前言

课程简介

在人工智能浪潮席卷全球的当下，知识存储、检索与简单推理等低阶认知技能逐渐被机器接管，但思维方法、创造性思维、复杂问题解决等高阶认知能力仍是人类的核心竞争力。思维方法与知识体系构成“渔”与“鱼”的辩证关系。随着认知层级的提升，思维方法的权重应逐步加强。新时代的教育应从“知识传递”向“思维培养”转型。在高等教育与职业发展中，思维方法的优势更显突出： 它能突破特定知识领域的限制，实现跨学科创新； 适应快速变化的技术环境； 创造新的知识生长点。

计算思维，作为一种运用计算机科学基础概念来求解问题、设计系统和理解人类行为的思维方式，绝非计算机领域的专属工具，而是一种跨越学科界限的通用思维武器。它能够帮助人们在面对纷繁复杂的难题时，抽丝剥茧，找到高效且优雅的解决路径。对于文科生而言，这种思维方式的习得将赋予其独特的竞争优势： 既能保持人文领域的深度洞察，又具备将抽象理念转化为数字解决方案的实践能力。

本书强调思想方法，而非知识体系。本书以问题求解为主线，在案例求解过程中融合了求解思路、算法思想和Python编程技术。每章内容紧密围绕一个具体问题展开，采用目标导向的方式，通过具体案例的实现讲解一类问题的解决思路及相关知识。书中每个案例都配备了完整的求解思路和代码，即使是没有编程基础的初学者，也能够轻松复现。书中各章内容既相互独立，可单独用于解决相关问题，又能够自由组合，形成强大的合力以应对更为复杂的问题。

为了全方位助力学习，本书提供了丰富的配套资源，包括： 高质量的PPT课件，帮助教师教学和学生自学； 完整的案例数据和代码，方便读者动手实践； 针对重点难点内容的视频讲解，让抽象的知识变得直观易懂。

本书主要内容如下： 

第1章 问题求解思维，介绍计算思维以及如何利用AI技术辅助问题求解。

第2章 工作环境搭建，介绍Python工作环境搭建以及如何利用AI工具辅助编码。

第3章 模拟科学实验，通过模拟标记重捕法学习Python的基础语法，并了解如何用计算机模拟科学实验。

第4章 GUI图形化界面设计，通过水果卡路里计算器的实现，介绍利用tkinter进行GUI设计的方法。

第5章 图像处理，介绍图像的存储、处理原理以及利用pillow库进行图像处理的方法。

第6章 数据采集及文件读写，介绍常用的数据获取方式、爬虫原理、常见类型文件的读写。

第7章 文本分析，通过“哪吒之魔童闹海”影评数据分析案例，介绍中文分词、关键词提取、词云生成、情感分析等常用文本分析方法。

第8章 数据分析，通过分析广告投放数据，介绍数据分析的基本流程， 利用Pandas进行数据分析以及利用Matplotlib进行数据可视化的方法。

本书适合高等院校文科类各专业学生使用，同时也可供相关从业人员学习和参考。通过本书的学习，读者能够具备一定的计算思维和编程基础，在面对纷繁复杂的问题时，能够条分缕析，找到高效的解决之道，为读者适应人工智能时代的发展打下坚实基础。

编者

2026年2月