本书以团体标准《青少年编程能力等级第5 部分：人工智能编程》（T/CERACU/AFCEC 100.5
2022）（以下简称：人工智能编程能力等级标准）为依据，旨在引导青少年走进人工智能编程的世界，开
启人工智能编程学习之门。本书共设4 个单元，内容覆盖人工智能编程能力等级标准二级，共10 个知识点。
第1 单元为人工智能的基础知识（共3 节），主要介绍人类智能与人工智能的区别。第2 单元为人工智能
编程（共2 节），主要介绍人工智能图形化编程中的人工智能语音识别指令，完成简单的人工智能程序开发。
第3 单元为人工智能典型应用（共3 节），主要介绍人工智能中语言识别计时器、图像识别和传感器的工
作方式，创作出具体应用案例，让人工智能成为我们生活中的好帮手。第4 单元为人工智能历史与未来（共
3 节），带领学生一起走进人工智能的历史，了解人工智能技术的发展过程及其面临的挑战，畅想未来人
工智能生活。
本书是中小学人工智能编程基础学习的理想教材，同时适合报考全国青少年编程能力等级考试（PAAT）
人工智能编程二级科目的考生选用。
《义务教育信息科技课程标准（2022版）》的发布，使人工智能成为信息科技课程重要内容，进一步与我国的整体人才和科技战略规划形成了衔接和统一。新课标明确了以数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能为课程逻辑主线，这一核心理念，为未来人工智能教育明确了方向，可以更加清晰的坚定从青少年开始培养人工智能相关素养的培养路线。
本书针对青少年学习特点，以人工智能与智慧社会、跨学科主题互联智能设计作为培养方向，通过分析人工智能应用场景，利用图形化编程平台，学习并掌握人工智能图形化编程平台的编程功能，理解语音识别和图像识别的技术及其应用，初步认识人工智能硬件，能实现简单的人工智能应用开发。
目前，人工智能技术的探索和应用是全球关注的焦点，OpenAI 公司的
ChatGPT 更成为当下的热门话题。随着技术的进步，人工智能的应用潜力与
社会价值正在不断得到体现，并改变着人们的生产和生活，也影响着未来人才
的培养方向。掌握人工智能技术，是未来国家竞争的焦点，也是各国追逐的目
标。随着我国人工智能相关政策的发布，人工智能教育也将成为未来教育发展
的一个重要领域。
对新技术的开发和应用需以教育为基础。然而，在我国的基础教育中，人
工智能普及教育尚在起步阶段，人工智能教学面临师资严重不足、教师专业能
力较低、人工智能课程缺乏规范性、系统性、专业性，实用性和趣味性也较为
欠缺等一系列问题。
本书以团体标准《青少年编程能力等级第5 部分：人工智能编程》（T/
CERACU/AFCEC 100.52022）（简称《标准》）为依据，内容覆盖人工智能
编程二级，共10 个知识点。作者充分考虑二级对应的青少年年龄阶段的学业
适应度，形成了以主题活动为主要形式，知识性、趣味性、实践性与能力素养、
信息安全意识锻炼相融合的一本适合学生学习和教师讲授的教材。
本书通过跨学科主题活动的形式让学生理解身边的人工智能，并融合了
《标准》、知识与能力和测评。以《标准》界定知识与能力，以知
识与能力约束测评，是本书的编撰原则和核心特色，用规范性、科学性
较强的教材，推动青少年人工智能编程教育的规范化，培养青少年的信息意识、
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信息责任、计算思维和跨学科综合能力，塑造面向未来的信息科技与人工智能
人才。
本书由华东师范大学胡文心、郑骏教授组织编写并统稿。全书共分4 个单
元，其中第1 单元、第4 单元由骆昱宇、曹月阳、赵旭颖、黄鸣曦撰写，第2 单元、
第3 单元由余少勇、宋家友、赖文辉撰写。
本书的编写由威盛电子（中国）有限公司提供案例及技术支持。全国高等
学校计算机教育研究会-清华大学出版社联合教材工作室对本书的编写给予了
大力的协助。全国青少年编程能力等级考试（PAAT）考试委员会对本书给
予了全面的指导。在此对上述机构、专家、学者、同仁一并表示深深的感谢！
祝同学们和老师们通过本书的学习，开启人工智能编程学习之门，未来成
为信息科技与人工智能时代的原住民。
作者
2024 年3 月
第1单元人工智能的基础知识1
1.1 探究：人工智能的背后 2
1.2 听与看 7
1.3 人类智能与人工智能 9
第2单元人工智能编程12
2.1 智能语音计算器 13
2.2 垂钓时刻 20
第3单元人工智能典型应用31
3.1 厨房计时器 32
3.2 烹饪好帮手 40
3.3 智能栏杆 49
第4单元人工智能历史与未来55
4.1 走进人工智能历史 56
4.2 人工智能发展对社会的影响 61
4.3 人工智能新的发展方向 67
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附录A 青少年编程能力等级 第5部分：
人工智能编程二级部分节选 70
附录B 全国青少年编程能力等级考试（PAAT）
人工智能二级样题 76
附录C 人工智能二级（样题）参考答案 83
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