人工智能是一門既古老又年輕的科學(xué)。人工智能源于人類對(duì)智能機(jī)器的渴
望，相關(guān)的探索可以追溯到兩千年前亞里士多德關(guān)于人類思維規(guī)律的研究。然
而，直到1956年的達(dá)特茅斯會(huì)議之后，人工智能才正式登上歷史舞臺(tái)。今天，人
工智能正以前所未有的力量改變著世界，不僅在視覺(jué)、聽覺(jué)、語(yǔ)言、動(dòng)作這些傳
統(tǒng)人工智能領(lǐng)域取得長(zhǎng)足進(jìn)展，而且與各個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科交叉共融，引發(fā)了新一輪
技術(shù)變革。可以預(yù)見，未來(lái)人工智能將越來(lái)越強(qiáng)大，成為推動(dòng)人類進(jìn)步的基礎(chǔ)
力量。
人工智能的強(qiáng)大源于它對(duì)人類智能的模擬。我們今天所有的文明成果都基
于人類區(qū)別于其他生物的獨(dú)一無(wú)二的智能，如果這種智能可以被機(jī)器所模擬，可
以預(yù)見將會(huì)給社會(huì)帶來(lái)顛覆性的變革。從這個(gè)角度看，近年來(lái)人工智能領(lǐng)域那
些讓人震驚的成就也許只是智能時(shí)代來(lái)臨前的滿城風(fēng)雨，真正讓人期待的智能
風(fēng)暴也許就在不遠(yuǎn)處的地平線上。
人工智能時(shí)代的到來(lái)要求所有人都應(yīng)具備人工智能的基礎(chǔ)素養(yǎng)，特別是青
少年學(xué)生。這些基礎(chǔ)素養(yǎng)至少包括三個(gè)方面。首先是人工智能的世界觀，即如
何認(rèn)識(shí)人工智能，它起源于哪里，當(dāng)前處于什么階段，未來(lái)會(huì)走向何方。其次是
人工智能的價(jià)值觀，即如何全面認(rèn)識(shí)人工智能，既要理解它帶來(lái)的機(jī)遇，也要了
解它的潛在風(fēng)險(xiǎn)；既要有擁抱人工智能的開放心態(tài)，也要清楚如何合理、合規(guī)地
使用人工智能。最后是人工智能的方法論，即人工智能有哪些基本原則和基礎(chǔ)
Ⅰ
方法。
基于這一思路，我們編制了這套清華大中小學(xué)人工智能通識(shí)教育系列叢
書，其根本目的是幫助青少年建立人工智能的基礎(chǔ)素養(yǎng)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，本叢
書從大中小貫通培養(yǎng)的視角來(lái)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教育階段的人工智能通識(shí)課程。
本叢書將基礎(chǔ)教育階段的人工智能通識(shí)教育分為興趣培養(yǎng)體系構(gòu)建
和知識(shí)拓展三個(gè)階段，分別對(duì)應(yīng)小學(xué)、初中、高中三個(gè)學(xué)段。興趣培養(yǎng)階段
重點(diǎn)在于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)科學(xué)精神；體系構(gòu)建階段強(qiáng)調(diào)對(duì)人工智能的整
體認(rèn)知，構(gòu)建知識(shí)體系，培養(yǎng)全局視野；知識(shí)拓展階段關(guān)注具體應(yīng)用背后的關(guān)
鍵技術(shù)，特別是人工智能在各學(xué)科中的前沿應(yīng)用，為學(xué)生選擇未來(lái)的專業(yè)方向提
供指導(dǎo)。中國(guó)科學(xué)院院士張鈸教授對(duì)叢書的知識(shí)體系進(jìn)行了指導(dǎo)，并對(duì)叢書內(nèi)
容進(jìn)行了審核。
本書是清華大中小學(xué)人工智能通識(shí)教育系列叢書的小學(xué)分冊(cè)。本書注
重人工智能思維的啟蒙，以講故事的方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣，培養(yǎng)學(xué)
科學(xué)、愛(ài)科學(xué)的熱情，傳遞科學(xué)精神，形成對(duì)人工智能的基礎(chǔ)認(rèn)知。同時(shí)，本書
配套了實(shí)踐手冊(cè)，設(shè)計(jì)了大量充滿趣味性的體驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生感受人工智能的
神奇。
全書共分7個(gè)單元，內(nèi)容安排循序漸進(jìn)、層層遞進(jìn)。前5個(gè)單元幫助學(xué)生
建立人工智能的基礎(chǔ)概念，開闊視野，形成面向未來(lái)的人工智能世界觀；第6單
元和第7單元?jiǎng)t通過(guò)介紹若干基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生理解人工智能的獨(dú)特思維
方式。
本書既可作為小學(xué)教師和學(xué)生的參考讀物，也可用于小學(xué)人工智能通識(shí)課
的教學(xué)。為支持教師開展教學(xué)，本書配套了豐富的教學(xué)資源，包括教學(xué)用PPT、
實(shí)踐手冊(cè)、在線參考文獻(xiàn)等，便于教師基于本書內(nèi)容和資源設(shè)計(jì)符合本校特色的
課程方案。
為了增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性和啟發(fā)性，本書特別設(shè)計(jì)了愛(ài)思考和知識(shí)庫(kù)兩個(gè)特
色欄目。
● 愛(ài)思考：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行拓展性思考和討論，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。
● 知識(shí)庫(kù)：補(bǔ)充與章節(jié)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生拓寬視野，加深理解。
針對(duì)不同學(xué)校的實(shí)際情況，本書提供靈活的課程設(shè)計(jì)建議。不論學(xué)校采用
哪種方案，都應(yīng)重視激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣與探索熱情。
Ⅷ
人工智能通識(shí)小學(xué)版
VIII
● 完整教學(xué)方案：建議按本書順序設(shè)計(jì)兩學(xué)期（每周兩節(jié)課）或四學(xué)期（每
周一節(jié)課）的課程，每學(xué)期2/3的學(xué)時(shí)用于教師授課，1/3的學(xué)時(shí)用于實(shí)踐體驗(yàn)活
動(dòng)。本書配套的實(shí)踐手冊(cè)中提供了詳細(xì)的實(shí)踐方案，供教師選用。
● 簡(jiǎn)化教學(xué)方案：對(duì)于教學(xué)時(shí)間較為緊張的學(xué)校，可以將本書內(nèi)容適當(dāng)濃
縮，融入信息科技或科學(xué)課堂，為學(xué)生提供人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)。
本書匯聚了眾多專家學(xué)者和一線教師的心血。李藍(lán)天、蔡云麒等老師參與
了本書部分內(nèi)容的策劃工作。劉靖、秦曈、李鵬琦、袁浚銘、谷悅、魏揚(yáng)、瞿琦、
湯志遠(yuǎn)、張敏、王思瑤等老師和同學(xué)參與了書稿審讀工作。文中言老師任本書
的美術(shù)總指導(dǎo)，朱珠、劉田田兩位老師參與了繪圖組織工作。參與繪圖的老師和
同學(xué)還包括夏源、肖美琳、鄒齡漪、蔣夕彬、文雁云、袁枘、肖舒琪、王乃一、蘇詩(shī)
瑤、張泉、苗羽、魯一諾、紀(jì)琳、張智涵、萬(wàn)桉伶、吳翠如。穆曉萌、魏萌、賈濤、翁
瑩真、魏立艷、劉文、王笑凡、郭曉霄、張清茹等老師參與了課程資源制作。譚洪
政、利節(jié)、茹偉、邱偉松、劉松偉等老師參與了本書的教學(xué)實(shí)踐工作。卜輝、楊艷
錚、劉愛(ài)霞等老師參與了組織與服務(wù)工作，王文精、卞偉、張?zhí)旌�、劉田田、宮俊
波等老師參與了大量策劃、推廣工作。
人工智能通識(shí)教育剛剛起步，不僅在我國(guó)還沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)的體系，在世界
范圍內(nèi)也沒(méi)有成熟的方案可以參考。我們希望清華大中小學(xué)人工智能通識(shí)教
育系列叢書能夠成為一套樣本，為我國(guó)乃至全球教育工作者提供系統(tǒng)性、可操
作的參考框架。
限于編者水平，書中難免存在不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編　者
2025年4月