《“人工智能+”应用》是一本面向高职和本科院校学生的“人工智能+”应用基础教材。本教材依托自主研发的开源智能体实践平台与图形化工具,按照“思辨引导—理论铺垫—实践掌握—理论提升”的结构展开,结合工业、农业、医疗、商业等真实案例,引导学生在跨学科背景下提升动手能力与综合素养。教材强调技术与责任并重,既可作为人工智能基础教材与通识教材,也适合各专业学生拓展学习使用。
耿煜,男,博士,就职于深圳信息职业技术学院,获得香港科技大学工学院电子及计算机工程系博士学位。曾出版《ANSYS电磁场及耦合场分析》。
第 1 章 你好,人工智能!
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:祛魅人工智能
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 人工智能简史
3.2 人工智能
3.3 大模型与开源趋势
4 应用案例
4.1 推荐系统:猜你喜欢什么
4.2 智能客服:7×24 小时不打烊的“接待员”
4.3 出行与导航:为你智能规划
每一程
5 动手实践 1:和大模型一起完成
第一个任务
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:使用“白菜人工智能平台”进行学情调研
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 知识进阶
7.1 人工智能是引领这一轮科技
革命和产业变革的战略性
技术
7.2 以人为本、智能向善
7.3 开展“人工智能+”行动
8 本章小结
9 课后练习
9.1 选择题
9.2 简答题
9.3 讨论题
第 2 章 人工智能创作:生成式人工智能
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:抓阄与生成式人工
智能
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 生成式人工智能
3.2 提示词
3.3 提示词工程
4 应用案例
4.1 华为工业大模型:赋能工业
领域
4.2 阿里云 ET 农业大脑:赋能
农业领域
4.3 可汗学院 Khanmigo:赋能教育领域
5 动手实践 1:撰写人工智能培训
开班仪式讲话稿
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:使用结构化提示词
更好地控制 大模型输出
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 动手实践 3:生成国风插画
7.1 任务说明
7.2 操作步骤
7.3 任务小结
8 项目挑战
9 知识进阶
9.1 大语言模型基本原理
9.2 如何控制大模型的随机程度
10 本章小结
11 课后练习
11.1 选择题
11.2 简答题
11.3 讨论题
第 3 章 人工智能自主行动力:智能体
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:你更想找谁来帮忙
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 智能体
3.2 上下文工程
4 应用案例
4.1 设备预测性维护
4.2 仓储管理优化
4.3 营销供电方案智能体
5 动手实践 1:使用白菜人工智能平
台, 生成个性化教材和小测验
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:使用扣子搭建一个
“学习助手”智能体
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 智能体必须依赖人工智能吗
8.2 智能体有目标和自主决策
能力
8.3 制造并使用工具
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 4 章 人工智能的思考与行动:ReAct 智能体实践
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:智能助手
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 ReAct 智能体架构介绍
3.2 ReAct 智能体架构的工作
流程
3.3 ReAct 智能体架构的优势
4 应用案例
4.1 自动驾驶系统中的反馈闭环
示例
4.2 工业机器人中的反馈闭环
示例
4.3 智能家居系统中的反馈闭环
示例
5 动手实践 1:背单词助手—
非 ReAct 版本
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:背单词助手—
ReAct 版本
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 JSON
8.2 第 3 章构建的智能体是智能
体吗
8.3 生成式 AI 应用工程师
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 5 章 人工智能的关键:学习
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:猫是怎么学会抓
老鼠的
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 机器学习的三种主要类型
3.2 机器学习基本思路
3.3 线性回归与逻辑回归
3.4 深度学习
3.5 学习效果评价
3.6 决策树
3.7 基线模型
4 应用案例
4.1 智能电焊机器人
4.2 新能源汽车工厂的智能检测
系统
4.3 智能冰箱外观 AI 视觉
检测
4.4 特钢行业的人工智能金相
检测系统
4.5 AI 虚拟调度员
4.6 AI 应用兽医助手
5 动手实践 1:可视化构建机器学习
基线模型
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:智能体自动生成机器
学习基线模型
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 数据种类
8.2 深入模型训练
8.3 随机森林
8.4 什么算法最好
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 6 章 人工智能的可靠之道:流程体系
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:推销策略与 AI 模型
流程
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 机器学习基本流程
3.2 过拟合
3.3 数据的意义
4 应用案例
4.1 国网成都供电公司电网数字化转型
4.2 深圳智能交通系统
5 动手实践 1:从零构建熊类识别
模型
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:客户流失分析
模型
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 防止过拟合
8.2 缺失值处理
8.3 提升算法
8.4 随机森林与提升算法的
比较
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 7 章 人工智能的眼睛:计算机视觉
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:如何整理照片
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 计算机视觉与图像
3.2 迁移学习
3.3 多标签分类
3.4 多分类和多标签分类的
区别
4 应用案例
4.1 机器视觉点亮汽车制造
4.2 计算机视觉守护健康
5 动手实践 1:深入学习熊类别识
别模型训练
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:多标签分类模型
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 卷积神经网络
8.2 模型训练
8.3 数据增强:让模型“见多
识广”
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 8 章 人工智能的口耳:语音与语言处理
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:如何书接上文
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 自然语言处理
3.2 语音识别与合成
4 应用案例
4.1 智慧城市建设领域
4.2 企业智能化管理方面
5 动手实践 1:学生作业抄袭
判断
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:情感分析
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 向量化:让机器理解自然
语言
8.2 从词嵌入到语言模型:计算机如何真正“读懂语言”
8.3 分词是否必需
8.4 去除停用词是否必需
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 9 章 人工智能+工业:让工厂更聪明
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:会思考的洗衣机
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 人工智能在工业中的核心应用场景
3.2 工业人工智能的挑战
3.3 箱线图
3.4 评价指标
4 应用案例
4.1 TCL 格创东智的工业智能的
创新实践
4.2 天合光能的光伏行业的智能化转型
5 动手实践 1:机器故障预测
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:罐盖缺陷检测
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 特征工程
8.2 模型解释
8.3 深入模型评估
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 10 章 人工智能+农业:打造 智慧农田
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:试验田里的人工智能
模型够智能吗
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 智慧农业
3.2 智慧农业中的人工智能
3.3 智慧农业面临的主要挑战
3.4 时间序列预测
4 应用案例
4.1 江苏智慧温室案例
4.2 山西大同“北斗+智慧农业”
玉米增产项目案例
5 动手实践 1:农作物产量
预测
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:农作物病虫害
识别
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 分类数据的处理
8.2 数据归一化
8.3 图像识别中的归一化
8.4 过拟合风险
8.5 一块钱肯定等于一块钱吗
8.6 随机森林模型与线性回归
模型
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 11 章 人工智能 + 医疗:
辅助诊断与个性化健康
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:可靠的智慧医疗
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 智慧医疗
3.2 智慧医疗的应用场景
3.3 智慧医疗的挑战
3.4 混淆矩阵在医学中的应用
3.5 医学模型的可解释性
4 应用案例
4.1 首都医科大学附属北京天坛
医院急性脑卒中智能影像
决策平台
4.2 天士力医药集团“数智本草”
大模型
5 动手实践 1:肺炎识别
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:再入院分析
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
8 知识进阶
8.1 数据偏差
8.2 联邦学习
8.3 多模态学习
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
第 12 章 人工智能 + 商业:
从数据到决策的个性化引擎
1 项目引导
1.1 知识目标
1.2 技能目标
1.3 素养目标
2 思想实验:谁在想替你做
选择?
2.1 问题引导
2.2 思考分析
3 知识基础
3.1 人工智能在商业中的应用
场景
3.2 人工智能在商业应用中的
挑战
3.3 推荐系统
4 应用案例
4.1 江苏移动营销助手
4.2 招商银行“摩羯智投”
5 动手实践 1:电影推荐
5.1 任务说明
5.2 操作步骤
5.3 任务小结
6 动手实践 2:情感分类训练
6.1 任务说明
6.2 操作步骤
6.3 任务小结
7 项目挑战
7.1 数据介绍
7.2 数据探索与理解
7.3 建立模型
8 知识进阶
8.1 协同过滤
8.2 冷启动问题
8.3 推荐系统存在的问题
9 本章小结
10 课后练习
10.1 选择题
10.2 简答题
10.3 讨论题
参考文献