本書里的AI貓會陪你游覽機器人博物館,探索迷宮、珍瓏峽谷和群山之巔,通過這些旅程你會了解到什么是人工智能,怎樣學習人工智能,并學習設計智能應用、優(yōu)化算法、遞歸回溯等編程方法和知識,還會開始探索機器學習的思路和方法。
長期以來,青少年人工智能的相關學習更多集中在智能硬件,如各種機器人(如樂高和VEX)和近年來不斷普及的無人機。但智能硬件學習成本高,周期長,知識面窄,而且不易深入。相對而言,基于軟件系統(tǒng)的編程學習具有成本低、學習方式靈活、覆蓋面寬、易深入等優(yōu)點。而且發(fā)展迅猛的機器學習算法普遍是在軟件系統(tǒng)中進行訓練和測試的。所以,很多國家的教育工作者進行了很多青少年人工智能編程教學的有益嘗試,并獲得了一定的成效。
作為一個擁有二十年大學教學經(jīng)驗的計算機科學系教授和十幾年青少年編程啟蒙的工作者,我認為人工智能教育要“歸宗溯源,以人為本”。人工智能教育不能脫離計算思維和算法思維的基石。同時,青少年人工智能教育應該注重邏輯思維、創(chuàng)新能力和執(zhí)行力的培養(yǎng)和提升,不應進行太多的職業(yè)階段技能的培訓。在更高層次來說,人工智能的教學應該和義務教育的總體精神相一致,并有利于輔助提高學生多個學科的學習水平。
基于以上理念和實踐,我設計了“編程思維啟蒙篇”和“Scratch編程篇”人工智能學習系列。此系列循序漸進,由淺入深,以人工智能應用為線索,逐步引入計算思維的基本概念和一些人工智能的基本相關算法。
李明,現(xiàn)任美國加州州立大學計算機系正教授,畢業(yè)于上海交通大學并在美國德州大學獲得計算機科學博士學位。李教授擁有近20年的計算機教學和科研經(jīng)歷,擅長以螺旋式內容結構來講解深奧的編程思維,同時以科學的課程體系來訓練學生,深受家長和同學們的認可。
前言
第1章 秘境初探
1.什么是人工智能?
2.人工智能和計算思維的關系
3.用Scratch能學習人工智能嗎?
4.小學生如何學習人工智能?
第2章 機器人博物館(上)——設計智能應用
1.Al貓自動彈奏機器人
2.選擇題閱卷機器人
3.本章小結
第3章 機器人博物館(下)——優(yōu)化算法
1.懷特特工
2.找零錢機器人
3.本章小結
第4章 探知迷宮——遞歸回溯
1.步步為營
2.標記退出
3.遞歸回溯
4.妙用堆棧
5.本章小結
第5章 珍瓏峽谷——三連棋對弈
1.下棋規(guī)則
2.投子實現(xiàn)
3.無重復落子
4.贏輸判定
5.阻擋對手
6.占盡先機
7.本章小結
第6章 群山之巔——機器學習更強大(上)
1.什么是機器學習?
2.機器學習的思路和方法
3.心情判斷
4.理解聲音
5.聲控大小
6.本章小結
第7章 群山之巔——機器學習更強大(下)
1.手寫數(shù)據(jù)
2.鼠標跟蹤
3.數(shù)據(jù)標簽
4.手寫識別
5.書寫訓練
6.本章小結
第8章 下一段旅程
1.人工智能學習的思想核心
2.如何使人工智能實現(xiàn)更加強大?
3.初中生應該如何學習人工智能?