题的解来构造出关于原始问题的解。掌握使用规划的方法，能够建立一 个目标堆栈来存放子目标及实现它们所提出来的一些算子。知道使用目标集进行规划的方 法。对于很复杂的人工智能系统能够用多层规划的思想解决问题。 本章重点：规划方法的使用。 本章难点：非线性规划法。 建议：本章主要为各种算法。需要结合实际和实例进行教学，通过典型例题来理解方法 和思路，突出概念。不但要掌握算法的原理，各种算法的实现方法也要在教学过程中加以介 绍。 三、考核方式、方法 考试形式采用闭卷笔试，题型有：填空、选择题、问答题、计算题

四、建议教材及教学参考书教材：林尧瑞主编，《人工智能导论》清华大学出版社参考书：[1】N.J尼尔逊，人工智能原理，科学出版社，1983[2]P.H.温斯顿，人工智能，科学出版社，1983[3]E.丽奇，人工智能引论，广东科技出版社，1986[4】谢铭培，智能模拟，国防工业出版社，1981

四、建议教材及教学参考书 教材：林尧瑞主编，《人工智能导论》 清华大学出版社 参考书： [1] N.J 尼尔逊，人工智能原理，科学出版社，1983 [2] P.H.温斯顿，人工智能，科学出版社，1983 [3] E.丽奇，人工智能引论，广东科技出版社，1986 [4] 谢铭培，智能模拟，国防工业出版社，1981