前 言
习近平总书记于2019 年5 月16 日在给国际人工智能与教育大会的贺信中
指出：“人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变
着人们的生产、生活、学习方式，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共
创分享的智能时代。把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，培
养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命。”
2017 年7 月8 日，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》。新一代人
工智能除了继续用计算机模拟人的智能行为之外，还包括用更综合的信息系统
( 如互联网、大数据、云计算等) 去探索更大、更复杂系统的行为，如制造系
统、城市系统、交通系统等的智能化运行和发展。《新一代人工智能发展规划》
还要求在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励广大科
技工作者投身人工智能的科普与推广。
自1950 年图灵发表《计算机器与智能》以来，人类探索人工智能的大门
便已悄然打开。在如今这个信息时代，随着计算机技术和互联网的发展，人工
智能技术正在迅速崛起，不断地渗入生产、生活的方方面面，人脸支付、语音
导航、智能翻译等人工智能应用层出不穷。未来，人工智能会与我们的生活息
息相关，会成为引领未来的战略性技术，成为社会和经济发展的重要推动力。
同学们，如今你们正处于新一代人工智能的浪潮中，你们感受到了吗？面
对风起云涌的时代洪流，我们需要做的是正确认识、激流勇进，在这惊涛骇浪
中，牢牢把握正确的方向和机会，积极主动地上下求索。
本书共分为六个单元。第1 单元介绍人工智能的发展、应用与思考。第2
单元介绍人工智能的“三驾马车”——数据、算力和算法，数据的定义及处理
数据的方法，编程语言Python。第3 单元介绍利用监督学习的方法解决人工智
能预测和分类问题，其中包括预测问题的算法——线性回归和非线性回归，分
IV 人工智能（初中版）
类问题的算法——决策树和k 近邻算法。第4 单元介绍利用非监督学习的方法
做聚类和数据降维，其中包括聚类的算法——k 均值算法，维度灾难问题及其
解决方法——数据降维。第5 单元介绍人工神经网络的构造和相关算法，深度
学习的框架， 以便大家从里到外认识深度学习。第6 单元对人工智能的影响和
安全防范策略进行了剖析与思考，提醒大家正确看待人工智能的发展。
通过本书的学习，我们可以游历人工智能的历史长河，了解人工智能的潮
起潮落；可以亲历各种人工智能案例项目，动手编程，了解人工智能背后的奥
秘和原理；还可以学会用辩证的观点正确对待这一新兴技术，让其真正服务于
生产、生活。在了解必要的基础知识的同时，鼓励同学们发挥想象力和创造力，
设计出有自己想法和特色的人工智能作品，并在这一个过程中体验创造的乐趣。
为了更好地掌握人工智能的相关知识，在学习时，同学们需要注意以下几点：
（1）夯实基础知识。认真学习人工智能的基本概念和原理，才能对人工智
能技术有深刻理解和全面的认识，为后面的技术应用打好基础。
（2）勤于思考，擅于实践。书中安排了相应的项目实现，同学们要利用已
习得的知识，把它们迁移转化到具体的实际应用中，在动手操作中进一步理解
每个知识点。
（3）积极探索，团队合作。人工智能这一名词及其背后的原理，对同学们
来说都比较新颖，可能会出现理解困难或难以接受的情况。在学习时，应该积
极主动地思考和发问，大胆请教，有积极探究和锲而不舍的精神，不断地取得
进步。此外，在学习过程中，许多实践活动都需要分组完成，同学们应该在教
师的指导下做好分工，发扬团队合作的精神，又好又快地完成任务。
同学们，让我们一起走入神奇的人工智能世界，探索其中奇妙无比的技术
原理，一起感受人工智能的独特魅力，收获满满的惊喜吧!
编 者
2020 年3 月
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