《模式識(shí)別》教學(xué)大綱.docx

1、模式識(shí)別課程教學(xué)大綱（三號(hào)黑體）一、課程基本信息（四號(hào)黑體）二、課程目標(biāo)（四號(hào)黑體）英文名稱PatternRecognition課程代碼MEAU3070課程性質(zhì)跨專業(yè)選修課程授課對(duì)象機(jī)械工程學(xué)分2學(xué)時(shí)45指定教材模式識(shí)別張學(xué)工清華大學(xué)出版社（一）總體目標(biāo)：（小四號(hào)黑體）模式識(shí)別為機(jī)械工程跨專業(yè)選修課程，課程旨在為學(xué)生提供一個(gè)理解模式識(shí)別學(xué)科全貌的入門介紹，使學(xué)生能夠?qū)θ斯ぶ悄苣Ｊ阶R(shí)別在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展形成整體認(rèn)識(shí)，了解學(xué)科的歷史發(fā)展、研究領(lǐng)域和主要問(wèn)題，為專業(yè)學(xué)習(xí)和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。在專業(yè)態(tài)度上養(yǎng)成良好的技術(shù)意識(shí)，并在一定程度上明確今后專業(yè)學(xué)習(xí)的方向和良好的學(xué)習(xí)目標(biāo)，為個(gè)人

2、專業(yè)的職業(yè)發(fā)展提供導(dǎo)向。（二）課程目標(biāo)：（小四號(hào)黑體）通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握模式識(shí)別與機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的基本概念和典型算法，如貝葉斯機(jī)器學(xué)習(xí)、概率圖模型、支持向量機(jī)、深度學(xué)習(xí)、聚類、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等，掌握從事模式識(shí)別與機(jī)器學(xué)習(xí)研究的基本理念，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，特別是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析的能力課程目標(biāo)1:通過(guò)對(duì)模式識(shí)別歷史發(fā)展的學(xué)習(xí)，理解技術(shù)變革，形成智能化推進(jìn)發(fā)展的重要意義與價(jià)值。課程目標(biāo)2：通過(guò)對(duì)模式識(shí)別技術(shù)幫助解決機(jī)械傳統(tǒng)工程問(wèn)題，掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，了解現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。課程目標(biāo)3：通過(guò)對(duì)技術(shù)支持學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，通過(guò)小組合作、項(xiàng)目歇息等學(xué)習(xí)方式參與，理論聯(lián)系時(shí)間，提

3、升自主學(xué)習(xí)能力、合作意識(shí)、溝通能力。提升專業(yè)素養(yǎng)與思路。（要求參照普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)各類專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，注意對(duì)畢業(yè)要求支撐程度強(qiáng)弱的描述，與“課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系表一致）（五號(hào)宋體）（三）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求、課程內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系（小四號(hào)黑體）表1：課程目標(biāo)與課程內(nèi)容、畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系表（五號(hào)宋體）課程目標(biāo)課程子目標(biāo)對(duì)應(yīng)課程內(nèi)容對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求課程F1標(biāo)11第一章-第四章2-1-1課程目標(biāo)22第五章-第七章4-1-1課程目標(biāo)33實(shí)踐5-1-1（大類基礎(chǔ)課程、專業(yè)教學(xué)課程及開(kāi)放選修課程按照本科教學(xué)手冊(cè)中各專業(yè)擬定的畢業(yè)要求填寫“對(duì)應(yīng)牢業(yè)要求”欄。通識(shí)教育課程含通識(shí)選修課

4、程、新生研討課程及公共基礎(chǔ)課程，面向?qū)I(yè)為工科、師范、醫(yī)學(xué)等有專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)，按照專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)填寫“對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求”欄；面向其他尚未有專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)，按照本科教學(xué)手冊(cè)中各專業(yè)擬定的畢業(yè)要求填寫“對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求”欄。）三、教學(xué)內(nèi)容（四號(hào)黑體）第一章緒論與概述明確模式識(shí)別與機(jī)器學(xué)習(xí)的含義，感受它與人類智慧的聯(lián)系；理解幾類典型機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的計(jì)算流程；了解部分前沿研究方向，體會(huì)模式識(shí)別與機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的魅力。第二章貝葉斯學(xué)習(xí)基礎(chǔ)掌握貝葉斯公式在機(jī)器學(xué)習(xí)中的應(yīng)用思路；能夠熟練運(yùn)用貝葉斯決策方法；明確分類器相關(guān)的基本概念；掌握基于高斯分布的貝葉斯分類器；理解樸素貝葉斯分類器；能夠熟練運(yùn)用各種參數(shù)估計(jì)

5、方法。第三章邏輯回歸掌握線性回I歸及其模型求解方法；理解貝葉斯線性PI歸；掌握邏輯【可歸及其模型求解方法；理解貝葉斯邏輯回歸。第四章概率圖模型基礎(chǔ)明確判別式和生成式概率圖模型的區(qū)別；掌握有向圖模型的模型表示、條件獨(dú)立性刻畫,理解常見(jiàn)的有向圖模型；掌握無(wú)向圖模型的模型表示、條件獨(dú)立性刻畫，理解常見(jiàn)的無(wú)向圖模型；掌握對(duì)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)因子圖進(jìn)行推理的和積算法和最大和算法。第五章支持向量機(jī)理解大間隔原理；掌握基本的支持向量機(jī)分類模型；能夠熟練運(yùn)用拉格朗日對(duì)偶優(yōu)化技術(shù)；掌握數(shù)據(jù)線性不可分情形下的分類模型，以及核方法的建模原理；理解支持向量機(jī)回歸的原理；了解支持向量機(jī)的模型擴(kuò)展。第六章人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)掌握

6、感知機(jī)模型和學(xué)習(xí)算法；掌握多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和誤差反向傳播訓(xùn)練算法；理解深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的典型挑戰(zhàn)問(wèn)題；能夠熟練運(yùn)用至少兩種常見(jiàn)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。第七章聚類分析理解聚類的兩大類方法；掌握K-均值聚類方法，理解模糊K-均值聚類的原理；掌握譜聚類方法；掌握高斯混合模型聚類方法，了解無(wú)限高斯混合模型。上機(jī)實(shí)踐聯(lián)系模式識(shí)別基礎(chǔ)處理、分類器、完成模式識(shí)別分類作業(yè)。四、學(xué)時(shí)分配（四號(hào)黑體）表2：各章節(jié)的具體內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配表（五號(hào)宋體）章節(jié)章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配第一章緒論與概述4第二章貝葉斯學(xué)習(xí)4五、教學(xué)進(jìn)度（四號(hào)黑體）第三章邏輯回歸6第四章概率圖模型4第五章支持向量機(jī)4第六章人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)8第七章聚類分析6上機(jī)

7、實(shí)踐模式識(shí)別大作業(yè)18表3：教學(xué)進(jìn)度表（五號(hào)宋體）周次日期章節(jié)名稱內(nèi)容提要授課時(shí)數(shù)作業(yè)及要求備注1緒論與概述緒論與概述42-3貝葉斯學(xué)習(xí)貝葉斯學(xué)習(xí)44-7邏輯回歸邏輯回歸68-10概率圖模型概率圖模型411-13支持向量機(jī)支持向量機(jī)414-16人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)817-19聚類分析聚類分析620模式識(shí)別大作業(yè)模式識(shí)別大作業(yè)18六、教材及參考書目（四號(hào)黑體）1. 周志華著.機(jī)器學(xué)習(xí)，北京：清華大學(xué)出版社，2016年1月.（ISBN978-7-302-206853-6）張學(xué)工，模式識(shí)別，清華大學(xué)出版社，第三版。七、教學(xué)方法（四號(hào)黑體）1. 講授法：通過(guò)講授本課程的基本概念

8、與基本原理，幫助學(xué)生了解并掌握模式識(shí)別基礎(chǔ)理論與模式識(shí)別在機(jī)械工程的運(yùn)用。2. 討論法：圍繞模式識(shí)別在新工科的應(yīng)用、模式識(shí)別在機(jī)械工程的應(yīng)用前景等主題組織學(xué)生進(jìn)行討論。3. 實(shí)踐活動(dòng)法：在實(shí)踐上機(jī)環(huán)節(jié)理論結(jié)合實(shí)際。八、考核方式及評(píng)定方法（四號(hào)黑體）（一）課程考核與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（小四號(hào)黑體）表4：課程考核與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表（五號(hào)宋體）（二）評(píng)定方法（小四號(hào)黑體）課程目標(biāo)考核要點(diǎn)考核方式課程目標(biāo)1掌握模式實(shí)際基礎(chǔ)理論課堂、閉卷課程目標(biāo)2理解模式識(shí)別過(guò)程課堂、閉卷課程目標(biāo)3練習(xí)模式識(shí)別作業(yè)課堂、報(bào)告評(píng)定方法（五號(hào)宋體）（例：平時(shí)成績(jī)：20%,實(shí)踐作業(yè)：30%,期末考試50知按課程考核實(shí)際情

9、況描述）（五號(hào)宋體）課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析（五號(hào)宋體）表5：課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析表（五號(hào)宋體）課程目平時(shí)實(shí)踐作業(yè)期末總評(píng)達(dá)成度課程目標(biāo)130%30%40%（例：課程目標(biāo)1達(dá)成度課程目標(biāo)230%30%40%=（0.3x平時(shí)目標(biāo)1成績(jī)+0.2x期中目標(biāo)1成績(jī)+0.5x期末目標(biāo)1成績(jī)/目標(biāo)1總分。按課程考核實(shí)際情況描述）課程目標(biāo)330%30%40%（五號(hào)宋體）（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（小四號(hào)黑體）課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-10080-8970-7960-69<60優(yōu)良中合格不合格ABCDF課程目標(biāo)1能夠全面深入地以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為引導(dǎo)，以職業(yè)理想為重點(diǎn)，結(jié)合自身具體專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，熟練掌握模式識(shí)別基礎(chǔ)理論能夠較好地以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為引導(dǎo)，以職業(yè)理想為重點(diǎn)，結(jié)合自身具體專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，較好地掌握模式識(shí)別基礎(chǔ)理論能夠良好地以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為引導(dǎo)，以職業(yè)理想為重點(diǎn)，結(jié)合自身具體專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，良好掌握模式識(shí)別基礎(chǔ)理論基本能夠以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為引導(dǎo)，以職業(yè)理想為重點(diǎn)，結(jié)合自身具體專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，基本掌握模式識(shí)別基礎(chǔ)理論不能完成以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為引導(dǎo)，以職業(yè)理想為重點(diǎn)，結(jié)合自身具體專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，不能掌握模式識(shí)別基礎(chǔ)理論課程目標(biāo)2能夠高質(zhì)量地綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)和理論知識(shí)理解模式識(shí)別過(guò)程能夠較好地綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)和理論知識(shí)理解模式識(shí)別過(guò)程