前言

世界正站在一个由智能技术重塑的历史节点上。当DeepSeek等大模型以惊人的认知能力突破技术边界，当“数据”被确立为继土地、劳动力、资本、技术之后的“第五生产要素”，当“新质生产力”成为国家发展的战略方向——高等教育，特别是面向未来的通识教育，正面临前所未有的机遇与挑战。

在此背景下，国务院于2025年8月印发了《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》，为高等教育改革指明了具体方向。该意见不仅将“人工智能+”定位为培育新质生产力的核心引擎，更明确提出要推动人工智能与教育教学全要素、全过程的深度融合。这要求高等教育必须加快培养具备跨学科知识结构的复合型创新人才，系统性地重塑育人体系，将AI素养从专业技能提升为所有学生的核心素养。

为响应国家战略需要，我们编写了这本《人工智能通识基础（数据分析与可视化）》，与配套的实验指导书一起，为各专业，尤其是为文、史、哲、法、教、金融、统计、管理等领域的学生，构建一座连接其专业领域与数字智能世界的桥梁，不仅要系统地培养其数据素养与AI思维，更致力于通过实践训练，使学生能够运用智能工具解决本领域的实际问题，成为“人工智能+”时代的先行者与创造者。

面对在非计算机专业中普及AI与大数据知识所存在的“技术门槛高”与“硬件要求高”两大核心难题，本书进行了一系列开创性的设计。

（1） 以AIGC破解技术壁垒，实现无痛入门。走 “用AI解决AI问题”的教学路径。全书贯穿使用各类大模型AI助手与低代码平台，引导学生通过自然语言交互和AI辅助编程，完成从数据爬取、清洗到机器学习建模、可视化呈现的全流程实践，极大地降低了编程门槛，让文科生也能轻松体验数据智能的魅力，将学习重心从“怎么写代码”转移到“如何解决实际问题”上。

（2） 以轻量化方案破除硬件瓶颈，保障普惠实践。本书所选用的工具（如Excel、Tableau、FineBI、在线AIGC平台等）均对硬件要求友好，无须配置昂贵的计算集群。我们精心设计的案例数据体量适中却内涵丰富，确保在个人计算机上即可流畅运行所有实践环节，真正实现了大数据教学资源的“低投入、高获得感”。

（3） 以前瞻内容重塑知识体系，赋能学科交叉。教材引入了信息论、机器学习经典算法、神经网络等前沿主题。通过巧妙的教学设计规避复杂的数学推导，强调直观理解与实际应用，将这些“高阶”知识“降解”为通识可接受的内容，有效拓宽了学生的数智视野，为其后续的跨学科研究奠定了坚实的数据科学基础。

〖3〗人工智能通识基础（数据分析与可视化）前言〖3〗（4） 以实战案例驱动能力内化，激发创新思维。本书特邀Tableau公司的资深顾问及其他领域的专家提供技术支持，撰写了多个源于真实场景的综合实战案例，如唐诗可视化、奥运数据可视化、中国城市绿地数据可视化等。这些案例不仅展示了数据分析与可视化的强大表现力，更能训练学生发现问题、分析问题并“数说中国故事”的完整能力，实现“学以致用”到“用以致学”的升华。

本书共7章，逻辑上遵循数据价值实现的完整生命周期。

第1章是智能计算与大数据基础，从宏观视角梳理人工智能、大模型、大数据技术与国家战略的关系，建立学生的整体认知框架。

第2章的数据获取与数据加工和第3章的数据库应用基础，聚焦数据的“原材料”阶段，详细讲解数据从何而来、如何规范化管理与精练。

第4章的数据处理与分析与第5章的基于人工智能的数据分析，进入数据的“深加工”阶段，运用从描述性统计到机器学习的各类方法，从数据中挖掘洞见与规律。

第6章的数据可视化与第7章的数据分析与可视化综合实践，完成数据的“产品化”阶段，将分析结果以直观、有力的视觉形式呈现，并最终通过综合项目融会贯通。

我们建议教师在教学过程中，紧密结合国家发展动态与社会热点，引导学生运用所学分析现实问题。鼓励学生大胆使用AIGC工具进行探索性学习，同时注重培养其数据伦理与批判性思维。

本书是集体智慧的结晶。编写团队主要由常年奋战在华东师范大学等高校计算机基础教学第一线的优秀教师组成，他们大多是上海市精品课程主讲教师，拥有多部教材的写作经验，其主编、参编的教材多次获得上海市优秀教材奖和全国优秀教材奖，指导学生参加上海市和中国大学生计算机应用设计大赛屡获大奖；同时还包括拥有丰富人工智能和大数据研发经验的工程师。他们深刻理解通识教育的需求与难点，并将这些洞察倾注于字里行间。

具体编写分工如下。

第1章由白玥编写，第2章由余青松、胡文心、蔡建华编写，第3章由白玥编写，第4章由陈志云、江红、王肃编写，第5章由陈志云、白玥、李智敏、张娜娜编写，第6章由曾秋梅、白玥、陈志云编写，第7章由曾秋梅、吴雯编写。

在编写过程中，我们参考了大量国内外优秀文献、开源项目与技术文档，并得到了华东师范大学数据科学与工程学院、上海交通大学、上海商学院、上海建桥学院、上海杉达学院、上海海关学院等兄弟院校同仁，以及Tableau前资深顾问潘奕璇等企业专家的大力支持，在此一并致以诚挚的谢意。

由于人工智能与数据科学领域的发展日新月异，书中疏漏与不足之处在所难免，恳请各位专家、教师和读者不吝赐教，以便我们不断完善。

我们深信，掌握数据智能，即是掌握开启未来之门的钥匙。愿本书能成为同学们探索数字世界的可靠向导，陪伴师生们在数据的星辰大海中乘风破浪，驶向新知与创新的彼岸。

编者2026年2月