人工智能基础(高中版)

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出版者:华东师范大学出版社
作者:汤晓鸥
出品人:
页数:169
译者:
出版时间:2018-4-1
价格:35.00元
装帧:平装
isbn号码:9787567575615
丛书系列:
图书标签:
  • 人工智能
  • AI
  • 人工智能基础
  • 科普
  • 机器学习
  • 教材
  • 编程
  • 教育
  • 人工智能
  • 高中
  • 基础
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  • 教育
  • 编程
  • 未来科技
  • 学习指南
  • 科普
  • 思维训练
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具体描述

人工智能基础(高中版)》是面向高中学生的教材。讲授人工智能的发展历史、基本概念以及实际应用,使学生理解人工智能的基本原理,特别是数据、算法与应用之间的相互关系。并结合常见的应用场景,理解人工智能技术(包括感知与决策)的基本工作方式,通过动手实践,更深入地理解人工智能技术的原理、能力,以及在实用中面临的挑战。本书强调人工智能基本理念与原理的传递,注重创造力、想象力、整体思考,以及动手能力的提升。

探索数字世界的奥秘:面向未来公民的计算机科学导论 图书名称: 探索数字世界的奥秘:面向未来公民的计算机科学导论 目标读者: 对现代科技充满好奇心、希望了解信息社会运行基本原理的高中学生及普通读者。 --- 卷首语:我们身处信息洪流之中 我们生活在一个由代码和算法驱动的时代。从清晨唤醒我们的智能手机,到支撑全球经济运转的复杂网络,计算机科学已不再是少数专家的领域,而是构成我们日常现实的底层框架。然而,对于许多人来说,这些数字工具的使用体验远超对其工作原理的理解。 本书旨在弥合这一鸿沟。我们不追求将每一位读者都培养成专业的软件工程师,而是致力于赋予每一位未来的社会公民一种“数字素养”——如同理解历史、掌握阅读一样重要的基础能力。我们将揭示隐藏在触摸屏背后的逻辑,解析驱动我们世界的“看不见的力量”。 --- 第一部分:计算的基石——信息与逻辑的构建 本部分将带你追溯计算机科学的源头,理解一切数字世界的基石是如何被奠定的。 第一章:从算盘到比特——信息的本质与编码 本章深入探讨“信息”这一抽象概念如何被转化为可以被机器处理的物理信号。我们将从人类如何记录和传递信息开始,逐步引入二进制系统。 数字的诞生: 探讨十进制与二进制的差异,理解计算机为何选择“开”与“关”(1和0)作为基本语言。 编码的世界: ASCII、Unicode的演变,解释文字、图像和声音如何被转化为一串串二进制数字。例如,一个像素的颜色深度如何决定了图像的真实感,以及为什么压缩技术至关重要。 逻辑之门: 布尔代数(AND, OR, NOT)是如何在电子层面实现的。我们将详细剖析基本逻辑门如何组合,构建出更复杂的计算单元,这是所有现代处理器芯片的微观基础。 第二章:计算机的“大脑”与“骨架”——硬件架构导览 本章将解剖一台计算机的物理结构,让读者明白各个部件如何协同工作,完成高速运算。 冯·诺依曼结构解析: 介绍指令与数据存储在一起的经典模型,及其对后续计算发展的影响。 中央处理器(CPU)的奥秘: 深入浅出地讲解指令周期、寄存器、算术逻辑单元(ALU)的工作流程。我们不会陷入深奥的电路图,而是聚焦于CPU如何“执行”一个简单的加法操作。 存储层次结构: 为什么我们需要缓存(Cache)、内存(RAM)和硬盘(Storage)?理解速度、容量和易失性之间的权衡,以及操作系统如何管理这些资源。 --- 第二部分:驱动世界的语言——软件与抽象思维 如果硬件是身体,那么软件就是灵魂。本部分关注的是如何用人类可理解的语言来指挥机器。 第三章:算法思维——解决问题的蓝图 算法是计算机科学的核心。本章将着重培养读者的“算法思维”,即如何将一个复杂问题分解为一系列清晰、有限的步骤。 什么是好的算法? 介绍算法效率的衡量标准——时间复杂度和空间复杂度(用形象的例子而非复杂的数学公式)。 经典排序与搜索: 剖析快速排序(Quick Sort)和二分查找(Binary Search)的原理,让读者直观感受不同算法在处理海量数据时的效率差异。 递归的力量: 通过解决斐波那契数列等问题,展示如何用简洁优雅的方式处理自我重复的结构。 第四章:编程的范式与实践基础 本章并非教你成为某一特定语言的专家,而是理解不同编程范式背后的设计哲学。 从机器码到高级语言: 编译和解释过程的差异,以及它们对程序运行速度和灵活性的影响。 结构化与面向对象: 介绍程序设计的核心组织方式。我们将用简单的伪代码展示如何使用函数、模块来管理复杂性,以及类与对象的概念如何模拟真实世界。 数据结构的重要性: 队列、栈、链表和树形结构如何存储和组织数据,以及为什么选择正确的数据结构是高效编程的关键。 --- 第三部分:连接与交互——网络、安全与社会影响 现代计算的价值体现在连接性上。本部分将探讨互联网如何运作,以及我们如何在这个数字空间中保护自己。 第五章:互联网的宏伟蓝图——从电缆到云端 我们将解构我们每天使用的互联网服务是如何跨越地理障碍进行通信的。 网络协议栈(TCP/IP): 深入浅出地讲解数据包如何在网络中旅行,IP地址和端口号的角色。这就像理解一封信如何通过邮政系统从一个国家寄到另一个国家。 万维网(WWW)的工作原理: 浏览器、服务器、HTTP协议之间的交互,以及URL的结构解析。 域名系统(DNS): 为什么我们不需要记住IP地址?DNS作为互联网的“电话簿”是如何高效运作的。 第六章:数字世界的堡垒与陷阱——信息安全基础 随着连接性的增强,安全问题变得空前重要。本章旨在普及网络安全的基本概念。 加密技术初探: 公钥与私钥的非对称加密原理(不涉及复杂的数论),以及HTTPS如何保护我们的在线交易安全。 常见的威胁与防御: 认识钓鱼攻击(Phishing)、恶意软件和DoS攻击的基本手法,以及养成良好的密码管理习惯的重要性。 隐私的边界: 探讨数据收集、用户画像和算法偏见带来的伦理挑战,培养读者对个人信息价值的警惕性。 --- 结语:展望未来——计算思维的持续价值 本书的旅程至此告一段落,但数字世界的演进永无止境。我们所学到的计算思维——逻辑推理、抽象化、问题分解——是应对未来任何技术变革的通用工具。无论你未来是投身科学研究、艺术创作还是商业管理,对计算世界运作方式的深刻理解,都将是你成为一个有准备的、有洞察力的未来公民的关键所在。 翻开此书,你不仅是用户,更是理解并塑造数字未来的参与者。

作者简介

汤晓鸥教授是商汤科技创始人,也是全球人工智能领域最有影响力的科学家之一。汤教授目前任香港中文大学信息工程系教授,同时还担任中国科学院深圳先进技术研究院副院长。2005年~2008 年期间,汤晓鸥教授担任微软亚洲研究院视觉计算负责人。汤晓鸥教授曾荣获2009 CVPR(IEEE国际计算机视觉与模式识别会议)最佳论文奖。2014年,他的人脸识别技术成为世界上第一个超过人眼识别能力的计算机算法。这项技术还于2015年荣获人工智能领域顶级学术会议AAAI首次设立的最佳学生论文奖。汤晓鸥教授是IEEE院士,同时还担任ICCV(IEEE国际计算机视觉会议)2009 程序委员会主席、ICCV 2019 大会主席以及计算机视觉领域两大顶级国际期刊之一的 IJCV 主编。汤晓鸥教授于1996年获麻省理工学院博士学位,并拥有美国罗切斯特大学硕士学位和中国科学技术大学学士学位。

陈玉琨,华东师范大学教授,博士生导师,华东师范大学考试与评价研究院院长。主要著作有《教育评估的理论和技术》、《教育学文集教育评价》,《中国高等教育评价论》、《教育评价学》等,论文有《教育质量本质探析》等近百篇。

目录信息

第一章 人工智能: 新时代的开启………… 1
1.1跨越时空: 铭铭的一天………… 2
1.2光辉岁月: 人工智能简史………… 5
1.3百花齐放: 人工智能在各行各业的应用………… 10
1.4初露真容: 人工智能与机器学习………… 13
1.5本章小结………… 17
第二章 牛刀小试: 察异辨花………… 19
2.1初学乍练: 分类任务………… 20
2.2含英咀华: 提取特征………… 22
2.3分门别类: 分类器………… 25
2.4实践出真知: 测试和应用………… 35
2.5五花八门: 多类别分类………… 37
2.6大显身手: 二分类在生活中的应用………… 39
2.7本章小结………… 42
第三章 别具慧眼: 识图认物………… 43
3.1温故知新: 基于手工特征的图像分类………… 44
3.2另辟蹊径: 基于深度神经网络的图像分类………… 52
3.3“网”不厌深: 深度神经网络的发展与挑战………… 60
3.4忽如一夜春风来: 图像分类在日常生活中的应用………… 66
3.5本章小结………… 68
第四 耳听八方: 析音赏乐………… 71
4.1洗耳恭听: 听声的艺术………… 73
4.2丝竹管弦: 音乐风格分类………… 78
4.3言听计从: 语音识别技术………… 82
4.4听声辨曲: 乐曲检索技术………… 84
4.5本章小结………… 85
第五章 冰雪聪明: 看懂视频………… 87
5.1化静为动: 从图像到视频………… 88
5.2明察秋毫: 视频行为识别………… 90
5.3基于深度学习的视频行为识别………… 98
5.4本章小结………… 103
第六章 无师自通: 分门别类………… 105
6.1当人工智能未曾听说花的名字………… 106
6.2物以类聚: 鸢尾花的K 均值聚类………… 108
6.3人以群分: 相册中的人脸聚类………… 111
6.4层次聚类与生物聚类………… 118
6.5本章小结………… 119
第七章 识文断字: 理解文本………… 121
7.1任务的特点………… 122
7.2文本的特征………… 124
7.3高屋建瓴: 发掘文本中潜在的主题………… 128
7.4投其所好: 基于主题的文本搜索与推荐………… 133
7.5本章小结………… 134
第八章 神来之笔: 创作图画………… 135
8.1九层之台, 起于累土: 数据空间和数据分布………… 136
8.2化腐朽为神奇的创作家: 生成网络………… 140
8.3火眼金睛的鉴赏家: 判别网络………… 142
8.4在对抗中合作与进步: 生成对抗网络………… 145
8.5得心应手地创作: 条件生成对抗网络………… 151
8.6本章小结………… 152
第九章 运筹帷幄: 围棋高手………… 153
9.1初窥门径: 阿尔法狗的走棋网络………… 155
9.2远见卓识: 阿尔法狗的大局观………… 158
9.3成就非凡: 阿尔法元………… 161
9.4本章小结………… 163
后记………… 165
参考文献………… 167
· · · · · · (收起)

读后感

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人工智能基础(高中版) 主编:汤晓鸥 陈玉琨 出版发行:华东师大出版社、商务印书馆 小时候,人工智能是科幻小说里的机器人,无所不能,遥不可及。 长大以后,人工智能是科幻电影里的机器人,亦正亦邪,可爱可怕。 忽然有一天,世界顶尖的棋手,被一只叫阿尔法的狗打败,人工...

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这本书确实非常基础了,提了很多概念,全部都是点到为止。适不适合高中生,不好判断,但作为一个概念了解的书入门,还是挺不错的。 我把每章重新取了一个标题: 第一章 人工智能简史 第二章 分类 第三章 图像识别 第四章 语音识别 第五章 视频识别 第六章 分类(聚类) 第七章 ...  

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这本书确实非常基础了,提了很多概念,全部都是点到为止。适不适合高中生,不好判断,但作为一个概念了解的书入门,还是挺不错的。 我把每章重新取了一个标题: 第一章 人工智能简史 第二章 分类 第三章 图像识别 第四章 语音识别 第五章 视频识别 第六章 分类(聚类) 第七章 ...  

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人工智能基础(高中版) 主编:汤晓鸥 陈玉琨 出版发行:华东师大出版社、商务印书馆 小时候,人工智能是科幻小说里的机器人,无所不能,遥不可及。 长大以后,人工智能是科幻电影里的机器人,亦正亦邪,可爱可怕。 忽然有一天,世界顶尖的棋手,被一只叫阿尔法的狗打败,人工...

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人工智能基础(高中版) 主编:汤晓鸥 陈玉琨 出版发行:华东师大出版社、商务印书馆 小时候,人工智能是科幻小说里的机器人,无所不能,遥不可及。 长大以后,人工智能是科幻电影里的机器人,亦正亦邪,可爱可怕。 忽然有一天,世界顶尖的棋手,被一只叫阿尔法的狗打败,人工...

用户评价

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我一直对计算机科学充满好奇,但接触到的内容往往偏向于基础的编程语言和算法。而《人工智能基础(高中版)》则将我带入了一个更广阔、更前沿的领域。书中关于“数据”在AI中的作用的强调,让我印象深刻。作者反复强调,没有足够的高质量数据,AI就无法有效学习和工作。这让我反思,我们日常生活中产生的大量数据,原来是如此的宝贵。我开始关注自己在使用各类APP时产生的数据,也更加理解了数据隐私的重要性。书中对“算法”的讲解,也让我有了更深的认识。它不仅仅是解决问题的步骤,更是AI进行决策和判断的“智慧”所在。我尝试去理解书中的一些简单算法的逻辑,虽然有些部分还需要反复琢磨,但我能感受到其中的精妙之处。更重要的是,这本书让我开始思考,我是否也能够参与到AI的创造和发展中来。那些“动手做”的环节,为我提供了实践的机会,让我有机会将书本上的知识转化为实际的技能,这对于我未来的学习和职业规划都非常有帮助。

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拿到《人工智能基础(高中版)》这本书,第一感觉是它的封面设计非常吸引人,那种科技感与青春活力的结合,恰如其分地传达了本书的主题——面向未来的前沿知识。我本身对科技领域就颇有兴趣,尤其是近年来人工智能的飞速发展,更是让我感到既好奇又有些摸不着头脑。高中阶段,我们虽然接触到一些信息技术的基础知识,但对于AI这样复杂且深刻的领域,却鲜有系统的介绍。因此,当我知道有这样一本专门为高中生编写的AI入门书籍时,立刻就产生了阅读的冲动。我希望通过这本书,能够初步了解AI到底是什么,它是如何工作的,以及它将如何改变我们的生活。我特别期待书中能用通俗易懂的语言,解释一些听起来很高深的概念,比如机器学习、深度学习、神经网络等等,最好能配上一些生动的例子和图示,这样对于我们这些初学者来说,理解起来会更容易。同时,我也希望这本书不仅仅是理论知识的堆砌,也能引导我们思考AI的伦理和社会影响,毕竟,作为未来的建设者,我们有责任去理解和驾驭这项强大的技术。这本书的出现,无疑为我们打开了一扇了解人工智能世界的大门,我迫不及待地想一探究竟。

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这本书的叙事方式非常吸引人,它没有那种枯燥的教科书式的陈述,而是像一位经验丰富的老师,耐心地引导你一步步探索AI的奥秘。我喜欢书中那种“循序渐进,由浅入深”的教学模式。从最简单的AI概念,到复杂的神经网络模型,再到AI在各个行业的应用,整个过程都显得那么自然而流畅。我特别欣赏书中对于“决策树”算法的讲解,它通过一个简单的“是否去公园玩”的例子,就将决策树的生成过程和使用方法讲得清清楚楚。这种贴近生活的比喻,让原本抽象的算法变得生动起来。而且,书中还穿插了一些历史故事和人物介绍,比如图灵测试,这让我对AI的发展脉络有了更清晰的认识,也了解了那些为AI发展做出贡献的科学家们的智慧和努力。这种故事化的叙述方式,让学习过程充满了趣味性,也让我对AI产生了更深厚的情感连接。

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这本书的排版和章节设置给我留下了深刻的印象。整体风格非常清晰,每一章都围绕着一个核心主题展开,循序渐进,逻辑性很强。从最基础的人工智能概念讲起,逐步深入到各种不同的AI技术分支。我尤其欣赏的是,书中在介绍每一个技术概念时,都会追溯其发展历程,以及在现实生活中有哪些具体的应用案例。比如,在讲到计算机视觉时,书中不仅仅讲解了图像识别的原理,还列举了人脸识别、自动驾驶中的障碍物检测等我们日常生活中都能接触到的例子,这大大增强了学习的趣味性和实用性。我感觉作者在内容的选择上,非常注重与高中生认知能力的匹配,既保证了知识的准确性,又避免了过于晦涩难懂的专业术语。而且,书中穿插的“思考题”和“动手做”环节,更是让人眼前一亮。我本身动手能力不强,但这些题目看起来都很有趣,而且似乎并不需要非常复杂的编程基础,这给了我很大的信心去尝试。我相信通过这些实践性的环节,我不仅能更好地理解书本知识,还能在实践中培养解决问题的能力,这对于高中生来说是非常宝贵的学习经验。

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在阅读《人工智能基础(高中版)》的过程中,我常常会与课堂上学到的知识联系起来。比如,在学习统计学时,我们接触到了概率和统计推断,而这些概念在机器学习中扮演着至关重要的角色。书中对这些联系的梳理,让我豁然开朗,原来不同学科的知识是可以相互印证和补充的。我特别欣赏书中对“偏差-方差权衡”的讲解,这是一个在机器学习模型选择中非常关键的概念。作者通过简单的例子,解释了模型过于简单(高偏差)和模型过于复杂(高方差)可能带来的问题,以及如何寻找一个平衡点。这让我意识到,AI模型的构建并非易事,需要精细的权衡和调整。而且,书中对“过拟合”和“欠拟合”的解释,也帮助我理解了为什么AI模型有时会表现不佳。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的培养,它让我学会从更宏观、更系统的角度去看待问题,去分析和解决复杂的技术难题。

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这本书给我最大的启发在于,它不仅仅是一本科普读物,更是一本关于未来趋势的指南。书中对于人工智能在教育、医疗、交通、金融等各个行业的应用前景进行了展望,让我看到了一个充满无限可能的世界。我最感兴趣的是AI在个性化教育方面的应用。想象一下,如果AI能够根据每个学生的学习进度和特点,量身定制学习计划和资源,那将是多么高效和公平的学习方式。书中也提到了AI在艺术创作领域的突破,这让我对AI的创造力有了新的认识。我一直认为创造力是人类独有的特质,但书中展示的AI绘画、AI作曲等案例,让我不得不重新审视这个观点。这并不是说AI能够取代人类的创造力,而是说AI可以成为人类创造力的强大辅助工具,帮助我们突破想象的边界。我从中也看到了一些关于AI伦理的讨论,比如数据隐私、算法偏见等问题,这些都是我们在享受AI带来的便利的同时,必须认真面对的挑战。本书的视角非常前瞻,它不仅教授我们AI是什么,更引导我们思考AI将走向何方,以及我们应该如何应对。

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这本书的内容非常丰富,它不仅仅局限于理论知识,还包含了大量关于AI发展趋势和未来应用的探讨。我最感兴趣的部分是关于“自然语言处理”的章节。想象一下,如果AI能够完全理解并运用人类的语言,那将是多么强大的能力。书中对聊天机器人、机器翻译、情感分析等技术的介绍,让我看到了AI在沟通和交流方面的巨大潜力。我常常会思考,未来AI是否能够成为我们真正的“伙伴”,能够理解我们的情感,与我们进行有意义的对话。书中也提到了AI在“强化学习”方面的突破,比如AlphaGo的成功,这让我对AI的学习能力有了更深刻的认识。它通过大量的自我博弈,不断优化策略,最终战胜了人类顶尖的棋手。这让我看到了AI在解决复杂问题方面的巨大潜力。总的来说,这本书不仅仅是知识的传授,更是一种视野的拓展,它让我看到了AI的无限可能,也激发了我对未来科技的好奇心和探索欲。

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从一名普通高中生的角度来看,这本书最大的价值在于它打破了“AI很复杂”的刻板印象。作者用非常生动和生活化的语言,将原本看似高深的原理阐释得浅显易懂。我印象最深的是关于“机器学习”的讲解,书中用了“教小孩子认猫”的比喻,通过大量的“猫”和“非猫”的图片,让计算机自己去学习识别猫的特征。这种类比非常形象,让我立刻就明白了机器学习的核心思想——从数据中学习。此外,书中关于“神经网络”的介绍,也用了“像人脑一样处理信息”来类比,虽然我还没有完全理解其内部的数学模型,但至少知道它是一个模仿生物神经系统进行信息处理的结构。我喜欢书中提供的“小知识点”和“名词解释”,这些细节能够帮助我快速理解关键概念,避免在阅读过程中因为某个词语不理解而停滞不前。这本书让我觉得,学习AI并不是只有那些顶尖的科学家才能做到的事情,我们高中生也完全有能力去接触和理解它,并且从中获得乐趣和知识。

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我对于这本书的编写理念非常认同,它并没有将人工智能定义为一个遥不可及的科学领域,而是将其融入到我们日常生活的方方面面。从手机里的智能助手,到推荐算法,再到更复杂的医疗诊断辅助系统,书中都进行了细致的讲解。这让我意识到,人工智能并非是一个抽象的概念,而是已经渗透到我们生活的肌理之中。我特别喜欢书中对“智能”这个词的探讨,它不仅仅是计算能力,更包含了学习、推理、决策等多种能力的集合。在阅读过程中,我常常会停下来思考,书中所描述的AI能力,是否就是我们常说的“人工智能”?书中对于不同AI技术之间的区别和联系也做了很好的梳理,比如,为什么有了机器学习,还需要深度学习?神经网络又是如何工作的?这些问题在阅读过程中得到了解答,让我对AI的认知更加立体和完整。而且,书中还引导我们思考AI的局限性,比如,AI能否真正拥有情感?它是否会取代人类的工作?这些开放性的问题,激发了我深入思考的动力,也让我对AI的未来发展有了更广阔的视野。

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拿到这本书,我第一个想了解的就是“AI到底能不能思考?”这个问题。书中对“人工智能”的定义,以及对“智能”本身的探讨,给了我很多启发。我了解到,目前我们所说的AI,更多的是在模拟人类的某些智能行为,比如学习、推理、识别等,但它们是否真正拥有意识和情感,仍然是一个开放性的问题。书中对“强人工智能”和“弱人工智能”的区分,让我对这个问题有了更清晰的认识。我更倾向于认为,我们目前所接触的AI,更多的是“弱人工智能”,它们在特定的任务上表现出色,但缺乏人类普遍的认知能力和情感体验。我喜欢书中对AI局限性的坦诚讨论,这让我对AI的发展保持理性的态度,既不夸大其能力,也不低估其潜力。同时,书中也让我认识到,AI的发展需要人类的智慧和引导,我们不能完全放任它发展,而应该积极参与到AI的伦理和安全问题的讨论中来。

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如果我上高中的时候有这么好玩的课,打死我也不会相信韩寒说「数学学到初二就够了」????????????

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入门级所需要的数学知识还是有难度的

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希望实验教材能早些出版

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如果我上高中的时候有这么好玩的课,打死我也不会相信韩寒说「数学学到初二就够了」????????????

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从目录来看,也就是个科普读物,被媒体解读到可怕的程度了,哈哈。

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