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| 編輯推薦： |
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清华大学计算机系人工智能通识教育研究中心精品力作，权威、系统、前沿的人工智能知识体系，开拓视野，兼容各类人工智能实践教学
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| 內容簡介： |
《人工智能通识（小学版）》是“清华大中小学人工智能通识教育系列”的小学分册，包括从梦想到现实、身边的人工智能、人工智能前沿、人工智能起源、人工智能发展、人工智能基础、深度学习时代7个单元。本书注重人工智能思维的启蒙，以讲故事的方式激发学生的学习兴趣，传递科学精神，形成对人工智能的基础认知。本书既可以作为教师授课的教材或参考资料，也可以作为学生自学的科学读本。为方便教师开展教学活动，
本书配套了完整的教学课件和教学方案。同时，本书还配套了实践手册，设计了大量充满趣味性的体验活动，让学生感受人工智能的神奇。
本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。
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| 關於作者： |
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王东，爱丁堡大学博士，清华大学计算机系人工智能通识教育研究中心副主任，副研究员，在Nature子刊、PAMI等人工智能顶级期刊和会议上发表论文150余篇，发表《机器学习导论》《人工智能》等专著5部，授权专利20余项，承担多项国家自然科学基金项目，清华大中小人工智能通识教育研究项目组的核心成员，致力于推动有清华特色的人工智能通识教育和贯通培养体系。
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| 目錄：
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1
2
XI
第3 单元
人工智能前沿 / 37
3.1 AI 画家 / 37
3.2 AI 作曲 / 42
3.3 AI 诗人 / 46
3.4 AlphaGo 的故事 / 49
3.5 OpenAI 和它的ChatGPT / 53
3.6 Sora 的故事 / 57
3.7 AI 天气预报员 / 63
第4 单元
人工智能起源 / 67
4.1 亚里士多德的故事 / 67
4.2 布尔的故事 / 71
4.3 图灵和图灵机 / 75
4.4 计算机的诞生 / 79
4.5 机器智能的最初设想 / 84
4.6 达特茅斯会议 / 88
第5 单元
人工智能发展 / 93
5.1 吴文俊的故事 / 93
5.2 费根鲍姆和专家系统 / 97
5.3 深蓝：成就巅峰 / 101
5.4 深度学习兴起 / 105
5.5 大模型时代 / 109
5.6 走向未来 / 114
3
4
5
人工智能通识小学版
XII
第6 单元
人工智能基础 / 118
6.1 认识计算机 / 118
6.2 认识计算机程序 / 123
6.3 什么是算法 / 126
6.4 知识与智能 / 130
6.5 不会学习的机器不是好机器 / 133
第7 单元
深度学习时代 / 136
7.1 皮茨和他的神经元模型 / 136
7.2 感知器：会学习的神经网络 / 141
7.3 杰弗里·辛顿的故事 / 146
7.4 李飞飞与ImageNet 数据集 / 151
7.5 GPU：从游戏到人工智能 / 155
7.6 解析AlphaGo / 159
7.7 探索大语言模型 / 162
7.8 深度学习挑战：难以理解的智能 / 168
7.9 深度学习挑战：对抗样本 / 171
7.10 深度学习挑战：超级智能体 / 175
6
7
XIII
目 录
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| 內容試閱：
|
人工智能是一门既古老又年轻的科学。人工智能源于人类对智能机器的渴
望，相关的探索可以追溯到两千年前亚里士多德关于人类思维规律的研究。然
而，直到1956年的达特茅斯会议之后，人工智能才正式登上历史舞台。今天，人
工智能正以前所未有的力量改变着世界，不仅在视觉、听觉、语言、动作这些传
统人工智能领域取得长足进展，而且与各个基础学科交叉共融，引发了新一轮
技术变革。可以预见，未来人工智能将越来越强大，成为推动人类进步的基础
力量。
人工智能的强大源于它对人类智能的模拟。我们今天所有的文明成果都基
于人类区别于其他生物的独一无二的智能，如果这种智能可以被机器所模拟，可
以预见将会给社会带来颠覆性的变革。从这个角度看，近年来人工智能领域那
些让人震惊的成就也许只是智能时代来临前的满城风雨，真正让人期待的智能
风暴也许就在不远处的地平线上。
人工智能时代的到来要求所有人都应具备人工智能的基础素养，特别是青
少年学生。这些基础素养至少包括三个方面。首先是人工智能的世界观，即如
何认识人工智能，它起源于哪里，当前处于什么阶段，未来会走向何方。其次是
人工智能的价值观，即如何全面认识人工智能，既要理解它带来的机遇，也要了
解它的潜在风险；既要有拥抱人工智能的开放心态，也要清楚如何合理、合规地
使用人工智能。最后是人工智能的方法论，即人工智能有哪些基本原则和基础
Ⅰ
方法。
基于这一思路，我们编制了这套“清华大中小学人工智能通识教育系列”丛
书，其根本目的是帮助青少年建立人工智能的基础素养。为实现这一目标，本丛
书从大中小贯通培养的视角来设计基础教育阶段的人工智能通识课程。
本丛书将基础教育阶段的人工智能通识教育分为“兴趣培养”“体系构建”
和“知识拓展”三个阶段，分别对应小学、初中、高中三个学段。“兴趣培养”阶段
重点在于激发学习兴趣，培养科学精神；“体系构建”阶段强调对人工智能的整
体认知，构建知识体系，培养全局视野；“知识拓展”阶段关注具体应用背后的关
键技术，特别是人工智能在各学科中的前沿应用，为学生选择未来的专业方向提
供指导。中国科学院院士张钹教授对丛书的知识体系进行了指导，并对丛书内
容进行了审核。
本书是“清华大中小学人工智能通识教育系列”丛书的小学分册。本书注
重人工智能思维的启蒙，以讲故事的方式激发学生学习人工智能的兴趣，培养学
科学、爱科学的热情，传递科学精神，形成对人工智能的基础认知。同时，本书
配套了实践手册，设计了大量充满趣味性的体验活动，让学生感受人工智能的
神奇。
全书共分7个单元，内容安排循序渐进、层层递进。前5个单元帮助学生
建立人工智能的基础概念，开阔视野，形成面向未来的人工智能世界观；第6单
元和第7单元则通过介绍若干基础知识点，启发学生理解人工智能的独特思维
方式。
本书既可作为小学教师和学生的参考读物，也可用于小学人工智能通识课
的教学。为支持教师开展教学，本书配套了丰富的教学资源，包括教学用PPT、
实践手册、在线参考文献等，便于教师基于本书内容和资源设计符合本校特色的
课程方案。
为了增强学习的趣味性和启发性，本书特别设计了爱思考和知识库两个特
色栏目。
● 爱思考：引导学生对学习内容进行拓展性思考和讨论，培养创新意识。
● 知识库：补充与章节相关的知识点，帮助学生拓宽视野，加深理解。
针对不同学校的实际情况，本书提供灵活的课程设计建议。不论学校采用
哪种方案，都应重视激发学生对人工智能的兴趣与探索热情。
Ⅷ
人工智能通识小学版
VIII
● 完整教学方案：建议按本书顺序设计两学期（每周两节课）或四学期（每
周一节课）的课程，每学期2/3的学时用于教师授课，1/3的学时用于实践体验活
动。本书配套的实践手册中提供了详细的实践方案，供教师选用。
● 简化教学方案：对于教学时间较为紧张的学校，可以将本书内容适当浓
缩，融入信息科技或科学课堂，为学生提供人工智能的基础知识。
本书汇聚了众多专家学者和一线教师的心血。李蓝天、蔡云麒等老师参与
了本书部分内容的策划工作。刘靖、秦曈、李鹏琦、袁浚铭、谷悦、魏扬、瞿琦、
汤志远、张敏、王思瑶等老师和同学参与了书稿审读工作。文中言老师任本书
的美术总指导，朱珠、刘田田两位老师参与了绘图组织工作。参与绘图的老师和
同学还包括夏源、肖美琳、邹龄漪、蒋夕彬、文雁云、袁枘、肖舒琪、王乃一、苏诗
瑶、张泉、苗羽、鲁一诺、纪琳、张智涵、万桉伶、吴翠如。穆晓萌、魏萌、贾涛、翁
莹真、魏立艳、刘文、王笑凡、郭晓霄、张清茹等老师参与了课程资源制作。谭洪
政、利节、茹伟、邱伟松、刘松伟等老师参与了本书的教学实践工作。卜辉、杨艳
铮、刘爱霞等老师参与了组织与服务工作，王文精、卞伟、张天厚、刘田田、宫俊
波等老师参与了大量策划、推广工作。
人工智能通识教育刚刚起步，不仅在我国还没有形成标准的体系，在世界
范围内也没有成熟的方案可以参考。我们希望“清华大中小学人工智能通识教
育系列”丛书能够成为一套样本，为我国乃至全球教育工作者提供系统性、可操
作的参考框架。
限于编者水平，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。
编 者
2025年4月
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