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        “梅花”傲雪,笑迎人工智能教育滿(mǎn)園春色

        2018-12-27 10:53:50中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)主任王萬(wàn)森
        計(jì)算機(jī)教育 2018年10期
        關(guān)鍵詞:梅花人工智能智能

        中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)主任 王萬(wàn)森

        近一年來(lái),國(guó)內(nèi)人工智能教育發(fā)展可謂轟轟烈烈,數(shù)十所高校成立了人工智能學(xué)院、研究院;200多所高校新建了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè);60所高校增設(shè)了機(jī)器人工程專(zhuān)業(yè);從人工智能“寒冬”中走來(lái)的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)也破紀(jì)錄地增加了19所,總數(shù)達(dá)55所。整個(gè)人工智能教育呈現(xiàn)出一派繁榮景象。

        大好形勢(shì),的確可喜可賀!但值此喜慶之余,也不禁令人想起了教育的本質(zhì)——“樹(shù)人”。教育作為一項(xiàng)樹(shù)人工程,質(zhì)量和前瞻性應(yīng)為其首要屬性。尤其是高等教育,盡管某些專(zhuān)業(yè)在某些時(shí)期會(huì)因社會(huì)急需出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng),但質(zhì)量和前瞻性始終都應(yīng)該是其首要屬性。何謂前瞻性,以人工智能教育為例,2004年我國(guó)第一個(gè)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生入校,按照正常情況,他們會(huì)在2008年本科畢業(yè)、2011年左右碩士畢業(yè)、2015年左右博士畢業(yè),正好趕上我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)人工智能高層次科技人才的急切需求。

        歷史永遠(yuǎn)都是一面鏡子。15年前,誕生于人工智能寒冬的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)照出了今天人工智能教育的繁榮;而今天處于人工智能熱潮中的智能教育,又該如何面對(duì)未來(lái)?毫無(wú)疑問(wèn),首先需要的仍然是質(zhì)量和前瞻性。

        在國(guó)務(wù)院關(guān)于新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知(下面簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)務(wù)院通知)中有一段內(nèi)容:“……設(shè)立人工智能專(zhuān)業(yè)……在原有基礎(chǔ)上拓寬人工智能專(zhuān)業(yè)教育內(nèi)容,形成“人工智能+X”復(fù)合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)新模式,重視人工智能與……學(xué)科專(zhuān)業(yè)教育的交叉融合?!边@段話(huà)其實(shí)包含了以下4層含義:第一層,建立人工智能專(zhuān)業(yè)。從本質(zhì)上看,人工智能專(zhuān)業(yè)與智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)沒(méi)有太大差別,最多只是側(cè)重點(diǎn)不同,二者相互加強(qiáng),將形成人工智能教育的核心。第二層,拓寬人工智能專(zhuān)業(yè)教育內(nèi)容。依據(jù)新一代人工智能的重要學(xué)科方向,結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)重大需求,從人工智能的核心向外衍生,生成若干個(gè)面向重大智能應(yīng)用領(lǐng)域的新生專(zhuān)業(yè),這些新生專(zhuān)業(yè)將與智能科學(xué)與技術(shù)/人工智能專(zhuān)業(yè)一起,形成一個(gè)新的專(zhuān)業(yè)類(lèi),即人工智能類(lèi)專(zhuān)業(yè)。第三層,形成“人工智能+X”復(fù)合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)新模式。即面向行業(yè)領(lǐng)域,將人工智能與相應(yīng)行業(yè)的既有專(zhuān)業(yè)進(jìn)行復(fù)合,培養(yǎng)面向行業(yè)的人工智能研究、應(yīng)用人才。第四,重視人工智能與……學(xué)科專(zhuān)業(yè)教育的交叉融合。即對(duì)一些非智能專(zhuān)業(yè),更多地融入人工智能方面的教學(xué)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)這些專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容與人工智能的交叉融合。

        上述4層含義,實(shí)際上為一個(gè)由核心層、衍生層、復(fù)合層和交叉層所構(gòu)成的,以智能科學(xué)與技術(shù)/人工智能專(zhuān)業(yè)為核心的IT領(lǐng)域新工科專(zhuān)業(yè)體系架構(gòu)。其中,核心層包括已建設(shè)了15年的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)和有可能被新建的人工智能專(zhuān)業(yè);衍生層包括現(xiàn)有的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、機(jī)器人工程專(zhuān)業(yè),以及有可能會(huì)被衍生出來(lái)的諸如機(jī)器學(xué)習(xí)與知識(shí)工程、智能感知與人機(jī)交互、自然語(yǔ)言處理、智能無(wú)人系統(tǒng)、智能技術(shù)應(yīng)用等專(zhuān)業(yè);復(fù)合層由人工智能與各個(gè)行業(yè)的既有專(zhuān)業(yè)復(fù)合而成,其專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)與衍生層的專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)截然不同,通常采用“智能+行業(yè)”形式,如智能醫(yī)療、智能金融、智能交通、智能制造、智能農(nóng)業(yè)、智能建筑專(zhuān)業(yè)等;交叉層主要體現(xiàn)為原有專(zhuān)業(yè)在教學(xué)內(nèi)容方面向人工智能的拓展或與人工智能的交叉融合,但其專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)通常不會(huì)改變,例如,數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物理學(xué)、生物科學(xué)等主業(yè),不可能會(huì)因?yàn)榕c人工智能的交叉融合而改變自己原有的專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)。

        從上述專(zhuān)業(yè)體系架構(gòu)的討論至少可以看出以下兩點(diǎn):第一,人工智能既不是任何一個(gè)現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)的子集,也不是一個(gè)孤立的單一專(zhuān)業(yè),而應(yīng)該是一個(gè)充滿(mǎn)生機(jī)的新工科專(zhuān)業(yè)類(lèi),該專(zhuān)業(yè)類(lèi)由上述4層體系架構(gòu)中的核心層+衍生層所構(gòu)成。第二,上述4層專(zhuān)業(yè)體系構(gòu)架對(duì)應(yīng)著3種不同類(lèi)型的人工智能人才培養(yǎng)模式,其中,第一種是人工智能領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)型人才,主要由核心層+衍生層專(zhuān)業(yè)完成,旨在培養(yǎng)推動(dòng)智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展、加快人工智能領(lǐng)域創(chuàng)新、提升我國(guó)人工智能應(yīng)用水平的專(zhuān)業(yè)人才;第二種是針對(duì)具體行業(yè)的復(fù)合型人才,主要由復(fù)合層專(zhuān)業(yè)完成,旨在培養(yǎng)具有一定行業(yè)知識(shí)和能力的人工智能研究應(yīng)用人才,以推動(dòng)人工智能與各個(gè)行業(yè)的融合創(chuàng)新。第三種是非人工智能專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的交叉型人才,主要由交叉層專(zhuān)業(yè)完成,旨在培養(yǎng)對(duì)人工智能理論、方法、技術(shù)具有一定認(rèn)知、應(yīng)用能力的非智能專(zhuān)業(yè)科技人才。

        顯然,由核心層+衍生層所構(gòu)成的人工智能類(lèi)專(zhuān)業(yè)是人工智能教育的主題。至于如何區(qū)分一個(gè)專(zhuān)業(yè)是否為衍生層專(zhuān)業(yè),其主要依據(jù)是人工智能自身的學(xué)科結(jié)構(gòu),尤其是新一代人工智能的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵共性技術(shù)。例如,數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè),其追求的目標(biāo)是大數(shù)據(jù)智能,而在國(guó)務(wù)院通知中,“大數(shù)據(jù)智能理論”位于新一代人工智能基礎(chǔ)理論之首,“知識(shí)計(jì)算引擎與知識(shí)服務(wù)”和“跨媒體推理”等關(guān)鍵共性技術(shù)也都與大數(shù)據(jù)技術(shù)密切相關(guān)。再如機(jī)器人工程專(zhuān)業(yè),新一代人工智能基礎(chǔ)理論中的“自主協(xié)同控制與優(yōu)化決策理論”,關(guān)鍵共性技術(shù)中的“自主無(wú)人系統(tǒng)的智能技術(shù)”也都是智能機(jī)器人的核心理論和關(guān)鍵技術(shù)。

        從整個(gè)人工智能類(lèi)專(zhuān)業(yè)的角度看,近兩年呈爆炸式增長(zhǎng)趨勢(shì)。有人估計(jì),今年申報(bào)增設(shè)智能科學(xué)與技術(shù)/人工智能專(zhuān)業(yè)的高校至少在百所之上,真可謂“有條件上,沒(méi)有條件創(chuàng)造條件也要上”。對(duì)這種“躍進(jìn)”局面,從專(zhuān)業(yè)發(fā)展的角度看,人工智能教育形勢(shì)大好;但從人才培養(yǎng)的角度看,則需要更扎實(shí)的培養(yǎng)措施和更明確的質(zhì)量要求。不靠形勢(shì)紅利,重視內(nèi)涵發(fā)展,創(chuàng)新培養(yǎng)模式,強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí),應(yīng)該是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期人工智能類(lèi)專(zhuān)業(yè)建設(shè)和發(fā)展的基本出發(fā)點(diǎn)。

        尤其是對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)/人工智能專(zhuān)業(yè),鑒于人工智能研究領(lǐng)域眾多、應(yīng)用范圍廣泛的特點(diǎn),其專(zhuān)業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵是要優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)、突出專(zhuān)業(yè)方向、注重能力培養(yǎng)、加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練。從知識(shí)結(jié)構(gòu)的角度,對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)/人工智能專(zhuān)業(yè),參考教育部高等學(xué)校本科計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)工作組對(duì)“智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)規(guī)范(討論稿)”的討論,以及現(xiàn)有數(shù)十所高校智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)實(shí)踐,可將其知識(shí)結(jié)構(gòu)劃分為基礎(chǔ)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和應(yīng)用領(lǐng)域三大部分。其中,基礎(chǔ)知識(shí)包括數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、電子、控制基礎(chǔ)和分布式、云計(jì)算基礎(chǔ);專(zhuān)業(yè)知識(shí)包括專(zhuān)業(yè)核心知識(shí)、專(zhuān)業(yè)方向平臺(tái)知識(shí)和特色專(zhuān)業(yè)方向知識(shí)3個(gè)方面;應(yīng)用領(lǐng)域包括面向機(jī)器人、面向網(wǎng)絡(luò)、面向數(shù)據(jù)、面向行業(yè)等多個(gè)方面。

        具體到專(zhuān)業(yè)知識(shí),其中的專(zhuān)業(yè)核心知識(shí)是智能科學(xué)與技術(shù)/人工智能專(zhuān)業(yè)所必須具備的核心知識(shí)結(jié)構(gòu),可由智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論、腦與認(rèn)知基礎(chǔ)、人工智能基礎(chǔ)、機(jī)器學(xué)習(xí)初步、數(shù)據(jù)挖掘、模式識(shí)別這6門(mén)課程組成,性質(zhì)為必修。這里需要說(shuō)明的是,盡管這些課程的性質(zhì)為核心必修,但也并非每一個(gè)專(zhuān)業(yè)都必須全部開(kāi)設(shè),建議根據(jù)后期培養(yǎng)需要,選擇其中不少于8個(gè)學(xué)分的課程即可。這種從核心必修課程開(kāi)始就提供一定選擇余地的方式,可滿(mǎn)足在專(zhuān)業(yè)規(guī)范大框架下的專(zhuān)業(yè)建設(shè)自主性和靈活性。其實(shí),美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)人工智能專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置所采用的也是這種選擇模式。專(zhuān)業(yè)方向平臺(tái)知識(shí)是為不同特設(shè)方向所提供的一塊公共知識(shí)結(jié)構(gòu),主要包括機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)階、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器視覺(jué)、智能機(jī)器人6門(mén)課程,性質(zhì)為必選。各專(zhuān)業(yè)特色方向可根據(jù)自身需要選擇其中不少于6個(gè)學(xué)分的課程。特色專(zhuān)業(yè)方向知識(shí)是為了滿(mǎn)足具體專(zhuān)業(yè)方向自身需求而設(shè)置的知識(shí)結(jié)構(gòu),其課程的設(shè)置比較靈活,通常要求6個(gè)學(xué)分的課程,性質(zhì)為任選。至于特色方向的設(shè)置,可根據(jù)各高校的領(lǐng)域背景、學(xué)科優(yōu)勢(shì)及地域需求等,按照人工智能的學(xué)科領(lǐng)域及應(yīng)用特點(diǎn)確定。例如,可在智能科學(xué)與技術(shù)/人工智能專(zhuān)業(yè)下設(shè)置智能感知與人機(jī)交互、機(jī)器學(xué)習(xí)與知識(shí)工程、智能機(jī)器人與無(wú)人系統(tǒng)、自然語(yǔ)言處理、智能應(yīng)用技術(shù)等特色專(zhuān)業(yè)方向。

        在注重能力培養(yǎng)、加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練方面,除了校企共建、校外實(shí)訓(xùn)基地等形式外,作為校內(nèi)教學(xué)活動(dòng),實(shí)驗(yàn)課程和課程設(shè)計(jì)是必不可少的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)智能科學(xué)與技術(shù)/人工智能專(zhuān)業(yè),從實(shí)驗(yàn)課程的角度,可根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)中各門(mén)課程的性質(zhì)將其分成兩類(lèi),第一類(lèi)包括人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析挖掘、智能機(jī)器人6門(mén)課程,建議為其中不少于3門(mén)課程開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn);第二類(lèi)包括機(jī)器視覺(jué)、數(shù)據(jù)挖掘、自然語(yǔ)言處理、腦與認(rèn)知基礎(chǔ)、圖像理解、智能信息處理6門(mén)課程,建議為其中不少于2門(mén)課程開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)?;蛘咴谏鲜鰞深?lèi)課程中,為其中不少于5門(mén)課程開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)。從課程設(shè)計(jì)的角度,建議從人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析挖掘、智能機(jī)器人、機(jī)器視覺(jué)等課程中選擇不少于2門(mén)進(jìn)行課程設(shè)計(jì),每門(mén)課程的課程設(shè)計(jì)時(shí)間為2周。

        智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)15年的辦學(xué)實(shí)踐,為我國(guó)新一代人工智能教育蓬勃發(fā)展奠定了必要的基礎(chǔ),積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。感謝15年來(lái)在人工智能低潮中不畏艱辛、頑強(qiáng)堅(jiān)守的各位人工智能教育工作者!智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)一定會(huì)“梅花”傲雪,笑迎人工智能教育滿(mǎn)園春色!

        今年的“全國(guó)智能與科學(xué)技術(shù)教育暨教學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)”將在原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上,更好地研討人工智能類(lèi)各專(zhuān)業(yè)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題,不同類(lèi)型、不同層次高校人工智能教育的差異化發(fā)展問(wèn)題,以及應(yīng)用型本科和技能型專(zhuān)科的人工智能人才培養(yǎng)問(wèn)題。同時(shí),去年啟動(dòng)的人工智能院長(zhǎng)/系主任論壇也將同期舉行。誠(chéng)邀并熱誠(chéng)歡迎更多的人工智能教育工作者蒞臨會(huì)議、參與討論和交流!

        感謝《計(jì)算機(jī)教育》雜志社多年來(lái)的熱情合作!感謝承辦單位為今年會(huì)議所付出的辛勞!感謝各位作者和參會(huì)代表對(duì)會(huì)議所給予的大力支持!

        讓我們共同努力,為我國(guó)人工智能類(lèi)專(zhuān)業(yè)的協(xié)調(diào)、健康發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)!

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