前言

撰写初衷

目前，新一代人工智能（AI）技术处于爆发期之后的深化期，各行业都需要大量的具备AI技术素养的专业人才，人们的日常生活已经和AI息息相关，几乎每天都会和它打交道。与其他技术显著不同的是，AI会通过“学习”帮我们做出偏好选择和决定，一些不良的AI程序还在尝试收集我们的隐私，如果对它一无所知是非常可怕的。具备一些认知和鉴别AI的信息意识、了解代表性AI技术原理与实现的计算思维、掌握简单的AI案例的数字化实现手段、识别生活中AI技术的两面性、肩负起构建和谐信息社会的责任，应该成为青少年的基本信息素养。因此，人工智能教育不应局限于高等教育，相关科技的了解和普及教育应该从青少年开始。

随着人工智能应用的遍地开花，我国已将人工智能作为赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手，不断进行深化研究，近年来我国人工智能原创优秀成果以及与传统文化结合而产生的交叉研究成果也在不断涌现，并成为我们国家科技飞速发展的一个重要标志。因此，我们迫切需要有更多面向青少年的人工智能书籍，在传播知识的同时能够帮助他们建立文化自信、培养家国情怀、激发工匠精神，为未来培养更多人工智能应用和国家建设科技强国的生力军。

本书特色

本书定位为面向青少年的AI知识科普读物和入门教材，书中并未详细介绍人工智能的学术体系，而是希望通过案例来激发学习AI的好奇心和同理心，将内容聚焦到语音、视觉、生活中的AI和AI伦理四方面，也是日常生活中接触使用最多、迫切需要去了解。本书立足于青少年学生能读懂、有关科任教师能讲透、案例易于上手实践和理解，再根据趣味性、科学性、知识性和实践性来组织各章节内容。

主要特点如下：

（1）本书采用图文并茂的写作方式，没有大段公式和大篇幅理论知识论述，符合目标群体认知特点。

（2）本书仅介绍了人工智能专业的必要概念，避免了概念过多且难以理解对读者群体造成困惑。

（3）全书内容不需要读者具备线性代数和概率论等专业知识，专业术语也经过反复斟酌，尽量用浅显、通俗的语言来解释。

（4）本书采用固定体例的方式，包括学习启航、知识讲堂、拓展阅读、活动实践、课后练习等栏目，符合教师的教学和青少年的阅读习惯。

（5）本书强调理论与实践相结合，精心筛选和设计了数十个难度不同的实践案例，可以供不同读者灵活选用，多数案例可扫描二维码观看操作视频。

（6）本书多处探讨了AI可能带来的隐私泄露、技术滥用等问题，还特别设置了人工智能伦理章节，以增强青少年对AI的思辨能力和信息安全意识。

（7）书中对一些知识点做了适当延伸，如鸟类识别、深度学习等，与其他内容是一个有机的整体，如果完整地学下来并不难理解。

（8）本书特别设计了人工智能与文学、艺术等交叉的新兴内容，能向读者有效传递文化自信，提升读者全方位素养。

本书使用

本书按照单元和章节的方式进行组织，单元内部各章节的内容有序而又独立，形成章节内部的逻辑主线。本书的结构体系侧重于面向问题而不是知识点，每个章节从AI应用中的具体话题引出，同一个单元的章节之间又前后呼应。作为科普读物，读者既可以通篇阅读，也可以按照章节独立阅读。教师作为教学参考书时，既可以按顺序使用，也可以根据教学需要选择不同单元的内容。

本书中的实践案例以及思考讨论题目有助于学习和掌握相关知识，还可以通过扫描二维码观看主要实践案例的操作视频，大部分章节都有思考或练习题，教师可根据需要选用或拓展。本书涉及的编程软件，读者可以按需下载和配置使用，少量案例需要额外的硬件支持，一般性的学习可跳过，这不影响书籍阅读的整体性。如作为职业院校的教材或期望掌握AI编程技术的同学使用，建议多尝试基于Python编程的案例。

编写团队

本书的编写团队包括人工智能领域专家、专业研究学者、教研人员、一线中学骨干教师、职业院校科任教师、专业科普人员和技术开发人员等。领域专家熟悉人工智能的历史脉络及学科知识体系，确保知识内容的科学性及严谨性。教研人员了解代表性青少年群体的信息科技知识水平、兴趣点及迫切需要了解的内容。中学和职业院校教师具有丰富的教学经验，了解青少年的认知水平和认知习惯，了解其基础知识体系构成，使得书籍行文充分符合青少年教材和参考书的特点。专业科普人员则熟悉教学和科普的差异，对知识点的讲解和呈现形式做了专门的设计。技术开发人员根据操作简便的原则专门开发了配套的软件，并对编程案例设计进行了测试和优化。

特别致谢

感谢北京市教育科学研究院基础教育教学研究中心、北京市东城区教育科学研究院、北京建筑大学、北京工商大学等单位在本书撰写过程给予的大力支持与指导。感谢北京市大兴区科学技术协会对本书出版和科普试用给予的大力支持。感谢北京智教未来科技有限公司、天津市大然科技有限公司等单位组织技术人员专门研制“塔罗斯+”软件，并对相关实例进行了开发和测试。

特别感谢中国科学院计算技术研究所研究员、中国计算机学会秘书长唐卫清老师在本书书稿成型过程中给予的指导。唐老师的指导意见中肯、专业、深入且富有启发，对本书最终成型起到了关键作用。

由于作者水平有限，书中难免有错误或疏漏之处，敬请广大读者批评指正。

作者
2022年4月于北京