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        新興工科:新工業(yè)革命背景下基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展的新機(jī)遇*

        2020-05-10 02:55:00鄭麗娜
        高等理科教育 2020年1期
        關(guān)鍵詞:人工智能學(xué)科工程

        鄭麗娜

        (清華大學(xué) 教育研究院,北京 100091)

        2017年,新工科建設(shè)成為我國工程教育改革與發(fā)展的新方向,以應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對工程教育改革創(chuàng)新的新要求。新工科概念的提出突破了傳統(tǒng)的學(xué)科思維定式,推動工科打破傳統(tǒng)的學(xué)科邊界,基于技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重新審視新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展背景下新的工程學(xué)科。一般認(rèn)為,新工科是由應(yīng)用理科等基礎(chǔ)學(xué)科孕育、延伸和拓展形成的“新興”工科,傳統(tǒng)工科轉(zhuǎn)型、改造和升級形成的“新型”工科,以及不同學(xué)科交叉融合形成的“新生”工科共同構(gòu)成[1]。也就是說,新型工科和新生工科形成與發(fā)展的邏輯均基于傳統(tǒng)工程學(xué)科建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)工科再造,以滿足當(dāng)前和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,唯獨(dú)新生工科是新生事物,其建設(shè)成效直接關(guān)系到我國未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的態(tài)勢和地位,同時(shí)為應(yīng)用理科等基礎(chǔ)學(xué)科提供了新的發(fā)展機(jī)遇。因此,厘清新興工科專業(yè)形成和發(fā)展的邏輯,明晰新興工科的內(nèi)涵特征與建設(shè)重點(diǎn),是有效推動新興工科建設(shè)、引領(lǐng)未來新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本條件。基于此,本文旨在簡要探討并理順新興工科形成與發(fā)展的基本邏輯,以期為新興工科建設(shè)研究和實(shí)踐提供啟示和借鑒。

        一、基礎(chǔ)學(xué)科是新興工科形成的基礎(chǔ)

        新興工科雖是全新出現(xiàn)的學(xué)科,但絕非憑空產(chǎn)生,應(yīng)用理科等基礎(chǔ)學(xué)科是新興工科形成的基石,這是由基礎(chǔ)學(xué)科積累性和新興工科交融性的特性共同決定的。一方面,基礎(chǔ)學(xué)科不僅構(gòu)成了新興工科最初的知識體系,而且是技術(shù)創(chuàng)新的源泉?;A(chǔ)學(xué)科孕育的新技術(shù)問題一旦被確定,就在產(chǎn)業(yè)化的過程中催生了新興工科。以人工智能為例,生物學(xué)為理論計(jì)算機(jī)科學(xué)家提供了研究機(jī)器學(xué)習(xí)的視角,從生物學(xué)中探尋計(jì)算模型成為人工智能技術(shù)突破的方向之一,深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等技術(shù)即是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法為支撐。另一方面,新興工科就其本質(zhì)而言具有內(nèi)在的跨學(xué)科性和創(chuàng)新性,多學(xué)科交叉融合是新興工科的固有特征。新興工科在形成過程中需要汲取不同學(xué)科知識體系的“養(yǎng)分”,只有不同基礎(chǔ)學(xué)科實(shí)現(xiàn)真正的交叉融合才能激發(fā)創(chuàng)新。艾薩克森(Walter Isaacson)在《創(chuàng)新者》(TheInnovators:HowaGroupofHackers,GeniusesandGeeksCreatedtheDigitalRevolution)一書中傳遞的一個核心思想即跨學(xué)科是尖端技術(shù)創(chuàng)新的源泉,跨學(xué)科的頭腦是科技革命的主導(dǎo)。需要指出的是,高校中的基礎(chǔ)研究最終不一定能夠轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,但需要有實(shí)現(xiàn)。新興工科與應(yīng)用理科等基礎(chǔ)學(xué)科最根本的差異就在于新興工科最終是面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的,新興技術(shù)需要通過產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入市場。

        二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展是新興工科發(fā)展的動力

        產(chǎn)業(yè)發(fā)展是推動新興工科形成與發(fā)展的根本動力?!皠?chuàng)造”和“有用”是工程及工程學(xué)科的核心要素[2],對于新興工科而言,創(chuàng)造性和有用性構(gòu)成新興工科的工程面向。一方面,技術(shù)進(jìn)步及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快形成了對新興工程科技人才的巨大需求,催生了新興工科專業(yè)的建立和發(fā)展;另一方面,新興工科專業(yè)通過培養(yǎng)新興工程科技人才反哺產(chǎn)業(yè),帶動新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。新興工科在促進(jìn)技術(shù)優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí),形成較為穩(wěn)定的學(xué)科知識體系,這是新興工科的科學(xué)面向。也就是說,新興工科兼具科學(xué)性和工程性,其中,工程性是創(chuàng)造出來對人類有用的部分,這是由新興工科的產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力決定的。例如,當(dāng)前人工智能技術(shù)已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室階段發(fā)展至產(chǎn)業(yè)化階段,智能音箱、智能電視等人工智能產(chǎn)品紛紛進(jìn)入市場,而隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,自動駕駛、智能醫(yī)療等應(yīng)用場景的廣泛化將反過來促進(jìn)高校人工智能專業(yè)的發(fā)展。

        基于此,新興工科形成與發(fā)展的基本邏輯可以總結(jié)為圖1。

        圖1 新興工科形成與發(fā)展的基本邏輯

        圖1中:①基礎(chǔ)學(xué)科孕育、延伸和拓展形成新興技術(shù);②新興技術(shù)發(fā)揮有用性和創(chuàng)造性經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化形成新興產(chǎn)業(yè);③新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動新興工科專業(yè)形成與發(fā)展;④新興工科專業(yè)通過培養(yǎng)新興工程科技人才滿足和引領(lǐng)新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

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