ADDINCNKISM.UserStyle《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別》課程教學(xué)大綱（理論課程）一、課程基本信息課程號1323S08004開課單位電子信息工程學(xué)院課程名稱（中文）機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別（英文）MachineLearningandPatternRecognition課程性質(zhì)必修考核類型考試課程學(xué)分2課程學(xué)時(shí)34課程類別專業(yè)發(fā)展課程（專業(yè)核心課）先修課程高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、MATLAB程序設(shè)計(jì)語言適用專業(yè)（類）智能醫(yī)學(xué)工程二、課程描述及目標(biāo)（一）課程簡介《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別》課程是本專業(yè)（類）的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程全面講授模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念與典型算法，以醫(yī)學(xué)信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理中的問題為典型應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生對人工智能的研究興趣，為繼續(xù)從事模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)方向的科學(xué)研究與工程應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程注重理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，單獨(dú)設(shè)立實(shí)驗(yàn)上機(jī)來鞏固學(xué)生對于不同機(jī)器學(xué)習(xí)算法的理解，通過實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生對于建立模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)模型在各個(gè)環(huán)節(jié)上的動手能力，實(shí)驗(yàn)還將以智能醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用問題為實(shí)例，使學(xué)生全面了解模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)的正確運(yùn)用，在實(shí)際項(xiàng)目的研究中跟蹤前沿的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，思想，應(yīng)用等，為學(xué)生從事智慧醫(yī)學(xué)工程下一步相關(guān)研究工作或在實(shí)踐項(xiàng)目中的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（二）教學(xué)目標(biāo)通過本課程，學(xué)生將學(xué)會在計(jì)算機(jī)環(huán)境下運(yùn)用模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)方法分析和解決實(shí)際問題的基本方法。課程目標(biāo)1：通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別理論知識,并能夠針對智能醫(yī)學(xué)系統(tǒng)里的應(yīng)用問題設(shè)計(jì)算法。課程目標(biāo)2：通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別算法的評價(jià)方法。課程目標(biāo)3：通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生將機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別算法與醫(yī)學(xué)應(yīng)用有機(jī)結(jié)合。課程目標(biāo)4：通過本課程的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生閱讀機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別文獻(xiàn)，研究智能醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前沿問題。三、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重4-1：能夠?qū)χ悄茚t(yī)學(xué)系統(tǒng)相關(guān)的各類現(xiàn)象和特性進(jìn)行分析和研究，明確系統(tǒng)測試目標(biāo)。課程目標(biāo)150%4-3：能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果，采用科學(xué)方法進(jìn)行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。課程目標(biāo)230%11-2：能夠在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用工程管理原理和經(jīng)濟(jì)決策方法進(jìn)行工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐。課程目標(biāo)310%12-2：能針對個(gè)人或職業(yè)發(fā)展的需求，掌握自主學(xué)習(xí)的方法，了解拓展知識和能力的途徑,適應(yīng)發(fā)展。課程目標(biāo)410%四、教學(xué)方式與方法以課堂多媒體教學(xué)為主，課堂演示和講解相結(jié)合，輔以自學(xué)、答疑和計(jì)算方法實(shí)驗(yàn)（獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課）。課堂采用啟發(fā)式教學(xué)和實(shí)例教學(xué)，并將教學(xué)的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生編程思維以及運(yùn)用工具解決實(shí)際問題的能力上。另外，通過師生互動，雙向交流，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，讓他們成為教學(xué)中的主體。五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)判別函數(shù)、貝葉斯決策理論、支持向量機(jī)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。（二）教學(xué)難點(diǎn)廣義判別函數(shù)與非線性判別函數(shù)、線性不可分支持向量機(jī)的概念和求解方法、BP算法。六、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1第一章緒論明確模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)的含義，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，體會模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的魅力。2講授課程目標(biāo)42第二章判別函數(shù)掌握判別函數(shù)，線性判別函數(shù)，廣義判別函數(shù)與非線性判別函數(shù)的基本概念。掌握線性判別函數(shù)的性質(zhì)。4講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)33第三章分類器設(shè)計(jì)通過本章的學(xué)習(xí)，使同學(xué)掌握：線性分類器的設(shè)計(jì)，分段線性分類器的設(shè)計(jì)，非線性分類器的設(shè)計(jì)。4講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)34第四章貝葉斯決策理論掌握解貝葉斯分類器，正態(tài)分布決策理論，最大最小判別準(zhǔn)則。掌握分類的錯(cuò)誤率分析方法。6講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)35第五章參數(shù)估計(jì)與非參數(shù)估計(jì)掌握參數(shù)估計(jì)與非參數(shù)估計(jì)，監(jiān)督學(xué)習(xí)與非監(jiān)督學(xué)習(xí)的概念。掌握參數(shù)估計(jì)理論，掌握非參數(shù)估計(jì)理論。6講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)36第六章聚類分析掌握系統(tǒng)聚類，分解聚類，動態(tài)聚類的概念和方法。4講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)37第七章支持向量機(jī)掌握線性支持向量機(jī)，線性不可分支持向量機(jī)的概念和求解方法。4講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)38第七章人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)掌握感知器算法，BP算法。4講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3合計(jì)34七、學(xué)業(yè)評價(jià)和課程考核（一）考核類型：√考試考查（二）考核方式：開卷考試√閉卷考試課程論文課程報(bào)告其它：（三）成績評定：考核依據(jù)建議分值（百分比）考核/評價(jià)細(xì)則對應(yīng)課程目標(biāo)平時(shí)考核30%作業(yè)10%考察學(xué)生對上課內(nèi)容的理解和掌握情況，并對學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況進(jìn)行考察。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程設(shè)計(jì)10%考察學(xué)生應(yīng)用模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)算法解決實(shí)際問題的能力。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4小測10%考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和掌握情況，并對學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行考察。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3期末考核70%主要題型為：選擇題、填空題、簡答題、計(jì)算題、證明題和綜合討論題，主要考核學(xué)生掌握利用基礎(chǔ)理論知識，分析問題的能力。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2八、程目標(biāo)的實(shí)際達(dá)成效果計(jì)算方式如下，達(dá)成值越高，教學(xué)效果越好?？己艘罁?jù)建議分值（百分比）考核/評價(jià)細(xì)則對應(yīng)課程目標(biāo)平時(shí)考核30%作業(yè)10%考核學(xué)生對基本概念和基本理論的理解深度與廣度，以書面的形式提交。圍繞主要章節(jié)的重要知識點(diǎn)和內(nèi)容，共計(jì)7次作業(yè)，15道題，對于計(jì)算題通過分析計(jì)算給出所提問題的答案；對于主觀題，通過調(diào)研形成自己的設(shè)計(jì)方案。每道計(jì)算題完成度的評價(jià)分為三個(gè)等級：A：2分：計(jì)算結(jié)果正確，邏輯清晰；B：1分：有正確的計(jì)算結(jié)果，但無中間計(jì)算過程；C：0分：計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，中間過程邏輯混亂得0分。每道主觀設(shè)計(jì)題完成度的評價(jià)分為三個(gè)等級：A：2分：所提方案合理，步驟清晰，問題之間存在清晰的邏輯并列或遞進(jìn)關(guān)系，，能夠融合多學(xué)科只是，具有突出的綜合應(yīng)用能力；B：1分：所提方案欠佳，但問題之間缺少緊密聯(lián)系，具有一定的多學(xué)科知識綜合交叉能力；C：0分：所提問題題目無關(guān)，提問給0分，無論是否回答正確都給0分。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程設(shè)計(jì)10%考核學(xué)生運(yùn)用基本概念和基本理論解決智能醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前沿問題，以及自主學(xué)習(xí)能力。由教師命題，學(xué)生分組，每組3-5人，完成課程設(shè)計(jì)與報(bào)告。課程設(shè)計(jì)評價(jià)分為設(shè)計(jì)評價(jià)和報(bào)告評價(jià)。設(shè)計(jì)評價(jià)分為四個(gè)等級6分：發(fā)完成設(shè)計(jì)，達(dá)到預(yù)期性能指標(biāo)。5分：發(fā)完成設(shè)計(jì)，未達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。3分：完成部分設(shè)計(jì)。0分：未完成設(shè)計(jì)。報(bào)告評價(jià)分為四個(gè)等級4分：報(bào)告格式規(guī)范，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)。3分：報(bào)告格式不規(guī)范，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)。2分：報(bào)告邏輯不嚴(yán)謹(jǐn)。0分：未提交報(bào)告。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4小測10%考核學(xué)生對基本概念和基本理論的理解深度與廣度，以及靈活應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)及模式識別算法的能力。小測包括客觀題兩部分客觀題（選擇題、判斷題）：考核學(xué)生對基本概念和基本理論的理解深度與廣度，每道選擇題2分，每道判斷題1分。題目的評價(jià)分為兩個(gè)等級：A：2分：回答正確無誤；B：0分：錯(cuò)誤的回答或者沒有寫。計(jì)算題：重點(diǎn)考察學(xué)生對知識的理解、延伸、分析應(yīng)用及表達(dá)等綜合能力。依據(jù)知識點(diǎn)是否掌握、論述是否有條理、材料是否翔實(shí)、書寫是否工整這幾個(gè)維度來設(shè)計(jì)。每個(gè)問題的評價(jià)分三個(gè)等級細(xì)則：A.9-10分：分析合理，邏輯清晰，計(jì)算步驟規(guī)范，計(jì)算結(jié)果正確，每提出1個(gè)問題給2分，回答正確給3分，回答不正確酌情扣分；B：5-8分：邏輯清晰，分析計(jì)算基本合理，結(jié)果正確?；卮鸩徽_酌情扣分；C.0-4分：計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，根據(jù)答題思路正確與否酌情給分。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3期末考核70%客觀題28%包括選擇題、判斷題。考核學(xué)生對基本概念和基本理論的理解深度與廣度，每道選擇題2分，每道判斷題1分。題目的評價(jià)分為兩個(gè)等級：A：2分：回答正確無誤；B：0分：錯(cuò)誤的回答或者沒有寫。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4簡答題和計(jì)算題42%簡答題和計(jì)算題：重點(diǎn)考察學(xué)生對知識的理解、延伸、分析應(yīng)用及表達(dá)等綜合能力。依據(jù)知識點(diǎn)是否掌握、論述是否有條理、材料是否翔實(shí)、書寫是否工整這幾個(gè)維度來設(shè)計(jì)。每個(gè)問題的評價(jià)分三個(gè)等級細(xì)則：A.9-10分：分析合理，邏輯清晰，計(jì)算步驟規(guī)范，計(jì)算結(jié)果正確，每提出1個(gè)問題給2分，回答正確給3分，回答不正確酌情扣分；B：5-8分：邏輯清晰，分析計(jì)算基本合理，結(jié)果正確。回答不正確酌情扣分；C.0-4分：計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，