本教材立足技术发展前沿与教育实践需求,秉持“夯实基础、融合贯通、注重实践”的编写理念,系统整合人工智能与计算机科学的核心知识,构建“基础理论—工具应用—跨域实践—社会思考”的完整学习体系。教材兼顾知识的系统性与教学的可操作性,通过理论阐释、案例解析与实操指导,助力读者形成对智能时代技术生态的全景认知,提升解决复杂问题的综合能力。
本教材充分考虑教学场景的多样化与教育方式的现代化,面向不同学科背景和层次的学生,提供模块化教学内容与可拓展的教学路径,支持翻转课堂、项目导向、任务驱动等 教学改革实践。对于学习者而言,本教材通过“黑盒—灰盒—白盒”的三阶段实践路径,引导从感性认知走向理性思维,从工具操作迈向技术创造;对于教育者而言,本教材提供了结构清晰、案例丰富的教学资源,服务于“无边界课堂”的实施探索;对于国家发展而言,本教材旨在为构建以企业为主体、产学研用深度融合的复合型人才培养机制提供教学支撑,为实现教育强国和科技自立自强目标贡献通识教育力量。
第一篇 人工智能导论
第一章 人工智能发展简史
第一节 AI发展里程碑与技术演进 ……………………………………………………… 3
第二节 人工智能与第四次工业革命 …………………………………………………… 6
第二章 AI基础概念与应用领域
第一节 人工智能定义与分类……………………………………………………………11
第二节 典型应用场景……………………………………………………………………12
第三节 实践:AI工具体验———探索生成式智能的真实能力…………………………14
第三章 机器学习基础
第一节 回归、分类与聚类算法简介……………………………………………………24
第二节 监督学习与非监督学习………………………………………………………… 29
第四章 神经网络与深度学习
第一节 神经网络基本原理与结构 ……………………………………………………… 34
第二节 图像识别的发展与思考 ………………………………………………………… 37
第五章 自然语言处理与大语言模型
第一节 自然语言处理基础 ……………………………………………………………… 43
第二节 大语言模型的基本原理 ………………………………………………………… 48
第二篇 计算机基础与数据表示
第六章 计算机系统概述
第一节 计算机硬件组成与工作原理 …………………………………………………… 59
第二节 软件分类与操作系统基础 ……………………………………………………… 62
第三节 网络与信息安全基础 …………………………………………………………… 64
第七章 数据表示与数制转换
第一节 字符编码 ………………………………………………………………………… 73
第二节 二进制、十进制、十六进制及其转换 …………………………………………76
第三节 图像、音频的数字化表示 ……………………………………………………… 82
第八章 办公软件实战应用
第一节 文件系统基础:数字世界的组织方式 ………………………………………… 87
第二节 WPS文字:排版技巧与自动化模板设计 ……………………………………… 89
第三节 WPS表格:公式函数、数据统计与图表生成 ………………………………… 98
第四节 WPS演示:排版与动态效果设计 ……………………………………………… 111
第五节 实践:综合文档处理与数据分析报告制作 …………………………………… 118
第三篇 AI工具与计算机基础融合应用
第九章 AI辅助数据表示与数制转换
第一节 数据表示的本质与AI的关系 ……………………………………………………… 135
第二节 AI工具对数据自动转换的底层逻辑 ……………………………………………… 138
第三节 实验:利用AI工具自动生成进制转换代码 …………………………………………141
第四节 实验:利用AI图像识别工具解析二维码 ……………………………………………150
第十章 AI增强办公软件应用
第一节 WPS AI功能解析:智能排版、公式自动生成、PPT内容生成 …………………… 158
第二节 AI如何理解用户需求…………………………………………………………………166
第三节 实验:利用WPS AI助手自动生成数据分析报告……………………………………170
第四节 实践:利用AI对话优化PPT逻辑结构 ……………………………………………… 179
第十一章 AI驱动的编程与算法启蒙
第一节 从计算机基础到AI的桥梁:编程逻辑与算法思维…………………………………186
第二节 无须代码的AI工具:AutoML与低代码平台 ………………………………………192
第三节 实战:用AI生成Excel公式 …………………………………………………………203
第四节 实战:利用AI绘画工具生成图片……………………………………………………210
第四篇 AI跨学科应用与伦理
第十二章 AI+文、理、工、医融合案例
第一节 文科:AI辅助写作与艺术创作………………………………………………………219
第二节 理科:AI在科研数据分析中的应用…………………………………………………223
第三节 工科:智能制造与数字孪生技术……………………………………………………228
第四节 医科:AI驱动的精准医疗与智慧健康………………………………………………238
第十三章 AI伦理与社会影响
第一节 数据隐私与算法偏见 ………………………………………………………………251
第二节 AI就业影响与职业素养培养 ……………………………………………………… 256
第三节 实践:AI伦理困境决策———分组辩论与场景模拟 ………………………………261
参考文献 ……………………………………………………………………………………270