工智能图形化编程

内容翔实—内容丰富，由浅入深搭建图形化编程与AI 知识体系。

本土适配—融合国产编程平台与国产AI 硬件，贴合国内教学实情。

受众多元—兼顾中小学授课、高校教学与大众自学，实操性强。

2025年春节期间，DeepSeek大模型横空出世，宇树科技机器人春晚惊艳亮

相，生成式人工智能内容（Artificial Intelligence Generated Content，AIGC）火爆出圈。当今时代，人工智能技术正以迅猛的态势全面渗透各行各业，并引起了全社会的广泛关注，深刻重塑了人类生活与工作的模式。2025年7月31日，国务院常务会议审议通过《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》，推动人工智能在经济社会发展各领域加快普及、深度融合。人工智能技术的革新既为行业升级注入动力，也为教育带来全新的命题：传统程序员的角色似乎面临着被弱化的风险，大众需要通过学习编程来更好地理解软件程序，通过数据洞悉算法逻辑。如何让青少年以更直观的方式打破“黑箱”拥抱人工智能时代？启蒙编程教育作为培养未来人才的关键路径，其重要性不言而喻。而图形化编程通过将复杂代码转化为可视化的指令模块，大幅降低了学习门槛，成为青少年探索人工智能编程教育的“敲门砖”。

本书以“图形化编程”为主线，结合人工智能技术的实际应用，为读者提供了一套系统化、阶梯式的学习方案。全书由岭南师范学院团队和湛江市基础教育的部分一线教师共同编写，力求理论与实践相结合，共分为8章，内容层层递进，涵盖从基础操作到高级应用的丰富知识。全书编撰团队的组建、内容架构的设计等由吴涛负责。第1章和第4章由吴涛编写，分别介绍了青少年人工智能编程教育的发展、能力等级测评、图形化编程工具，以及图形化编程的高级指令模块。第2章由石艳编写，详细阐述了图形化编程的基础操作。第3章由侯睿编写，通过丰富的案例展示了图形化编程流程控制的具体应用。第5章、第6章和第8章由曾绍庚与湛江市第十七中学黄光宇编写，分别涵盖了机器视觉、语音识别以及AI硬件平台的实践应用。第7章由湛江市麻章区第一中学郑文清编写，以机器学习技术为载体介绍了图像分类和物体识别的相关实例。杨俊杰、彭增焰对各章节进行了修改补充，并进行全书统稿工作。

在编写过程中，编者团队特别关注国产图形化编程工具的发展。以Mind+、Mixly、慧编程为代表的平台，不仅继承了国际主流工具的优势，还结合本土教育需求进行了创新优化。例如，Mind+支持与开源硬件的无缝衔接，为青少年进阶学习代码编程提供了有力支持。此外，本书还介绍了K210芯片等国产人工智能硬件的应用，充分展现了人工智能教育领域的若干自主创新成果。

全书由吴涛、曾绍庚任主编，侯睿、石艳、郑文清、黄光宇任副主编。同时感谢杨俊杰、彭增焰等老师提供的宝贵建议，他们中肯的意见和准确的修正对本书的完善起到了至关重要的作用。

在编写过程中，编者团队参考并引用了大量青少年人工智能编程相关方面的论著、资料，限于篇幅，不能在文中一一列举，在此对其作者致以衷心的感谢。

本书的出版受广东省2023年度新师范建设助推基础教育高质量发展研究与实践项目“人工智能助推教师发展研究与实践”、岭南师范学院2024年度教学质量与教学改革工程AI+课程“人工智能基础素养”项目、2025年度广东省本科高校教学质量与教学改革工程项目“基于Vibe Coding的‘三环五步’教学模式改革与实践—以《创新创业实务课程》为例”资助。

由于编者水平有限，书中内容难免存在不足和错误，诚挚欢迎读者给予批评指正。

编 者

2026年2月

前言
第1章　绪论 1
1.1　青少年人工智能编程教育 1
1.1.1　人工智能 1
1.1.2　青少年编程教育与人工智能教育 3
1.2　青少年人工智能编程能力等级测评 5
1.2.1　青少年编程能力等级标准 5
1.2.2　中国计算机学会非专业级软件能力认证 6
1.2.3　蓝桥杯青少年创意编程 6
1.2.4　青少年人工智能综合素质测评 7
1.2.5　青少年人工智能技术水平测试 8
1.2.6　全国幼儿及青少年人工智能素养等级测评 8
1.2.7　国际青少年编程技术等级考试 9
1.3　图形化编程 9
本章小结 12
本章思考 12
第2章　图形化编程入门 13
2.1　图形化编辑器 13
2.2　模块总体说明 18
2.3　常用指令模块 22
2.3.1　坐标 22
2.3.2　运动 24
2.3.3　外观 28
2.3.4　声音 31
2.3.5　事件 33
2.3.6　控制 35
2.3.7　侦测 39
2.4　运算 43
本章小结 49
本章思考 49
第3章　程序的流程控制结构 50
3.1　顺序结构 50
3.2　分支结构 50
3.3　循环结构 57
本章小结 69
本章思考 70
第4章　高级指令模块 71
4.1　画笔 71
4.1.1　画笔的概念和功能 71
4.1.2　多彩图形 74
4.1.3　心心相印 76
4.2　变量与列表 78
4.2.1　变量的概念和功能 78
4.2.2　列表的概念和功能 79
4.2.3　美妙音乐 82
4.2.4　古诗接龙 88
4.3　消息广播 92
4.3.1　消息广播的概念和功能 92
4.3.2　一起来运动 93
4.3.3　抛物运动 95
4.4　函数 99
4.4.1　函数的概念 99
4.4.2　函数积木 100
4.4.3　分形之美 102
4.5　克隆 107
4.5.1　克隆的概念和功能 107
4.5.2　雪花纷飞 108
4.5.3　单词消消乐 110
4.6　计时器 113
4.6.1　计时器的概念和功能 113
4.6.2　限时飞舞 114
4.6.3　百钱百鸡 115
本章小结 119
本章思考 119
第5章　机器视觉 121
5.1　AI图像识别 121
5.1.1　加载“AI图像识别”模块 121
5.1.2　“AI图像识别”模块积木 122
5.2　开源硬件支持的机器视觉 127
5.2.1　连接Maixduino 127
5.2.2　加载“机器视觉”模块 129
5.2.3　机器视觉基础 130
5.2.4　模型使用 136
本章小结 139
本章思考 139
第6章　语音识别 140
6.1　语音识别技术 140
6.1.1　语音识别技术及其发展 140
6.1.2　音频 141
6.2　语音识别前期工作 142
6.2.1　“语音识别”和“文字朗读”模块说明 142
6.2.2　获取独立账户 145
6.3　Mind+语音识别 147
6.3.1　在Mind+中实现文字朗读功能 147
6.3.2　简单人机对话 148
6.3.3　语音控制LED灯 149
本章小结 150
本章思考 151
第7章　机器学习 152
7.1　KNN物体分类器 152
7.1.1　加载插件 153
7.1.2　功能实现步骤以及积木的使用 154
7.2　图像分类物体识别 158
7.2.1　加载插件 159
7.2.2　功能实现以及积木的使用 160
本章小结 161
本章思考 162
第8章　AI硬件平台 163
8.1　主流AI开源硬件 163
8.1.1　K210芯片 163
8.1.2　主流K210开发板 165
8.1.3　主流K210 AI模块 175
8.2　AI硬件IDE平台 178
本章小结 183
本章思考 183
参考文献 184

1. 机电一体化技术实训教程 [李旭仕 欧阳雅坚]
2. OPC：多智能体协同与自动化 [何伟　孟伟坡　著]
3. 计算机网络技术项目教程 [主编 高良诚 许鹏]
4. 电工技术（第三版） [主编 姜燕 江亚群]
5. 单词密码：用美国人的方法背单词 [朱子熹 编著]
6. AI领导力突围：从校园到职场 [刘言午　著]
7. 影响你一生的英语背诵范文大全•生如夏花（3000词汇量版）（第2版） [成琳　陈丽霞　成应翠]
8. 动态影像技术（活页式） [吕米佳　邱一恒]
9. 超高清HDR视频制作项目式教程（微课版） [孙晔]
10. 人工智能应用项目化教程 [主编　金忠伟　太淑玲]
11. OpenFOAM理论与复杂物理场仿真计算 [黄先北 曹九发]
12. 基于深度学习的温室智能除草机器人目标检测研究 [颜辉 郭煌彬 龙多]
13. 电厂辅机设备及工程实践（微课版） [张晓燕 班淑珍 王玮]
14. 电池状态估计与安全检测技术 [武明虎 张凡 杜万银]
15. Python+MySQL全栈开发实战（微课版） [梁竞敏 宋广科 王伟城 许义海]
16. 单片机应用实践研究 [谢元成]
17. 文件鉴定技术 [何海洋 柯昌林]
18. 平面设计项目教程 [刘永华　陈瑶　左悦]
19. 人工智能编程理论与实践 [卢利琼 彭增焰]
20. 优化“心”能量：培养幸福的孩子 [李明]
21. 未来归来 [俞善锋]
22. 嵌入式物联网系统设计与实践 [刘雯]
23. 光纤通信中的物理现象及应用实例 [钟昆 董加强 著]
24. 数字化转型中高校外语教育创新 [吴丽 著]
25. 中国通信工业协会教育专委会2024年会议论文集 [主编 中国通信工业协会教育专委]
26. 系统规划与管理师真题及模考卷精析（适用机考） [主编 薛大龙]
27. 机械制图习题集 [主编 于景福]
28. 机械制图 [主编 于景福]
29. OPC：多智能体团队搭建与应用指南 [何伟　明鉴　著]
30. OPC：多智能体协同与自动化 [何伟　孟伟坡　著]