本书专为小学生量身打造,旨在以趣味性、易懂的方式引领他们走进人工智能的奇妙世界,培养他们对科技的兴趣与创新思维。
本书共包含6个单元,以通俗易懂的语言深入浅出地介绍了人工智能的概念、机器人技术、计算机视觉、智能语音、机器学习,以及人工智能的未来发展趋势和伦理问题等,让小学生初步感知人工智能就在身边,激发他们的学习热情。本书巧妙运用类比和比喻,将人工智能相关的技术原理用小学生听得懂的语言进行讲解,降低了小学生的理解门槛,为后续深入学习奠定了基础。此外,实践操作是本书的一大特色。书中设计了丰富且贴合小学生认知水平的实践活动,如编程小游戏、智能作品搭建等,以更好地激发小学生的学习兴趣,让他们更扎实、有效地掌握人工智能相关的知识与技能。
本书图文并茂、内容丰富、形式活泼,符合小学生的认知特点和学习需求。它将理论知识与实践操作结合,不仅能让小学生掌握人工智能的基础知识和技能,还能激发他们对未来科技的探索欲望,为其全面发展和未来职业规划提供有力支持。
张兆翔,博士,中国科学院自动化研究所研究员,博士生导师。主要研究方向为人工智能、模识识别、视觉认知计算等。
石沙,北京市西城区教育研修学院中学信息技术学科教研员,高级教师。多次参与人教版、北京版的中小学信息技术教材、人工智能教材的编写工作。
张森,中国科学院自动化研究所工程师,副研究馆员。研究方向为人工智能,科学普及等。曾编著《趣说机器人》《C++案例趣学》等多部科普书。
刘晓杰,北京师范大学附属中学信息科技教研组长,高级教师。先后参与了多项重点课题的研究和中小学信息科技教材的编写工作,公开发表数篇教育教学论文。
冉敏,北京市育才学校信息科技教师,高级教师。主讲的研究课例多次在北京市级评选活动中获奖,曾指导多名学生在CCF比赛中屡获优异成绩。
张建彬,北京师范大学附属中学课程教学中心副主任,高级教师。多次参与中小学人工智能、信息科技教材的撰写及课程资源开发工作,主持过多项中小学人工智能教育相关的课题。
孙秋石,北京大学本科在读学生。致力于人工智能技术在医学领域的研究与应用,参与多个科研项目的研究。创作的科普作品在国家ji科普展示活动被评为优秀作品。
罗明勇,北京师范大学第二附属中学数字支持中心主任,高级教师。中国教育发展战略学会教育信息化专业委员会理事。曾主持多项市级以上教育数字化项目、课题,发表论文十余篇。
第一单元 走进新时代——初识人工智能
1.1? 神奇世界:人工智能在我们身边?
1.1.1? 身边的人工智能应用
1.1.2? 人工智能的特征
1.2? 前世今生:人工智能的发展历程?
1.2.1? 图灵测试
1.2.2? 人工智能发展的3次浪潮
单元小结
第二单元 像人一样的机器——了解机器人
2.1? 初认识:机器人,是机器还是人?
2.1.1? 什么是机器人
2.1.2? 机器人安全三法则
2.1.3? 机器人与人工智能的关系
2.2? 跨越千年:古今中外的机器人
2.2.1? 古代机器人雏形
2.2.2? 现代机器人演进
2.3? 结构探秘:机器人的硬件组成?
2.3.1? 机器人的机械部件
2.3.2? 机器人的电子部件
2.4? 智慧之源:机器人的思维?
2.4.1? 连接机器人和计算机
2.4.2? 导入单片机模块
2.4.3? 编写并保存程序
2.4.4? 设置通信端口
2.4.5? 上传程序到单片机
单元小结
第三单元 人工智能的“眼睛”——了解计算机视觉
3.1? 初认识:计算机存储图像的“密码”
3.1.1? 像素与分辨率
3.1.2? 用数字表示颜色
3.2? 图像识别:计算机视觉是怎样“练”成的
3.2.1? “看见”—获取图像的信息
3.2.2? “优化”—对图像进行预处理
3.2.3? “分析”—提取图像的特征
3.2.4? “识图”—判定图像的身份
3.3? AI生图:AI大模型的应用
3.3.1? 以图生图
3.3.2? 以文生图
单元小结
第四单元 人工智能的“听”与“说”——了解智能语音与NLP
4.1? 初认识:听得懂、会说话的机器?
4.1.1? 声音的数字化表示
4.1.2? 语音识别过程
4.1.3? 自然语言处理
4.2? 我问你答:大语言模型的应用?
4.2.1? 智能问答系统
4.2.2? 智能写作助手
4.2.3? 大语言模型的“幻觉”问题
4.3? 翻译软件:编写AI小程序?
4.3.1? 机器翻译概述
4.3.2? 制作翻译软件
单元小结
第五单元 人工智能的“超级大脑”——初探机器学习
5.1? 初认识:机器学习的“大本领”
5.1.1? 什么是机器学习
5.1.2? 机器学习的分类
5.1.3? 机器学习的功能
5.2? 数据采集:收集“学习”的内容?
5.2.1? 了解“数据采集”
5.2.2? 体验“数据采集”
5.3? 模型训练:整理“学习”的思路?
5.3.1? 了解“模型训练”
5.3.2? 体验“模型训练”
5.4? 模型测试:检验“学习”的结果?
5.4.1? 了解“模型测试”
5.4.2? 体验“模型测试”
单元小结
第六单元 人工智能——新伙伴,新规则
6.1? 新伙伴:AI的发展和对未来社会的影响
6.1.1? 人工智能的发展现状和趋势
6.1.2? 基于人工智能的未来社会畅想
6.2? 新规则:AI也要“讲秩序”?
6.2.1? AI需要“新规则”
6.2.2? 使用AI“讲规则”
单元小结