前  言

人工智能（artificial intelligence，AI）正迅速改变着人们生活的方方面面，成为人们日常生活的一部分，而且在某些方面已经超越了人类。其实我们每天都会在有意无意中使用人工智能技术。 

（1）智能手机。智能手机上的照片拍摄和后期美化需要使用人工智能技术。当拍照时，人工智能会根据用户的习惯进行适当的设置，并建议适合的模式来提供个性化服务。人工智能也会学习用户的日常使用习惯来提高手机的运行效率。 

（2）媒体推荐。无论是音乐软件中随机歌曲推荐还是短视频平台上不断刷新的内容，人工智能都起到了关键性的作用。随着使用时间的增长，它会根据用户的习惯进行学习，为用户提供个性化的推荐服务。 

（3）智能家居。智能家居设备可以根据个人偏好调节室内温度和亮度，用户可以通过与智能语音助手进行对话的方式远程操控各种智能家居设备。 

（4）在线服务。从购物、娱乐、旅行到日常生活，点点滴滴的服务正在人工智能的参与下不断优化，我们使用聊天机器人来提高服务效率，使用智能推荐和优化算法来进行商业布局、个性化生活规划、智慧物流、网购推荐等。 

也许大众早已熟知以上人工智能应用，但是对其背后的原理与技术还不甚了解。人工智能先进技术和应用知识的传播是建设技术强国的关键、根基与保障。因此，让中学生尽早认识和了解人工智能技术非常关键。中学是一个好时机，此时学生已经足够成熟，可以应付和探究科学性问题，非常适合将前沿科学问题引入中学课堂，让中学生尽早熟悉先进技术的背景、基本概念和应用理论，为以后的大学学习和未来职业选择打下坚实的基础。像包括写作、阅读和数学在内的经典读写能力一样，人工智能领域的能力也将成为未来必 

备的一项能力。 

目前，学校信息技术课程中还没有适当的方式来教授这些基本主题，为了满足这一时代要求，编者编写了这本面向中学生的人工智能入门教材，涉及人工智能基础、经典机器学习问题（回归、分类和聚类）、神经网络、深度学习、强化学习、对抗学习、主动学习和知识图谱等内容。 

本书可作为中学信息技术课人工智能模块的教材，它适应中学的课堂教学模式，每个章节包括背景知识介绍、深入浅出的理论教学和生动形象的操作实例，有助于激发同学们的学习热情，又能满足人工智能教学的理论深度需求，实现对中学生进行人工智能启蒙的作用。 

编 者 

2020 年 3 月