本书围绕高等院校人工智能通识教育展开，系统阐述以计算机算法为核心的人工智能知识。书中内容涵盖人类智能与人工智能概述、物理基础、基本原理等，介绍常用AI工具、大小模型，结合通用及嵌入式人工智能实例，探讨人工智能伦理与未来发展，为读者搭建起全面的人工智能知识框架。 本书具有鲜明特点：定位“知其然了解其所以然”，注重原理理解与实践结合；在内容组织上，平衡共性与个性、理论与实践，融入作者科研成果；配套丰富电子资源，含视频、源代码、课件等，便于学习实践。 本书旨在帮助读者掌握人工智能基础知识，将人工智能作为新型学习工具，适合作为普通高等院校人工智能通识课程的教材或参考书，也可作为对人工智能感兴趣的教育工作者、技术爱好者的参考书。

自 2022 年大模型元年开启，人工智能迅速成为大众熟知的名词，“人工智能 + 各行各业”的发展趋势也日益显著。如何实现人工智能赋能各个领域，甚至助力大学生学习，关键在于从大学一年级就开始普及人工智能基础知识，让人工智能作为新型工具融入大学学习过程，为后续学习增添助力。


目前，许多高校计划增设人工智能通识课程。然而，人工智能尚处于发展初期，不仅相关教材稀缺，其教学体系也仍在探索之中。为此，我们广泛收集并深入分析人工智能相关资料，结合自身在人工智能领域的研究与实践，以“知其然了解其所以然”为定位，从“新型工具”视角出发，按照人类智能与人工智能概述、人类智能与人工智能的物理基础、人工智能基本原理、常用 AI 工具、常用大模型、常用小模型、通用人工智能实例、嵌入式人工智能实例、人工智能伦理、人工智能未来发展展望的顺序，编写了这本面向高校理工科学生的《人工智能通识教程》，系统阐述以计算机算法为


核心的“人工智能”这一新型工具。


作为通识课程，其特点在于具有广泛的知识覆盖面，旨在让广大学生掌握基础知识。正如《哈佛通识教育红皮书》中所言，若教育过程的每个阶段未涵盖通识性、人文性课程内容，教育便会缺乏理想指引。本书旨在探索人工智能通识课出现的原因，以及如何建设其教学资源等重要问题。





一、为何会出现人工智能通识课程


探讨人工智能通识课程出现的原因，需先明晰通识课程的性质，再审视当前人工智能是否已发展到适合作为通识课程的阶段。《礼记·学记》有言：“大学之道，知类通达，强立而不反，谓之大成。”1828 年，耶鲁大学发布《耶鲁报告》，明确指出本科教育应承担为本科学生奠定共同基础的重要使命。1945 年，《哈佛通识教育红皮书》对通识教育的理念与实施进行了更为详尽的阐释，其实质在于强调通识课程是本科学生知识结构的重要组成部分。那么，为何如今人工智能通识课程可以且应该纳入本科通识课程体系呢？这是由人工智能的影响力与发展阶段决定的。就如同当年计算机在达到特定发展阶段后，计算机基础课程成为大部分本科学生的通识课程一样，如今人工智能的影响力甚至超越了当时的计算机，尽管它本质上是计算机程序，但其内涵与应用已远远超出程序概念的范畴。

二、如何建设人工智能通识课程的教学资源


人工智能通识课程若要顺利进入课堂教学，必须做好全面准备，需对教材、电子资源、课件、教学大纲、题库建设等工作进行统筹规划，其中教材建设是最为关键的核心环节，其他教学资源可在此基础上逐步拓展完善。由于人工智能正处于快速发展的初期阶段，人工智能通识课程的教学资源相对匮乏，课程体系也仍在不断探索构建中。本书参考了近年来公开出版的相关资料，从内容组织、知识深浅度、实际可用性、实践操作性等多个方面进行了初步探索，将教材定位为“知其然了解其所以然”。之所以这样定位，是因为要做到“知其然知其所以然”，一方面存在较大难度，另一方面也超出了通识课程的教学目标。所谓“了解其所以然”，即对原理部分只需进行了解层面的阐述，期望学生能够学以致用，对原理有基本认识。在内容组织方面，我们着重斟酌了三个平衡：共性与个性的平衡；体系完整性与个性蓝本选取的平衡；理论与实践的平衡。目前呈现在读者面前的这本教材，融入了编者的部分科研成果，经过精心甄选与梳理后编入其中。我们期望本书能够成为一本“看得懂、用得上、可实践”的人工智能通识课程教学用书，为人工智能通识课程的教学资源建设贡献一份力量。


三、本书辅助教学资源


为配合纸质教材使用，本书配套了电子资源，可在中国铁道出版社教育资源数字化平台 https://www.tdpress.com/51eds 下载，其中包含源代码、环境安装方法、课件等丰富内容，力求构建较为完整的教学资源体系，为人工智能通识课程的教学提供有力支持。教师资源请发电子邮件至 605066705@qq.com 获取，这些资源将根据使用过程中收集到的意见与建议，及时进行更新优化。


由于编者水平有限，本书难免存在疏漏与不足之处，恳请使用本书的广大师生及其他读者不吝批评指正。


编 者


2025 年 2 月

第1章人类智能与人工智能概述…1 1.1人工智能正向我们走来……………2 1.2从人类智能看人工智能……………3 1.2.1人类智能………………………3 1.2.2人工智能………………………4 1.3人工智能的由来……………………4 1.3.1电子计算机的出现……………4 1.3.2达特茅斯会议…………………5 1.4人工智能的发展历程………………6 1.4.1人工智能发展过程的标志性节点……………………………6 1.4.2人工智能发展简史……………6 1.4.3DeepSeek给出的关于人工智能发展史的回答…………………7 1.5人工智能的多样性…………………8 小结……………………………………9 习题……………………………………9 第2章人类智能与人工智能的物理基础……………………

王宜怀，苏州大学计算机科学与技术学院教授、博士生导师、苏州大学嵌入式系统与物联网研究所所长、江苏省计算机学会嵌入式系统与物联网专业委员会主任、中国软件行业协会嵌入式系统分会理事、苏州市十三、十四届政协常委。曾获福建省八五期间电子信息应用先进个人、全国高等学校计算机教学成果奖一等奖、国家级一流本科课程、江苏省高等教育教学成果一等奖、苏州大学五四青年特别感谢奖、苏州大学高尚师德奖、福建省南平市政协优秀委员、江苏省苏州市政协优秀委员等。出版著作、教材十余部，发表论文20余篇，获得中国发明专利30多项，美国发明专利6项。 芦碧波，河南理工大学计算机科学与技术学院教授，国家自然科学基金委函评专家、中国计算机学会科普工委执行委员、中国人工智能创新大赛技术委员会主任专家委员会委员、河南省人工智能学会人工智能通识教育专委会常务副秘书长。主持国家自然科学基金2项、参与完成国家自然科学基金3项，主持完成20多项省部级项目。获河南省高等教育教学成果一等奖1项，发表论文100多篇，撰写专著3部。

便于老师教学，定位 “知其然了解其所以然”，注重原理理解与实践结合；在内容组织上，平衡共性与个性、理论与实践，融入作者科研成果；配套丰富电子资源，含视频、源代码、课件等，便于学习实践。