北京航空航天大学高中夏令营---智慧环境

明德立人 理工 2017-07-18 16:20:33
北京航空航天大学高中夏令营---智慧环境
 
 
课题简介
简单介绍编程语言和算法,并以可视化编程软件(Alice或scratch)为工具,让学生能可以快速熟悉编程。并结合当 “大数据时代”,揭开大数据的神秘面纱。

“智慧环境”夏令营通过通过让学生独立建立元胞自动机数学模型,解决实际生活中的问题,体验数学建模的乐趣,同时锻炼数学思维。

本课题包括基础知识学习、元胞自动机算法学习、上机实习、模型的调试与优化专利撰写等科一整套科学实践过程。

招收对象
面向人群:高中生
专业兴趣:数学建模、人工智能
学员人数:10人(2个小组)

课题实践
基础知识学习 1、算法基本知识
2、大数据简介
3、可视化编程
技术实践 1、元胞自动机模型建立
2、用模型模拟真实案例
3、增加变量完善模型
成果与专利 1、独创性的数学模型
2、撰写专利或文章
 
学生收获
通过人工智能夏令营,您将收获:
学习证书——为您长达约2周的人工智能课题学习提供证明
推荐信——由北京航空航天大学专家给学员开具的推荐信
科技成果及专利——属于自己的小程序、数学模型等,并申请专利

时间安排
远程学习 2周
实地面授 4周
远程再学习 2周
活动总时间 >50天

日程安排
DAY1 DAY2 DAY3 DAY4 DAY5
开营 可视化编程 算法 大数据时代 元胞自动机简介
DAY6 DAY7 DAY8 DAY9 DAY10
原题布置并建模 增加模型变量 优化及点评 专利撰写 专利申请
 
日程安排详细
日程 安排
DAY1 1、开营仪式
2、参观航空博物馆
3、人工智能的发展史及应用
>>讨论你所了解的人工智能
>>讨论生活和未来中人工智能的应用
4、制作简易的逻辑电路
>>学习数字电路的原理
>>了解元器件的功能
>>搭建时钟显示数字电路
DAY2 1、编程语言
介绍C++、JAVA、VB、Python等编程语言优缺点
2、可视化编程
介绍Alice软件或scratch软件的使用方法
3、上机熟悉可视化编程软件
熟悉表单、组件、属性、事件、方法等内容
4、用可视化编程解决常见数学问题
Fibonacci数列
8王后问题
古印度梵灯问题
DYA3 1、算法简介
算法的基本概念、特点、评价方法
2、人工智能算法及应用
>>简单的算法:递归、迭代、动态规划、分治、贪心算法、回溯算法等
>>具体的算法:神经网络、遗传算法、蚁群算法、退火算法、A算法等
3、图灵测试
>>介绍图灵测试的概念
>>设计问题进行图灵测试
DAY4 1、大数据简介
>>大数据简介
>>HDFS、MapReduce、Hadoop生态圈
>>流式数据处理系统、交互式数据处理系统
2、搜索引擎介绍
>>搜索引擎的原理和技术
>>常用的搜索语法
>>学习图片搜索
3、尝试设计一个搜索引擎
>>前期文档收集
>>制作搜索引擎
DAY5 1、元细胞自动机
>>由元胞、状态、邻居、规则4部分组成
>>时空离散化和规则的局部性特点
>>元胞自动机的编程方法
2、编写简单的自动机
用元胞自动机模拟森林火灾蔓延、疾病传播、水体污染扩散漂移、表面张力等模型
3、介绍文献检索技巧
介绍中国知网、google scholar、web of science等常用文献搜索引擎。
DAY6 1、布置选题
布置与元胞自动机相关的选题,内容主要涉及水体污染物扩散方面
2、模拟建模大赛过程
>>元胞:建立研究水域的二维元胞空间
>>元胞状态:污染(0),未污染(1)
>>演化规则:设置元胞状态阈值、传输量确定
>>污染元胞扩散规则为由质量大的元胞向质量小的元胞移动并且符合能量守恒定律。
DAY7 1、深入考虑
>>考虑正方向(东、南、西、北)的传递系数和斜角方向(东北、东南、西北、西南)的能传递系数
>>引入反应风、水流影响的因素,引入风漂移因子、宽深比、平均风度等因素
>>综合所有因素列出表达式
2、各项系数的确定
结合水文资料确定水表正想扩散系数、水表斜角扩散系数风漂移因子、元胞状态阀值、模拟步时
DAY8 1、继续解决课题
>>模拟无风、无水流情况下污染物的扩散情况
>>提供气象和水文条件资料,用元胞自动机模拟现实条件下的污染物扩散漂移
>>改变气象条件、评估不同条件下污染带面积和浓度的变化情况。
2、教师指导
在模拟编程过程中,由老师对无法独立解决课题的小组进行适当的引导,以启发学员思考,避免时间的浪费
DAY9 专利撰写
>>亮点挖掘
>>参考文献的引用 endnote
>>Introduction撰写
>>材料和方法撰写
DAY10 专利撰写
>>表格数据录入
>>图形数据注释
>>结果部分撰写
>>讨论部分撰写


 
 


 

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