人工智能与计算机导论（微课版）-教学大纲

《人工智能导论》教学大纲课程编号K100101420课程性质通识教育类课程课程名称人工智能导论IntroductiontoArtificialIntelligence学分/学时2学分/32学时考核方式线上学习/课后作业/实验平时/随堂测验/课堂表现/期末考试开课年级学期一年级第1学期开课单位人工智能学院适用专业所有本科生专业教学语言中文先修课程无教材[1]宁爱军，贾宝会等.人工智能与计算机导论（微课版）[M].北京：人民邮电出版社，2025.8.执笔人宁爱军审核人陈亚瑞批准人陈亚瑞修订时间2025.8一、课程简介《人工智能导论》是面向所有本科专业学生开设的通识必修课。教学目的主要是培养学生智能思维和计算思维，理解人工智能基本原理、计算机系统结构、计算机网络、信息安全技术、具备探索发现问题、分析问题、使用人工智能技术解决专业、工作、学习问题的能力；具备使用计算机技术解决实际问题的能力；通过自主学习、小组实践和人工智能辅助学习，具备自主学习、团队协作、终身学习的能力。党的二十大报告指出“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。”，报告内容为教学、科研和人才培养指明了方向。课程坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，培养学生增强“四个意识”、坚定“四个自信”、坚决做到“两个维护”，贯彻落实立德树人的根本任务，在教学过程中将专业知识和课程思政有机统一，潜移默化地融入课程思政要素，激发学生的担当意识和爱国情怀，对树立学生正确的人生观和价值观起到了引领作用。课程主要内容包括人工智能基础、人工智能相关技术、人工智能创新与实践；计算机系统结构、计算机硬件和软件、网络、信息安全等信息技术；物联网、云计算、大数据；WPS文字、表格和演示的高级应用。二、课程目标通过本课程的理论学习和实践，使学生达到以下知识能力目标。（一）思政育人目标1.通过课程学习和实践，课程思政元素的有机融合，激发学生的担当意识和爱国情怀，引领学生树立正确的人生观和价值观。2.使学生具备良好的职业道德，具有自主学习、团队协作、终身学习的能力。（二）知识能力目标1.能正确能理解和综述人工智能基础、人工智能相关技术，以及计算机系统结构、计算机硬件和软件、网络、信息安全，物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术。2.能探索发现问题，使用人工智能技术解决问题；能使用EasyDL进行人工智能模型训练和开发；能使用WPSAI提示词完成文档创作和数据处理；能独立完成智能体的设计、开发和使用。能使用WPS快速进行文档处理、数据处理、分析和可视化等。三、课程目标、教学方法与毕业要求的对应关系课程目标与毕业要求指标点的对应关系，如下。毕业要求毕业要求指标点课程目标及支撑关系教学方法1.工程知识(H)1.2能够针对计算机及相关技术领域具体对象建立合适的数学模型并求解；课程目标1多媒体讲授、理论联系实际、案例分析5.使用现代工具：（H）5.1各专业培养方案中，关于使用现代工具的指标点。课程目标2上机实验、多媒体讲授、理论联系实际四、教学基本内容（注：标注“★”的为线下重点讲解的内容）第1章：人工智能基础与能力（支持课程目标1、课程目标2）教学内容：尔雅通识课《人工智能与创新》，线上课：人工智能概览：什么是AI，计算技术的发展概况，AI的技术领域、应用领域和发展方向，AI的风险与挑战，中国AI发展的困境与道路选择，对未来社会的预测，AI对教育的挑战与应对。2．人工智能的相关技术：算法、大数据和算力，机器学习，神经网络结构与深度学习，LM、Transformer和LLM，基座模型与垂直领域模型，AI与大数据，AI芯片层算力，并行计算架构层算力，哲学视角下的AI。3．人工智能的能力（1）1让AI更好地理解我。（2）“现场招生咨询”的必要性研究——AI辅助确认研究主题和研究方案。（3）短期租赁房屋受欢迎程度的影响因素分析——AI辅助论文综述撰写。（4）撰写社会实践报告。（5）口述历史访谈提纲的编写。（6）短视频对青少年的健康影响分析。（7）中国新能源汽车主要品牌销量分析。（8）构建人物关系图谱。（9）制作AI编程助手。（10）心理咨询机器人的设计与制作。（11）矩阵乘法微信小程序开发。线下课：1．人工智能概述。人工智能的起源，人工智能的定义，人工智能的三次浪潮。★2．人工智能的相关技术。计算机视觉，机器学习，自然语言处理，机器人技术，语音识别技术。★3．人工智能的应用。无人驾驶，人脸识别，机器翻译，AIGC。★4．计算思维与人工智能思维。计算思维，人工智能思维。★5．关于AI应用与伦理的专题研讨。在基础课程学习阶段，学生的主要任务是扎实基础知识和提升基本能力，暂不支持使用AIGC。如果过早使用AIGC，会导致对AI的依赖，影响知识和能力形成与发展；而在完成作业、项目设计、撰写报告及论文等高级学习任务时，因为知识产权和法律法规问题，同样暂不鼓励使用AIGC。重点：人工智能相关技术。难点：人工智能相关技术。教学要求：1．能描述AI的概念，应用领域等。2．能描述AI相关的技术及其应用，以及对人们生活的影响。3．培养学生的提出问题、探索问题本质、提出解决方案、实施解决方案的能力。4．使用线上尔雅通识课《人工智能与创新》，线上自主学习视频，完成作业，完成期末测试。思政元素：家国情怀，探索创新；社会责任，人文素养。思政设计：通过讨论中国国内AI领域的发展现状，AI芯片的发展，使得学生能够理解中国AI的发展，培养学生的家国情怀、探索创新的意识。（2）通过短视频对青少年的健康影响、心理咨询机器人、社会实践报告案例学习和研讨，培养学生的社会责任和人文素养。第2章人工智能实践与创新（支持课程目标2）教学内容：1．百度人工智能体验（1）图像识别，图像增强与特效，人脸与人体识别，语音技术，语言理解，语言生成，通用文字识别，卡证文字识别，交通文字识别，票据文字识别，其他文字识别。（2）实验1-百度人工智能体验。★2．EasyDL（1）EasyDL简介，人工智能产品开发流程：①分析业务需求；②采集/收集数据；③标注数据；④训练模型；⑤评估模型效果；⑥部署模型。（2）实验2-EasyDL模型训练。★3．WPSAI：（1）WPSAI文字：AI生成通知申请证明，灵感市集，AI排版，AI伴写，AI全文总结。（2）WPSAI表格：AI写公式：成绩判断，提取身份证信息，提取文本，文本处理，AI条件格式。（3）WPSAI演示：AI生成PPT、文档生成PPT、生成单页PPT。（4）实验3-WPSAI提示词应用。★4.智能体设计。（1）AI智能体的基本概念与架构，（2）通过设计AI智能体来解决特定问题，设计、测试、发布AI智能体。（3）实验4-智能体设计。★重点：人工智能体验、EasyDL模型训练、WPSAI提示词、智能体设计。难点：EasyDL模型训练、智能体设计。教学要求：1．能使用人工智能技术，并分析人工智能技术的应用场景。2．能提出问题、分析问题、进行人工智能模型的训练和部署。3．能使用WPSAI提示词，快速完成文字处理、数据处理。4．能够结合本专业的需要，设计和开发智能体。思政元素：探索创新，自主学习。思政设计：通过百度人工智能体验、EasyDL模型训练、WPSAI提示词应用和智能体设计实验，培养学生的智能思维和应用能力。第3章计算机体系结构（支持课程目标1）教学内容：1．计算工具。计算工具的发展，元器件的发展。2．二进制。进位计数制，不同进制数转换，二进制与元器件，存储单位。★3．数据编码。计算机中数字的表示，西文字符的表示，汉字编码，图像的数字化编码，声音的数字化编码，数据压缩技术。★4．图灵机与冯·诺依曼计算机。图灵与图灵机，冯·诺依曼计算机系统结构，存储程序控制原理。★重点：二进制，数据编码，冯诺依曼计算机体系结构。难点：二进制与数据编码。教学要求：1．能综述进位计数制，能完成不同技术制的转换2．能综述各种数据的数据编码。3．能综述冯·诺依曼计算机系统结构。思政元素：文化自信，数据思维。思政设计：通过中国周易学说，理解中国文化在计算机发展的贡献，培养学生的文化自信；冯诺依曼体系结构对计算机发展的影响，计算机系统各部件分工协作与社会集体的分工协作的关系，培养数据思维。第4章计算机硬件系统（支持课程目标1）教学内容：1．微型计算机结构。★2．微型计算机硬件组成。主板，微处理器，计算机的存储体系，输入设备和输出设备 ，接口。★3．选购计算机的策略。4．人工智能与计算机硬件。人工智能服务器，人工智能芯片。★重点：微型计算机结构，微型计算机硬件组成。难点：微型计算机结构。教学要求：1．能综述现代计算机的结构。2．能正确认识微型计算机的性能指标，能选择适合的计算机配置。思政元素：自力更生，艰苦风斗，家国情怀，探索创新。思政设计：通过集成电路的思想的引入，使得学生理解系统设计的思维；通过芯片发展之路，光刻机的研发与卡脖子，使得学生深刻理解技术卡脖子问题，自主知识产权问题，理解自力更生艰苦风斗精神。通过引入我国高性能计算的发展，天河一号、二号、太湖之光案例，使得学生认识到中国超算的先进性，培养学生的加过情况，激发探索创新的意识。第5章计算机软件系统（支持课程目标1）教学内容：1．软件系统概述。软件与硬件的关系，系统软件，应用软件。★2．操作系统。进程管理，存储管理，磁盘和文件管理，设备管理。★3．Linux和银河麒麟操作系统。4．人工智能软件。人工智能软件的概念和现状，人工智能开发框架，人工智能操作系统。★重点：操作系统的基本功能。难点：操作系统的基本功能。教学要求：1．能正确综述软件，软件与硬件的关系。2．能综述操作系统的基本功能，操作系统的功能。思政元素：家国情怀，探索创新。思政设计：通过引入国产操作系统、数据库系统，引发学生对国产信创产品的兴趣，推广国产软件的应用，培养学生家国情怀和探索创新意识。第6章计算机网络技术（支持课程目标1）教学内容：1．网络概述。网络定义、主要功能，网络的发展历史。2．网络的分类。按地理范围分类、使用范围分类、网络拓扑结构分类。3．网络体系结构与协议。网络体系结构，TCP/IP协议。4．TCP/IP的网络访问层。网络传输介质，硬件设备。★5．TCP/IP的网络层。IP地址，IP地址分层结构，特殊IP地址，Ping命令、路由器。★6．TCP/IP传输层。★7．TCP/IP应用层。端口号，DNS，WWW服务，电子邮件，FTP，远程登录与远程桌面。★8．局域网接入Internet。9．计算机网络与人工智能。★重点：IP地址、端口号与域名；局域网接入Internet。网络应用层的各项协议的应用。难点：IP地址、端口号与域名。教学要求：1．能综述网络体系结构与分层的思想，各层的技术要点，能应用网络技术解决问题；能设计小型局域网接入Internet；能分析网络中出现的故障原因。思政元素：家国情怀，文化自信。思政设计：通过华为5G发展的案例，理解国家网络技术发展的状况，培养学生的家国情怀和文化自信；通过网络协议的分层思想，培养分层的设计思维。第7章信息安全技术（支持课程目标1）教学内容：1．信息安全概述。信息安全的含义，信息安全的风险来源。★2．信息安全防范措施。数据备份，双机热备份，数据加密，数字签名，身份认证，防火墙，漏洞、后门、补丁程序和安全卫士，提高物理安全。★3．计算机病毒和木马。病毒概述，病毒的传播途径，病毒防治，木马。★4．人工智能与信息安全。★重点：1．信息安全的含义，信息安全的防范措施。2．计算机病毒与木马。难点：1．信息安全的防范措施，病毒与木马教学要求：1．理解信息安全的含义，具备较强的信息安全意识和能力；形成正确的国家安全观。2．能综述信息安全的含义，能使用各种信息防范措施解决信息安全问题；能分析信息安全事件中的安全问题思政元素：国家安全意识，法律意识。思政设计：通过剖析棱镜门事件和AFgl病毒与伊拉克战争案例，深刻理解信息安全的理念，树立国家安全意识；通过图书盗版案例，使得学生建立知识产权保护意识。第9章物联网导论（支持课程目标1）教学内容：1．物联网概述。★2．感知层。射频识别，二维码，传感器，定位技术。★3．网络层。移动通信系统，ZigBee。★4．应用层。智能家居，智能交通。★5．物联网与人工智能。★重点：物联网的分层结构，物联网感知层与网络层。难点：物联网感知层技术。教学要求：1．理解物联网的基本原理和技术要点，掌握物联网的应用场景。第10章云计算导论（支持课程目标1）教学内容：1．云计算概述。云计算概念，特征，云计算业务模型。★2．云计算相关技术。硬件技术、分布式技术、虚拟化技术。★3．云计算的应用领域。★4．云计算的应用实践。5．云计算与人工智能。★重点：云计算的结构，技术要点难点：云计算相关技术。教学要求：1．理解云计算的基本原理和技术要点，掌握云计算的应用场景。第11章大数据导论（支持课程目标1）教学内容：1．大数据概述。★2．大数据处理过程。数据采集与预处理、数据管理、数据处理、数据可视化。★3．大数据的应用。★4．大数据与人工智能。★重点：大数据的处理过程、技术要点难点：大数据与人工智能的关系。教学要求：1．理解大数据的处理过程，掌握大数据的应用场景。思政元素：数据思维，法律意识。思政设计：通过网络杀熟的案例，理解大数据的概念与处理过程，树立大数据的数据思维，以及尊重个人隐私的法律意识。第12章WPS文字高级应用（支持课程目标2）教学内容：1．文字处理操作。文字处理基本操作、查找与替换、邮件合并。2．样式。创建样式、应用样式、修改样式。3．页眉页脚：分页符和分节符、设置页眉页脚、设置页码。4．其他文档排版方法：多级列表、题注、脚注与尾注、交叉引用、参考文献、自动生成目录。5．审阅文档：批注、修订。6．实验：WPS练习系统，综合练习。重点：1．文档排版中能够提高效率和准确性的各项高级工具。2．通过实验练习上述高级工具。难点：分节的方法，文档中设置不同页眉页脚。教学要求：1．掌握灵活使用高级排版技术，能够快速、高效、准确地完成工作。2．掌握WPS文字高级排版技巧，能高效快速完成排版工作。第13章WPS表格高级应用（支持课程目标2）教学内容：1．表格编辑：WPS表格基本操作、输入数据、填充、复制与选择性粘贴、条件格式。2．公式与计算：运算符与表达式、输入公式、函数。3．单元格引用：相对地址引用、绝对地址引用、混合地址引用、外部引用。4．常用函数：MAX函数与MIN函数、IF函数、SUMIF函数与SUMIFS函数、AVERAGEIF函数、COUNT函数与COUNTA函数、COUNTIF函数与COUNTIFS函数、VLOOKUP函数与HLOOKUP函数。5．数据处理与分析：数据有效性、数据排序、数据筛选、删除重复项、分类汇总、数据透视表。6．图表：创建图表、编辑图表。7．实验：WPS练习系统，综合练习。重点：1．数据处理与分析中能够提高效率和准确性。2．公式函数，数据处理与分析。难点：公式函数，数据处理与分析。教学要求：1．掌握灵活使用高级排版技术，能够快速、高效、准确地完成工作。2．掌握WPS文字高级排版技巧，能高效快速完成排版工作。第14章WPS演示高级应用（支持课程目标2）教学内容：1．演示文稿的设计理念：演示文稿的内容设计、演示文稿设计的原则。2．创建演示文稿：新建演示文稿、幻灯片版式、新建幻灯片、添加元素。3．演示文稿设计：概述、母版、幻灯片切换、幻灯片动画。4．演示文稿交互：超链接、动作按钮、幻灯片放映。5．实验：WPS练习系统，综合练习。重点：1．快速高效设计演示文稿。2．演示文稿的设计理念。难点：幻灯片动画设计教学要求：1．能使用WPS快速完成演示文稿设计，结构合理，美观，整体效果好。五、教学进度与学时分配本课程采用线上学习、线下学习、上机实验的教学模式，学时分配与教学安排下表。章节名称对应的课程目标讲授线上上机实验测试第1章人工智能基础课程目标125测试01第2章人工智能实践与创新课程目标226实验1-百度人工智能体验实验2-EasyDL模型训练实验3-WPSAI提示词应用实验4-智能体设计第3章计算机系统结构课程目标131测试02第4章计算机硬件系统课程目标121测试03第5章计算机软件系统课程目标121第6章计算机网络技术课程目标131测试04第7章信息安全技术课程目标131测试05第9章物联网课程目标111测试06第10章云计算课程目标111第11章大数据课程目标111第12章WPS文字高级应用课程目标214实验5-WPS文字测试07第13章WPS表格高级应用课程目标212实验6-WPS表格第14章WPS演示高级应用课程目标212实验7-WPS演示合计182414六、复杂工程问题与教学环节对应关系复杂工程问题特征对应教学环节特征1：必须运用深入的工程原理经过分析才能得到解决第1章人工智能基础特征2：需求涉及多方面的技术、工程和其它因素，并可能相互有冲突实验4-智能体设计特征3：需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中体现出创造性实验2-EasyDL模型训练特征4：不是仅靠常用方法即可解决第14章WPS表格高级应用特征5：问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业标准和规范中特征6：问题相关各方利益不完全一致；特征7：具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题第2章人工智能实践与创新七、课程的考核环节及课程目标达成度自评方式（一）课程的考核环节及评分标准评价方式比例考核/评价细则平时成绩线上学习10%在教师的指导下，完成线上课《人工智能与创新》视频和习题。完成线上课程的测试。视频30%+课后习题30%+线上测试40%。课后作业10%完成各章选择题和主观题。不能简单以是否提交为评分标准，应对质量进行评判。特别要甄别抄袭现象并进行处理。实验平时25%包括WPS练习10%、其他实验15%，各实验分值见下表。不能简单以是否提交为评分标准，应对质量进行评判。实验分值平台实验1-百度人工智能体验1百度平台实验2-EasyDL模型训练5百度平台实验3-WPSAI提示词应用4WPSAI实训平台实验4-智能体设计5智谱清言等实验5-WPS文字10WPS实训平台实验6-WPS表格WPS实训平台实验7-WPS演示WPS实训平台合计25随堂测验10%雨课堂随机抽题闭卷考试，独立完成，不得参考教材和交流。课堂表现5%按照学生的课堂互动、课内答题、课内研讨等情况综合评价。期末考试成绩40%单项选择题70分，主要考核各项知识点的掌握情况；主观题（2道综述题共30分）包括各章知识点，符合教学大纲要求。试卷能全面考核本课程的人工智能、计算机系统结构、计算机硬件软件、网络、信息安全、物联网、云计算、大数据等内容。雨课堂题库随机抽题组卷，纸质试卷闭卷考试，考试时长100分钟。期末考试达标线：设定期末考试卷面成绩达标线为60分。线上学习评分标准表观测点评分观看视频超星学习通自动评分完成习题超星学习通自动评分线上测试超星学习通自动评分课后作业评分标准表观测点9~10分7~8分6~4分0~3分主观题进度按时完成按时完成延时完成补交主观题基本概念掌握程度概念清晰概念较清晰概念基本清晰基本概念不清主观题解决问题的正确性正确较正确基本正确多数错误主观题书写与图表的工整程度与表述书写工整，条理清晰书写较工整，表述基本清晰书写潦草，表述不清晰缺乏条理选择题雨课堂自动评分实验平时评分标准表观测点9~10分7~8分6~4分0~3分进度按时完成按时完成延时完成补交基本概念掌握程度概念清晰概念较清晰概念基本清晰基本概念不清解决问题的正确性正确较正确基本正确多数错误书写与图表的工整程度与表述书写工整，条理清晰书写较工整，表述基本清晰书写潦草，表述不清晰缺乏条理随堂测验评分标准表观测点评分线上测试雨课堂自动组卷，系统自动评分。课堂表现评分标准表观测点9~10分7~8分6~4分0~3分课堂知识点答题好较好一般较差课堂互动、课内答题、课内研讨、考勤好较好一般较差（二）课程目标达成度评价方式课程目标达成度包含各个分目标的达成度Di，具体计算方法如下：式中：Di为课程目标i的达成度；K为考试成绩占总成绩的百分比；Ai为课程目标i的卷面平均得分与课程目标i的卷面满分之比；Pj为平时成绩j的占比；Bij为课程目标i中平时成绩j的平均得分与满分之比；课程目标i=1、2，平时成绩j=1、2、3、4、5；《人工智能导论》课程大纲考核部分的参考分值如下表，实际考试分值可根据出题情况适当调整。其中，线上学习占10%（即P1=0.1）、课后作业占10%（即P2=0.1）、实验平时占25%（即P3=0.25）、随堂测验占10%（即P4=0.1）、课堂表现占5%（即P5=0.05）、考试成绩占40%（即K=0.4），六项满分均为100分。课程目标考试试题占分比%线上学习占比%课后作业占比%实验平