《Python機器學習》教學大綱學分：2學時：36，其中理論學時：18，實踐（實驗）學時：18授課對象：各專業(yè)一、課程簡介（中文）人工智能是計算機研究領(lǐng)域的一個重要分支,通過算法控制能夠使機器模擬人類智能，是現(xiàn)代工業(yè)必不可少的構(gòu)成。機器學習是人工智能的核心基礎(chǔ)。本課程通過實用的案例，針對實際的日常工作任務，將機器學習算法深入淺出地進行介紹。通過學習，學生可以掌握使用Python代碼構(gòu)建一些核心的機器學習算法，并將其運用于策略性任務中，如分類、預測及推薦等。課程適合的學習對象是對機器學習感興趣的各專業(yè)研究生、本科生、?？粕?，需具有入門水平的計算機編程和數(shù)學基礎(chǔ)。二、課程目標通過課程學習，學生能夠掌握人工智能的基本概念和機器學習的基礎(chǔ)知識。了解機器學習算法的類別、Python數(shù)據(jù)分析與處理、Python常用機器學習模塊（Numpy,Pandas,Matplotlib,Wordcloud,OpenCV,Scikitlearn等）。在此基礎(chǔ)上掌握K-近鄰分類算法、K-均值聚類算法、智能推薦算法、回歸算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學習的基本原理；并熟悉機器學習算法的應用，掌握解決常見科學問題的實驗方法。三、教學內(nèi)容、學時分配和作業(yè)要求（以36學時為例。本教材內(nèi)容豐富，滿足54學時、72學時教學需要，可根據(jù)學情自主安排）第1章機器學習概述 （1學時上課+1學時實驗）1.1人工智能簡介 1.2機器學習的主要工作 1.3機器學習開發(fā)環(huán)境 第2章Python數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ) （1學時上課+1學時實驗）2.1Python程序開發(fā)技術(shù) 2.2基本數(shù)據(jù)類型 2.3數(shù)據(jù)文件讀寫 第3章Python常用機器學習庫 （3學時上課+3學時實驗）3.1NumPy 3.2Pandas 3.3Matplotlib 3.4OpenCV 3.5Scikitlearn 3.6其他常用模塊 第4章機器學習基礎(chǔ) （1學時上課+1學時實驗）4.1機器學習模型 4.2機器學習算法的選擇 4.3Python機器學習利器—SKlearn 第5章KNN分類算法 （1.5學時上課+1.5學時實驗）5.1KNN分類 5.2初識KNN——鳶尾花分類 5.3KNN手寫數(shù)字識別 第6章K-Means聚類算法（1學時上課+1學時實驗）6.1K-Means聚類算法 6.2使用K-Means實現(xiàn)數(shù)據(jù)聚類 6.3K-Means算法存在的問題 第7章推薦算法 （1.5學時上課+1.5學時實驗）7.1推薦系統(tǒng) 7.2協(xié)同過濾推薦算法 7.3基于內(nèi)容的推薦算法實例 7.4協(xié)同過濾算法實現(xiàn)電影推薦 第8章回歸算法 （2學時上課+2學時實驗）8.1線性回歸 8.2邏輯回歸 8.3回歸分析綜合案例 第9章支持向量機SVM （2學時上課+2學時實驗）9.1支持向量機的概念 9.2支持向量機的參數(shù) 第10章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) （1學時上課+1學時實驗）10.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理 10.2多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 10.3BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 第11章深度學習 （1學時上課+1學時實驗）11.1深度學習 11.2卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN 11.3循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 11.4常見的深度學習開源框架和平臺 11.5Tensorflow學習框架 11.6Keras深度學習框架 完成期末項目(2學時)期末項目交流(2學時)四、教材、參考書目或其他學習材料教材：《Python機器學習》，劉艷，清華大學出版社，2021年11月出版。五、考核辦法與評價結(jié)構(gòu)比例1.平時作業(yè)（占比50%）2.期末大作業(yè)（占比50%）六、課程思政內(nèi)容1.培養(yǎng)學生民族認同感，樹立遠大職業(yè)理想。梳理國產(chǎn)操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，包括華為、中興等國產(chǎn)企業(yè)在全球市場的崛起，在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的新架構(gòu)，向?qū)W生展示中國的信息技術(shù)領(lǐng)域成就，增強使命感與榮譽感；通過華為孟晚舟事件、美國的芯片壟斷—引出：民族認同感。黨的十八屆五中全會通過的“十三五”規(guī)劃《建議》，明確提出實施網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略以及與之密切相關(guān)的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃。國家正著力實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自主可控，為維護國家安全、網(wǎng)絡(luò)安全提供技術(shù)保障。中國信息化需求巨大，但在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域如操作系統(tǒng)、芯片技術(shù)、CPU技術(shù)等方面，還難以做到自主可控，對國家安全造成威脅。引導學生明確：建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國，不僅僅是靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還要有軟件技術(shù)等其他各類技術(shù)的支撐。引導學生作為軟件技術(shù)專業(yè)的一員，應更加明晰專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，更加明確專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)工作崗位和工作內(nèi)容的社會價值，自覺樹立遠大職業(yè)理想，將職業(yè)生涯、職業(yè)發(fā)展脈絡(luò)與國家發(fā)展的歷史進程融合起來。2.向?qū)W生介紹中國在人工智能領(lǐng)域的布局，重點分析當代人工智能下軟件技術(shù)如何支撐中國制造的智能化發(fā)展；3.通過專業(yè)知識的學習，引導學生深刻理解與認識所學軟件開發(fā)知識對于國家信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展、智慧城市建設(shè)、大數(shù)據(jù)智能信息處理等各方面的重要意義，使學生在學習過程中逐漸樹立專業(yè)榮譽感；4.培養(yǎng)學生精益求精、工匠精神。告訴學生在學好軟件技術(shù)之后，走上工作崗位會成為程序員、軟件系統(tǒng)運維人員、軟件測試員、售前售后服務人員等。在這些職位崗位上，要發(fā)揮工匠精神，精益求精地將程序開發(fā)、系統(tǒng)運維、程序測試、需求分析及技術(shù)問題處理等工作內(nèi)容完成好，保證軟件系統(tǒng)運行時正確、穩(wěn)定，保證客戶的需求被精確采集和納入軟件開發(fā)計劃，保證軟件運行時遇到問題能被及時解決。引導學生在學習時，將知識夯實、精技強能，方能在今后工作中本領(lǐng)過硬，不出紕漏，工作成果令用戶滿意。引導學生認識到，作為職業(yè)人，其專注、敬業(yè)、責任擔當對完成好本職工作，進而促進軟件行業(yè)整體的高水平、優(yōu)質(zhì)化發(fā)展具有重要意義。5.培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作，合作共贏的精神。通過實踐項目、競賽等，告訴學生今天的社會無論什么行業(yè)想要做出一番成就，靠一個人打拼已經(jīng)不現(xiàn)實了。所謂人多力量大，三個臭皮匠頂個諸葛亮......強調(diào)團隊成員之間的資源共享、協(xié)同合作精神，團隊成員在一個項目中要各司其職，每個人發(fā)揮自己的特長完成分配的任務，最終才能高質(zhì)量、有效率地完成項目，從而形成更強大而持久的生產(chǎn)力和創(chuàng)造力?！禤ython機器學習》教學大綱本課程的教學時限為一學期，共36學時。教學進度安排如下：（本教材內(nèi)容豐富，滿足54學時、72學時教學需要，可根據(jù)學情自主安排）周次理論課內(nèi)容上機課內(nèi)容1第1章機器學習概述本章習題12第2章Python數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)本章習題23第3章Python常用機器學習庫本章習題34第3章Python常用機器學習庫本章習題35第3章Python常用機器學習庫本章習題36第4章機器學習基礎(chǔ)本章習題47第5章KNN分類算法1本章習題58第5章KNN分類算法2第6章K-Means聚類算法1本章習題5本章習題69第6章K-Means聚類算法2第7章推薦算法1本章習題6本章習題