前言

本書是為了嘗試解決3個實際問題：一是以“Python人工智能與大數(shù)據(jù)經(jīng)典算法”為代表的課程，學生學習和教師備課的難度大、效率低，涉及的知識技能在書籍、網(wǎng)絡上查找困難，大量資料呈現(xiàn)出描述含糊不清、缺步跳步、甚至描述錯誤等問題。以GBDT，XGBoost，CNN為代表的算法，在互聯(lián)網(wǎng)和書籍上幾乎找不到邏輯清晰、簡單明了的教程。上述因素小到影響師生教與學，大到制約國家人工智能技術的發(fā)展。二是教學質量和人才培養(yǎng)質量明顯降低的問題。學生獨立解決問題、開拓創(chuàng)新、實踐等綜合能力差，課堂學習效率低，學生上課對所學知識不感興趣、上課睡覺、聽不懂、不愛學等問題比比皆是，培養(yǎng)出來的學生無法滿足社會的用人要求。三是教師教學精力匱乏，導致教學質量低下，學生厭學、聽不懂、學不會等問題。以評職稱為代表的機制與負擔消耗了教師大量精力，導致教師沒有時間把主要精力投放到教學與教學管理研究中，沒有時間從海量的網(wǎng)絡、書籍等資料中抽取知識和技能的精華，導致不能實現(xiàn)精心備課，沒有時間對學生平時上課的收益、效果等評價指標進行精細化監(jiān)控。

本書的特色與創(chuàng)新點在于：提出“三實三嚴”教學管理理論（三個實時+三個嚴格）并實現(xiàn)理論落地，以“Python人工智能與大數(shù)據(jù)經(jīng)典算法”知識體系為例，嘗試解決上述3個問題，實現(xiàn)如下3個目標：①提出“實時實踐，嚴控標準質量”的教育理念，開發(fā)“實境編程（筆記）”教學系統(tǒng)，采用“實踐案例貫穿知識體系”的方法進行課程設計，用實踐驅動教學，頻繁使用啟發(fā)式教學方式，強化培養(yǎng)學生獨立解決問題、開拓創(chuàng)新、實踐等綜合能力。②提出“實時互動，嚴控過程質量”的教育理念，開發(fā)“跟隨編程（筆記）”教學系統(tǒng)，采用“老師寫一句，學生跟著寫一句，手把手教”的方式教學，實現(xiàn)“100%的學生在100%的上課時間聚集100%的精力學會教師教授的100%的知識技能”。③提出“實時PDCA，嚴控結果質量”，開發(fā)“實時評測”教學系統(tǒng)，采用每10秒鐘檢查統(tǒng)計一次學生筆記、小測驗結果的方式，實現(xiàn)高頻率PDCA（計劃—實施—檢查—改進）持續(xù)改進。

本書的設計思路與結構安排如下：第1章是“三實三嚴”教學管理理論研究，從傳統(tǒng)教育理論、現(xiàn)代教育技術和專業(yè)質量管理3個角度展開研究。從第2章開始以“Python人工智能與大數(shù)據(jù)經(jīng)典算法”知識體系中的各經(jīng)典算法為單元，對“三實三嚴”教學管理理論進行落地研究：①采用案例貫穿知識體系的方式，為實現(xiàn)“實時實踐”教學實施做好準備；②給出具體的“簡明案例”，為實現(xiàn)“實時互動”教學實施做好準備；③通過列寫任務驅動、教學重點、技能列表與課后練習方式，為實現(xiàn)“實時PDCA” 教學實施做好準備。

本書撰寫過程離不開編審校團隊的辛勤付出，編審校團隊承擔了大量的編程調試、算法精簡描述、文字試讀反饋與審核校對修改工作，最終促成了本書的誕生，特別感謝編審校團隊的成員。

全書編審校：郭迎筱、張宇豪、李天悅、陳迎港、陶欣雨、趙夢璇、吳凱鈺、李妙鈺、左芳玲、夏子陽、李家鑫、徐欣祺、袁丁逸含。

章節(jié)編審校：李天悅（教育理論與實踐研究）、韓馳（Python編程基礎）、楊振寧（Python編程基礎）、馬雪揚（數(shù)據(jù)結構與數(shù)據(jù)操作）、孫昊琳（數(shù)據(jù)結構與數(shù)據(jù)操作）、李尚昱（數(shù)據(jù)結構與數(shù)據(jù)操作）、王依凡（缺失值填充）、葛潭（缺失值填充）、宋佳怡（一元線性回歸）、劉夢宇（多項式回歸）、張哲宇（邏輯回歸）、董歆雨（邏輯回歸）、胡瑞芳（KNN）、胡文棋（KNN）、錢渤洋（貝葉斯）、易慧媛（決策樹）、陳祺（決策樹）、湯劍成（支持向量機）、阮可（支持向量機）、劉博涵（隨機森林）、瞿楚楚（隨機森林）、秦博文（AdaBoost）、王雪巧（GBDT）、陳亮直（GBDT）、郭迎筱（XGBoost）、宋琳（PCA）、李冠辰（PCA）、肖輝（SVD）、吳蘭（SVD）、劉翰宸（LDA）、王雯（LDA）、王詩語（K-Means）、曹洪濤（DBSCAN）、李新杰（分層聚類）、黃悅軒（分層聚類）、王冕（基于項目的協(xié)同過濾）、蒼婉昭（基于項目的協(xié)同過濾）、陳思彤（基于用戶的協(xié)同過濾）、邱孟琦（基于用戶的協(xié)同過濾）、葉江涵（ARIMA）、高子軒（ARIMA）、陶欣雨（神經(jīng)網(wǎng)絡）、馬溢韓（xPath）、佟雨堯（Beautiful Soup）、趙夢璇（Tkinter）。

本書在中國大學慕課網(wǎng)站上配備了配套視頻課程，補充了程序設計基礎（Python，C，Java語言）、統(tǒng)計與人工智能原理與實踐（Python實現(xiàn)假設檢驗、單因素與雙因素方差分析、嶺回歸、Lasso回歸、softmax、數(shù)據(jù)庫操作、TensorFlow等本書尚未涉及的知識領域）、Python高級項目管理師（PMP）等內容。

本書為首都經(jīng)濟貿(mào)易大學“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”“互聯(lián)網(wǎng)+新工科教育”“課程思政”系列教學研究成果，由首都經(jīng)濟貿(mào)易大學教務處資助出版。

感謝北京市教育委員會教學改革創(chuàng)新項目（No��202，2019）、北京市教育委員會優(yōu)質本科教材課件項目（2020）與首都經(jīng)濟貿(mào)易大學黨委宣傳部黨建和思想政治工作重點課題“‘新工科+課程思政’高質量教學模式創(chuàng)新研究”（2019）對本研究的支持。

本書的配套網(wǎng)絡教學資源的統(tǒng)一入口為：http://liujingwei.cn，網(wǎng)站的二維碼為：