人工智能與Python程序設(shè)計教學(xué)大綱課程簡介“人工智能與Python程序設(shè)計”是一門本科生人工智能入門課程，同時也是統(tǒng)領(lǐng)后續(xù)人工智能教學(xué)和知識普及的引領(lǐng)課程，把學(xué)生引進(jìn)人工智能理論與實(shí)踐的大門。它的目標(biāo)有兩個：一個是擴(kuò)展學(xué)生在人工智能方面的視野培養(yǎng)興趣，對人工智能的方法論和應(yīng)用領(lǐng)域有一個全面的認(rèn)識，另一個是為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實(shí)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)人工智能理論研究和實(shí)踐應(yīng)用人才。教學(xué)內(nèi)容分為四大部分，分別是人工智能概論、Python編程語言基礎(chǔ)、人工智能模型與深度學(xué)習(xí)平臺初步、大規(guī)模人工智能實(shí)踐。教學(xué)目標(biāo)在知識水平方面，培養(yǎng)學(xué)生掌握用python語言設(shè)計人工智能算法程序解決實(shí)際問題的能力；在綜合能力方面，通過創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)那榫硢栴}加強(qiáng)教學(xué)知識的形成和學(xué)生學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)，注重學(xué)生的動手、操作能力的訓(xùn)練。在實(shí)踐作業(yè)中讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)人臉識別和機(jī)器自動寫詩等實(shí)際應(yīng)用，體會有用并且有趣的人工智能技術(shù)。在大項目與大作業(yè)的實(shí)踐過程中，強(qiáng)調(diào)同學(xué)間的相互交流與合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力。課程訓(xùn)練環(huán)節(jié)設(shè)計1.案例驅(qū)動和教師演示:課堂采用PPT講授和現(xiàn)場運(yùn)行程序的方式進(jìn)行教學(xué)，在上機(jī)課安排學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力；2.卷積的實(shí)現(xiàn)與效果觀察：了解卷積操作和定義和效果，用Python實(shí)現(xiàn)二維卷積操作并觀察其在圖像變換上的效果。3.文本詞頻統(tǒng)計：統(tǒng)計給定文本文件的詞頻與并進(jìn)行可視化展示，使用Python完成多個文本文件的讀取、分詞、詞頻統(tǒng)計、畫圖展示等自動文本處理任務(wù)。4.實(shí)現(xiàn)邏輯斯蒂回歸：實(shí)現(xiàn)并測試邏輯斯蒂回歸（Logisticregression）算法，使用Python語言實(shí)現(xiàn)邏輯斯蒂回歸模型和基于梯度下降的模型訓(xùn)練算法。5.基于PyTorch的邏輯斯蒂回歸模型：使用PyTorch庫，實(shí)現(xiàn)LogisticRegression算法，并在真實(shí)數(shù)據(jù)集上驗(yàn)證算法的性能。6.MINIST-fashion圖像分類：使用PyTorch庫搭建一個基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度圖像分類模型，完成包括數(shù)據(jù)讀取、定義CNN模型、定義損失函數(shù)、模型的訓(xùn)練和測試等使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)解決實(shí)際問題的完整流程。教學(xué)進(jìn)度安排教學(xué)周：第1周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：人工智能和Python語言概述【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解本課程全貌、簡介人工智能概念與發(fā)展歷史、介紹Python語言及其編程環(huán)境，具體包括：1.人工智能導(dǎo)語2.Python語言在人工智能應(yīng)用開發(fā)中的重要作用3.Python語言與C語言的區(qū)別（編譯型語言與解釋型語言的區(qū)別）4.Python語言概述5.開發(fā)環(huán)境配置6.Anaconda與PythonIDE【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.思考：舉出3個你認(rèn)為具有智能的產(chǎn)品，再舉出3個認(rèn)為不具備智能的產(chǎn)品，說出你的理由。2.在自己的機(jī)器上安裝Anaconda和PyCharm，預(yù)備后續(xù)學(xué)習(xí)環(huán)境；教學(xué)周：第1周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python基本語法元素【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】通過實(shí)例掌握Python語言的基本語法（縮進(jìn)、變量、命名等），掌握Python語言繪制圖形的一般方法，了解Python標(biāo)注庫的導(dǎo)入和使用，具體包括：1.Python程序?qū)嵗馕?.基本語法元素分析（格式框架、注釋、命名與保留字、字符串、賦值語句、分支語句、input、print、eval函數(shù)）3.演示Python調(diào)試環(huán)境PyCharm的安裝和使用方法【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】思考：比較分析Python語言和程序設(shè)計I中的C語言的優(yōu)劣，你更喜歡哪種語言的風(fēng)格教學(xué)周：第2周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python基本數(shù)據(jù)類型【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】掌握三種數(shù)字類型的概念和使用，了解它們在計算機(jī)中的表示方法并運(yùn)用Python標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)庫進(jìn)行數(shù)值計算；掌握字符串類型的概念、使用方法、格式化操作方法和應(yīng)用等，具體包括：1.基本數(shù)據(jù)類型（整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、復(fù)數(shù)）2.數(shù)值運(yùn)算操作與運(yùn)算函數(shù)3.數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換4.math庫5.字符串類型及操作（字符串操作符、處理函數(shù)）【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.布置作業(yè)：用Python字符串操作功能實(shí)現(xiàn)文本進(jìn)度條2.思考：與C語言的int、float、double、char*等具有顯示定義的數(shù)據(jù)類型比較，Python的基本數(shù)據(jù)類型在定義和操作上有何特點(diǎn)？方便之處在哪里？可能產(chǎn)生的問題有哪些？教學(xué)周：第2周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：程序的控制結(jié)構(gòu)和異常處理【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】介紹：了解程序基本結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)，運(yùn)用Python中的if、else、elif等語句實(shí)現(xiàn)分支；掌握程序循環(huán)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用Python中的for和while語句實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)；了解程序異常處理及方法。具體包括：1.程序的分支結(jié)構(gòu)2.程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)3.程序異常處理方法【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.思考：調(diào)研歷史上求圓周率的幾大類2.布置大作業(yè)：二維卷積的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用教學(xué)周：第3周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python函數(shù)的定義與應(yīng)用【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】理解函數(shù)的定義，掌握函數(shù)的基本使用方法；理解函數(shù)的調(diào)用過程，掌握lambda函數(shù)；理解并掌握函數(shù)的參數(shù)傳遞，理解可選參數(shù)、可變數(shù)量參數(shù)、名稱傳遞、返回值以及函數(shù)對變量的作用；具體內(nèi)容包括：1.函數(shù)的基本使用2.函數(shù)的參數(shù)傳遞3.代碼復(fù)用與模塊化設(shè)計4.函數(shù)遞歸【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.查閱資料，了解python和C的函數(shù)定義、使用、參數(shù)傳遞等方面的異同；2.利用datatime庫，編程實(shí)現(xiàn)七段數(shù)碼管繪制；3.利用遞歸思想，編程實(shí)現(xiàn)科赫曲線繪制；4.課后練習(xí)5.1-5.7，利用遞歸算法解決漢諾塔難題。教學(xué)周：第3周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python組合數(shù)據(jù)類型（一）【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解三類基本組合數(shù)據(jù)類型（序列、集合、映射）；理解列表概念并掌握Python中列表的使用，運(yùn)用列表管理采集的信息；掌握jieba庫，能夠處理一組數(shù)據(jù)，并處理中文文本；能夠?qū)χ形奈谋具M(jìn)行分詞，運(yùn)用列表進(jìn)行詞頻統(tǒng)計。1.組合數(shù)據(jù)類型概述2.列表類型與操作3.jieba庫的使用與詞頻統(tǒng)計【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.查閱網(wǎng)絡(luò)資料了解Python中列表和C中數(shù)組的異同；2.查閱資料，探索jieba庫的更多功能；3.程序練習(xí)題6.1-6.6.4.布置作業(yè)：讀多個文本文件，統(tǒng)計字符頻率教學(xué)周：第3周第3次

教學(xué)方式：實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課時：8學(xué)時實(shí)驗(yàn)名稱：卷積的實(shí)現(xiàn)與效果實(shí)驗(yàn)分組：1人/組【實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排】實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：了解卷積操作和定義和效果，用Python實(shí)現(xiàn)二維卷積操作并觀察其在圖像變換上的效果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.給定一幅圖片的矩陣表達(dá)的卷積核和卷積操作的數(shù)學(xué)定義，用Python的math庫實(shí)現(xiàn)卷積操作，對比轉(zhuǎn)換之前和之后圖片的異同；2.變換不同的卷積核，對比不同的卷積核對轉(zhuǎn)換后圖片的影響。

教學(xué)周：第4周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python組合數(shù)據(jù)類型（二）【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】掌握集合、字典概念，并掌握Python中集合和字典的使用；了解Listslice用法；了解列表推導(dǎo)式（ListComprehension）用法；了解collections中DefaultDict、Counter等數(shù)據(jù)類型的用法。1.集合類型的概念與操作2.字典類型的概念與操作3.組合數(shù)據(jù)類型高級操作【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.查閱網(wǎng)絡(luò)資料了解訪問集合和字典中的時間復(fù)雜度；2.查閱資料了解collections和itertools模塊中的類型和函數(shù)的用法；3.leetcode等集合、字典相關(guān)編程題練習(xí)。教學(xué)周：第4周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：PythonIO編程和數(shù)據(jù)格式化【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解Python語言對文件、系統(tǒng)目錄的支持，熟悉并會使用Python對二進(jìn)制文件和非二進(jìn)制文件的讀、寫、追寫等操作。1.文件（含二進(jìn)制）打開、關(guān)閉、讀寫2.PythonCSV標(biāo)準(zhǔn)庫的介紹3.CSV文件讀寫：一，二維數(shù)據(jù)格式化與處理4.表單數(shù)據(jù)的索引與打印【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.查閱網(wǎng)絡(luò)資料了解文件的范疇，可讀可寫等權(quán)限屬性；2.查閱資料了解try-except語法在文件讀寫中的作用；3.查閱資料了解PythonCSV的更多高階使用方法。教學(xué)周：第5周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python面向?qū)ο缶幊蹋ㄒ唬菊n堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解面向?qū)ο缶幊谈拍睿烂嫦蜻^程與面向?qū)ο缶幊痰牟町悾煜ython在面向?qū)ο缶幊讨械牟僮鳎珙悾瑢?shí)例，訪問限制等。1.面向?qū)ο缶幊探榻B2.Python面向?qū)ο缶幊讨蓄惡蛯?shí)例的概念3.數(shù)據(jù)封裝4.訪問限制【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.閱讀推薦材料中關(guān)于python面向?qū)ο缶幊痰南嚓P(guān)資料；2.思考C++語言同Python語言在面向?qū)ο筮^程中的共性和差異性。教學(xué)周：第5周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python面向?qū)ο缶幊蹋ǘ菊n堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解面向?qū)ο缶幊痰母唠A概念，熟悉Python在面向?qū)ο缶幊讨械睦^承和多態(tài)；對象信息獲取等。1.面向?qū)ο缶幊讨欣^承和多態(tài)2.獲取對象信息3.實(shí)例屬性和類屬性4.學(xué)生信息類示例【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.閱讀推薦材料中關(guān)于python面向?qū)ο缶幊痰南嚓P(guān)資料；2.深入思考C++語言同Python語言在面向?qū)ο筮^程中的共性和差異性。教學(xué)周：第5周第3次

教學(xué)方式：實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課時：8學(xué)時實(shí)驗(yàn)名稱：文本文件的詞頻統(tǒng)計實(shí)驗(yàn)分組：1人/組【實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排】實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：統(tǒng)計給定文本文件的詞頻與展示。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.讀取多個文本文件，對文件進(jìn)行分詞等操作；2.基于字典等數(shù)據(jù)類型計算詞頻；3.統(tǒng)計詞頻與打印輸出。4.畫圖展示教學(xué)周：第6周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python面向?qū)ο箜椖糠治觥菊n堂教學(xué)內(nèi)容與要求】以一個Python程序?yàn)槔唧w分析如何使用面對對象程序設(shè)計方法對程序代碼進(jìn)行組織和管理；通過具體案例講解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想以及基礎(chǔ)語法，要求掌握向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想和面向過程程序設(shè)計思想的主要區(qū)別與不同。【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.查閱網(wǎng)上資料，進(jìn)一步閱讀更多的面向?qū)ο蟪绦虬咐?.練習(xí)使用面向?qū)ο笏枷胫貥?gòu)之前作業(yè)的代碼教學(xué)周：第6周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python進(jìn)階【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】以不可變數(shù)據(jù)類型和可變數(shù)據(jù)類型的區(qū)別為例，講解Python中對象與引用的核心實(shí)現(xiàn)與使用機(jī)制【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】查閱網(wǎng)絡(luò)資料預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)Python中的對象與應(yīng)用教學(xué)周：第7周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Python數(shù)值計算與一元線性回歸【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】掌握Python三種第三方庫的安裝方法；了解科學(xué)計算的基本概念；掌握numpy庫，運(yùn)用numpy庫進(jìn)行矩陣分析與數(shù)值運(yùn)算；理解回歸問題流程，掌握線性回歸、梯度下降。1.第三方庫安裝2.Numpy庫使用3.圖像的矩陣表示和處理4.分類問題與線性回歸（linearregression）【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.進(jìn)一步熟練運(yùn)用numpy，探索numpy庫的更多功能；2.將疫情預(yù)測問題建模為回歸問題；3.布置作業(yè)：用numpy編程實(shí)現(xiàn)預(yù)測。教學(xué)周：第7周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：多元線性回歸【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】理解多元線性回歸問題流程，掌握線性回歸、梯度下降。學(xué)習(xí)邏輯回歸1.多元線性回歸2.Matplotlib的安裝和使用3.使用Matplotlib庫進(jìn)行圖表繪制4.邏輯回歸【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】查閱資料理解邏輯回歸(logisticsregression)，并用numpy實(shí)現(xiàn)邏輯回歸教學(xué)周：第7周第3次

教學(xué)方式：實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課時：8學(xué)時實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)現(xiàn)LogisticRegression實(shí)驗(yàn)分組：1人/組【實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排】實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：實(shí)現(xiàn)并測試Logisticregression算法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.理解LogisticRegression的公式2.依據(jù)公式中的梯度計算方法實(shí)現(xiàn)代碼3.測試代碼運(yùn)行的效果，觀察loss值下降的情況教學(xué)周：第8周第1次

教學(xué)方式：理論教學(xué)

課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：期中復(fù)習(xí)教學(xué)周：第8周第2次

教學(xué)方式：理論教學(xué)

課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：期中考試教學(xué)周：第9周第1次

教學(xué)方式：理論教學(xué)

課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：期中習(xí)題講解教學(xué)周：第9周第2次

教學(xué)方式：理論教學(xué)

課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：人工智能概述【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】介紹人工智能的基本概念，螺旋式的發(fā)展歷史（包括誕生、三次低谷、熱潮等）、不同的流派（如：符號主義、連接主義、行為主義）、人工智能涉及到的主要應(yīng)用領(lǐng)域以及當(dāng)前主流的人工智能方法（如：監(jiān)督學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等）1.人工智能的基本概念2.人工智能的發(fā)展歷史3.人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.閱讀相關(guān)材料，進(jìn)一步了解人工智能的起源和發(fā)展歷程；2.思考：人工智能不同流派的思想有何異同？3.思考：人工智能在未來會不會再次遇到低谷？

教學(xué)周：第10周第1次

教學(xué)方式：理論教學(xué)

課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：機(jī)器學(xué)習(xí)基本流程介紹【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】掌握機(jī)器學(xué)習(xí)中監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)的概念；掌握數(shù)據(jù)集劃分方法，理解樣本、訓(xùn)練數(shù)據(jù)、驗(yàn)證集、測試數(shù)據(jù)的概念和作用；理解機(jī)器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練過程，了解各種評價指標(biāo)，掌握機(jī)器學(xué)習(xí)模型的測試和評價方法。1.機(jī)器學(xué)習(xí)概述：監(jiān)督學(xué)習(xí)/無監(jiān)督學(xué)習(xí)2.數(shù)據(jù)集劃分3.訓(xùn)練過程4.測試和結(jié)果評估【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.查閱資料，了解半監(jiān)督學(xué)習(xí)、弱監(jiān)督學(xué)、自監(jiān)督學(xué)習(xí)的概念；2.查閱資料，了解有哪些常用的機(jī)器學(xué)習(xí)方法；3.針對圖像分類、文本分類等常見監(jiān)督學(xué)習(xí)問題，描述其樣本空間、訓(xùn)練集和測試集的構(gòu)成以及評價指標(biāo)的計算方法。教學(xué)周：第10周第2次

教學(xué)方式：理論教學(xué)

課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Pytorch簡介和安裝【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】理解深度學(xué)習(xí)的基本概念；了解有影響力的深度學(xué)習(xí)框架，了解Pytorch優(yōu)勢，了解GPU的概念和作用；掌握Pytorch安裝。1.深度學(xué)習(xí)簡介2.深度學(xué)習(xí)框架和Pytorch優(yōu)勢3.Pytorch安裝【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.查閱資料，了解Tensorflow，keras等其它深度學(xué)習(xí)框架；2.查閱資料，了解常見的GPU型號，了解cuda安裝；3.了解torchvision等配套包的安裝。教學(xué)周：第10周第3次

教學(xué)方式：實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課時：8學(xué)時（兩周完成）實(shí)驗(yàn)名稱：LogisticRegression的PyTorch實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)分組：1人/組【實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排】實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：使用PyTorch庫，實(shí)現(xiàn)LogisticRegression算法，并在真實(shí)數(shù)據(jù)集上驗(yàn)證算法的性能實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.基于PyTorch實(shí)現(xiàn)LogisticRegression算法；2.處理UCI收入預(yù)測數(shù)據(jù)集，思考如何處理離散特征；3.將數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練、驗(yàn)證、測試集；4.在訓(xùn)練集上訓(xùn)練LogisticRegression模型，在驗(yàn)證集上進(jìn)行調(diào)試，最后報告在測試集上的準(zhǔn)確率、召回率、F1值。教學(xué)周：第11周第1次

教學(xué)方式：理論教學(xué)

課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Pytorch基礎(chǔ)（一）【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解Pytorch的基本功能和動態(tài)圖機(jī)制；掌握Tensor的概念和基本操作1.Pytorch基本功能2.Tensor概念和基本操作【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.查閱資料，深入了解Pytorch的運(yùn)作機(jī)制，練習(xí)Tensor的各種操作和運(yùn)算；2.查閱資料，探索Pytorch的其它功能；教學(xué)周：第11周第2次

教學(xué)方式：理論教學(xué)

課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Pytorch基礎(chǔ)（二）【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解Pytorch自動求導(dǎo)機(jī)制，掌握Pytorch求導(dǎo)和訓(xùn)練方法；掌握nn工具箱，初步了解常用的層和非線性激活函數(shù)。1.自動求導(dǎo)機(jī)制2.nn工具箱【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】布置作業(yè)：用Pytorch實(shí)現(xiàn)LogisticRegression。教學(xué)周：第12周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：Pytorch神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解Pytorch對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的搭建方法和流程，掌握使用Pytorch對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法和策略1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述2.使用Pytorch搭建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.使用Pytorch訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】查閱資料，探索Pytorch的其它功能，學(xué)習(xí)搭建自己設(shè)計的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型教學(xué)周：第12周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：圖像數(shù)據(jù)講解，卷積操作講解【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】了解圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字化編碼、存儲等概念，介紹PIL圖像庫的使用，介紹卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并講解離散卷積的基本含義和操作方法。1.數(shù)字圖像介紹（灰度圖像，RGB圖像等）2.學(xué)習(xí)PythonPIL庫3.離散卷積的基本概念，計算方法和輸入輸出等4.Pytorch中卷積層的使用及相關(guān)參數(shù)介紹【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.拓展了解經(jīng)典的圖像處理算法，如sobel，sift，hog等；2.閱讀《深度學(xué)習(xí)框架PyTorch：入門與實(shí)踐》中卷積章節(jié)；3.拓展了解時域連續(xù)卷積同離散卷積的區(qū)別。教學(xué)周：第13周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：卷積網(wǎng)絡(luò)介紹【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】介紹當(dāng)前圖像卷積網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，主要介紹VGG網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和其變種，并講解卷積網(wǎng)絡(luò)中的基本構(gòu)成，簡略概述不同網(wǎng)絡(luò)間的差異1.從ImageNetchallenge講起，介紹圖像識別的發(fā)展脈絡(luò)2.介紹卷積網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成，如卷積，池化，批標(biāo)準(zhǔn)化，全連接等3.介紹VGG網(wǎng)絡(luò)4.對比不同卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展差異【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.閱讀文獻(xiàn)《VeryDeepConvolutionalNetworksforLarge-ScaleImageRecognition》；2.通過Imagenet官網(wǎng)了解圖像識別挑戰(zhàn)賽；3.閱讀《DeepLearning》卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)章節(jié)。教學(xué)周：第13周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：卷積網(wǎng)絡(luò)配置與訓(xùn)練（一）【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】以圖像識別為實(shí)例，講解Pytorch框架對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置、優(yōu)化和訓(xùn)練流程圖像識別流程介紹（模型搭建，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備）1.Pytorch相關(guān)API的介紹和使用2.簡述簡單的卷積網(wǎng)絡(luò)和VGG網(wǎng)絡(luò)的pytorch代碼3.基于Pytorch的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，模型搭建【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.參考了解：\h/tutorials/beginner/deep_learning_60min_blitz.html；2.閱讀《DeepLearningwithPyTorch》中卷積網(wǎng)絡(luò)章節(jié)；3.自己嘗試?yán)胮ytorch搭建自己的卷積網(wǎng)絡(luò)。教學(xué)周：第14周第1次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：卷積網(wǎng)絡(luò)配置與訓(xùn)練（二）【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】以圖像識別為實(shí)例，講解Pytorch框架對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置、優(yōu)化和訓(xùn)練流程圖像識別流程介紹（目標(biāo)函數(shù)，參數(shù)優(yōu)化）1.數(shù)據(jù)加載與DataLoader2.VGG網(wǎng)絡(luò)的搭建3.模型訓(xùn)練與測試【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】自己嘗試?yán)胮ytorch搭建自己的卷積網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行訓(xùn)練。教學(xué)周：第14周第2次

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課堂學(xué)時：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：自然圖像分類Cifar10【課堂教學(xué)內(nèi)容與要求】以Cifar-10為例，講解圖像分類項目的pytorch代碼。1.卷積網(wǎng)絡(luò)的搭建，分類損失的與優(yōu)化方法的聲明2.卷積網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化3.卷積模型測試【課外學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求】1.根據(jù)上次課程搭建的簡單模型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行手寫數(shù)字分類實(shí)驗(yàn)；2.復(fù)習(xí)《DeepLearningwithPyTorch》中卷積網(wǎng)絡(luò)章節(jié)；3.在github上閱讀pytorch官方源碼在卷積網(wǎng)絡(luò)圖像分類上的實(shí)現(xiàn)。教學(xué)周：第14周第3次

教學(xué)方式：實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)課時：12學(xué)時（三周完成）實(shí)驗(yàn)名稱：MINIST-fashion圖像分類（大作業(yè)）實(shí)驗(yàn)分組：1人/組【實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排】實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：基于CNN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一個深度圖像分類模型。實(shí)驗(yàn)