本書以團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《青少年編程能力等級(jí)第5 部分:人工智能編程》(T/CERACU/AFCEC 100.5
2022)(以下簡(jiǎn)稱:人工智能編程能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn))為依據(jù),旨在引導(dǎo)青少年走進(jìn)人工智能編程的世界,開
啟人工智能編程學(xué)習(xí)之門。本書共設(shè)4 個(gè)單元,內(nèi)容覆蓋人工智能編程能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí),共10 個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
第1 單元為人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)(共3 節(jié)),主要介紹人類智能與人工智能的區(qū)別。第2 單元為人工智能
編程(共2 節(jié)),主要介紹人工智能圖形化編程中的人工智能語音識(shí)別指令,完成簡(jiǎn)單的人工智能程序開發(fā)。
第3 單元為人工智能典型應(yīng)用(共3 節(jié)),主要介紹人工智能中語言識(shí)別計(jì)時(shí)器、圖像識(shí)別和傳感器的工
作方式,創(chuàng)作出具體應(yīng)用案例,讓人工智能成為我們生活中的好幫手。第4 單元為人工智能歷史與未來(共
3 節(jié)),帶領(lǐng)學(xué)生一起走進(jìn)人工智能的歷史,了解人工智能技術(shù)的發(fā)展過程及其面臨的挑戰(zhàn),暢想未來人
工智能生活。
本書是中小學(xué)人工智能編程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的理想教材,同時(shí)適合報(bào)考全國(guó)青少年編程能力等級(jí)考試(PAAT)
人工智能編程二級(jí)科目的考生選用。
《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)(2022版)》的發(fā)布,使人工智能成為信息科技課程重要內(nèi)容,進(jìn)一步與我國(guó)的整體人才和科技戰(zhàn)略規(guī)劃形成了銜接和統(tǒng)一。新課標(biāo)明確了以數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能為課程邏輯主線,這一核心理念,為未來人工智能教育明確了方向,可以更加清晰的堅(jiān)定從青少年開始培養(yǎng)人工智能相關(guān)素養(yǎng)的培養(yǎng)路線。
本書針對(duì)青少年學(xué)習(xí)特點(diǎn),以人工智能與智慧社會(huì)、跨學(xué)科主題互聯(lián)智能設(shè)計(jì)作為培養(yǎng)方向,通過分析人工智能應(yīng)用場(chǎng)景,利用圖形化編程平臺(tái),學(xué)習(xí)并掌握人工智能圖形化編程平臺(tái)的編程功能,理解語音識(shí)別和圖像識(shí)別的技術(shù)及其應(yīng)用,初步認(rèn)識(shí)人工智能硬件,能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人工智能應(yīng)用開發(fā)。
目前,人工智能技術(shù)的探索和應(yīng)用是全球關(guān)注的焦點(diǎn),OpenAI 公司的
ChatGPT 更成為當(dāng)下的熱門話題。隨著技術(shù)的進(jìn)步,人工智能的應(yīng)用潛力與
社會(huì)價(jià)值正在不斷得到體現(xiàn),并改變著人們的生產(chǎn)和生活,也影響著未來人才
的培養(yǎng)方向。掌握人工智能技術(shù),是未來國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),也是各國(guó)追逐的目
標(biāo)。隨著我國(guó)人工智能相關(guān)政策的發(fā)布,人工智能教育也將成為未來教育發(fā)展
的一個(gè)重要領(lǐng)域。
對(duì)新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用需以教育為基礎(chǔ)。然而,在我國(guó)的基礎(chǔ)教育中,人
工智能普及教育尚在起步階段,人工智能教學(xué)面臨師資嚴(yán)重不足、教師專業(yè)能
力較低、人工智能課程缺乏規(guī)范性、系統(tǒng)性、專業(yè)性,實(shí)用性和趣味性也較為
欠缺等一系列問題。
本書以團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《青少年編程能力等級(jí)第5 部分:人工智能編程》(T/
CERACU/AFCEC 100.52022)(簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》)為依據(jù),內(nèi)容覆蓋人工智能
編程二級(jí),共10 個(gè)知識(shí)點(diǎn)。作者充分考慮二級(jí)對(duì)應(yīng)的青少年年齡階段的學(xué)業(yè)
適應(yīng)度,形成了以主題活動(dòng)為主要形式,知識(shí)性、趣味性、實(shí)踐性與能力素養(yǎng)、
信息安全意識(shí)鍛煉相融合的一本適合學(xué)生學(xué)習(xí)和教師講授的教材。
本書通過跨學(xué)科主題活動(dòng)的形式讓學(xué)生理解身邊的人工智能,并融合了
《標(biāo)準(zhǔn)》、知識(shí)與能力和測(cè)評(píng)。以《標(biāo)準(zhǔn)》界定知識(shí)與能力,以知
識(shí)與能力約束測(cè)評(píng),是本書的編撰原則和核心特色,用規(guī)范性、科學(xué)性
較強(qiáng)的教材,推動(dòng)青少年人工智能編程教育的規(guī)范化,培養(yǎng)青少年的信息意識(shí)、
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AI跟我學(xué)人工智能編程二級(jí)
VIII
信息責(zé)任、計(jì)算思維和跨學(xué)科綜合能力,塑造面向未來的信息科技與人工智能
人才。
本書由華東師范大學(xué)胡文心、鄭駿教授組織編寫并統(tǒng)稿。全書共分4 個(gè)單
元,其中第1 單元、第4 單元由駱昱宇、曹月陽、趙旭穎、黃鳴曦撰寫,第2 單元、
第3 單元由余少勇、宋家友、賴文輝撰寫。
本書的編寫由威盛電子(中國(guó))有限公司提供案例及技術(shù)支持。全國(guó)高等
學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)-清華大學(xué)出版社聯(lián)合教材工作室對(duì)本書的編寫給予了
大力的協(xié)助。全國(guó)青少年編程能力等級(jí)考試(PAAT)考試委員會(huì)對(duì)本書給
予了全面的指導(dǎo)。在此對(duì)上述機(jī)構(gòu)、專家、學(xué)者、同仁一并表示深深的感謝!
祝同學(xué)們和老師們通過本書的學(xué)習(xí),開啟人工智能編程學(xué)習(xí)之門,未來成
為信息科技與人工智能時(shí)代的原住民。
作者
2024 年3 月
第1單元人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)1
1.1 探究:人工智能的背后 2
1.2 聽與看 7
1.3 人類智能與人工智能 9
第2單元人工智能編程12
2.1 智能語音計(jì)算器 13
2.2 垂釣時(shí)刻 20
第3單元人工智能典型應(yīng)用31
3.1 廚房計(jì)時(shí)器 32
3.2 烹飪好幫手 40
3.3 智能欄桿 49
第4單元人工智能歷史與未來55
4.1 走進(jìn)人工智能歷史 56
4.2 人工智能發(fā)展對(duì)社會(huì)的影響 61
4.3 人工智能新的發(fā)展方向 67
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AI跟我學(xué)人工智能編程二級(jí)
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附錄A 青少年編程能力等級(jí) 第5部分:
人工智能編程二級(jí)部分節(jié)選 70
附錄B 全國(guó)青少年編程能力等級(jí)考試(PAAT)
人工智能二級(jí)樣題 76
附錄C 人工智能二級(jí)(樣題)參考答案 83