人工智能需要新的教學(xué)體系 高校如何發(fā)力人工智能人才培養(yǎng)

高校如何發(fā)力人工智能人才培養(yǎng)

教育部日前印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新計(jì)劃》，提出“完善人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)體系”的目標(biāo)。

4月3日，AI(人工智能)醫(yī)生助手為醫(yī)生運(yùn)送手術(shù)所需工具。中新社記者 陳驥旻 攝

2017年我國(guó)人工智能領(lǐng)域論文發(fā)表量超越美國(guó)，成為世界第一，但頂尖人才仍然稀缺。目前，提出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的加拿大團(tuán)隊(duì)深耕人工智能領(lǐng)域已超過(guò)三十年，而在國(guó)際人工智能協(xié)會(huì)(AAAI)208位院士中，中國(guó)籍僅占4席。我國(guó)在人工智能最核心、最原創(chuàng)的內(nèi)容方面貢獻(xiàn)不多，基礎(chǔ)性、開(kāi)創(chuàng)性研究能力還有待提高。作為新技術(shù)策源地的高校，如何為人工智能的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打下厚實(shí)的人才基礎(chǔ)，記者進(jìn)行了采訪。

人工智能需要新的教學(xué)體系

當(dāng)下人工智能的大發(fā)展直接源起于2006年深度學(xué)習(xí)的提出。作為一種復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使機(jī)器模仿視聽(tīng)和思考等人類(lèi)活動(dòng)，解決了很多復(fù)雜的模式識(shí)別難題，使人工智能相關(guān)技術(shù)取得了很大進(jìn)步，并引起了學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。

“現(xiàn)在大公司人工智能方面的人才招聘有很多，但大多崗位只需要上幾個(gè)月的培訓(xùn)班就能做，比如說(shuō)買(mǎi)一些GPU設(shè)備，下載一些開(kāi)源的深度學(xué)習(xí)套件，然后調(diào)調(diào)參數(shù)做應(yīng)用。但專(zhuān)業(yè)人才要能夠把握這個(gè)學(xué)科發(fā)展的方向，能夠在關(guān)鍵的時(shí)刻創(chuàng)新。目前最對(duì)口的是計(jì)算機(jī)學(xué)科下屬的智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)。”北京郵電大學(xué)副校長(zhǎng)、信息與通信工程學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng)郭軍說(shuō)。

記者查閱資料發(fā)現(xiàn)，自2003年北京大學(xué)設(shè)立智能科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)起，至今教育部正式批準(zhǔn)設(shè)立智能科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)的高校已達(dá)36個(gè)，僅2017年就有17所高校新增了該專(zhuān)業(yè)。而在研究生培養(yǎng)階段，僅專(zhuān)業(yè)目錄中設(shè)置智能科學(xué)與技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)方向就已達(dá)79個(gè)，分布在計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等諸多學(xué)科。

“計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本身是一個(gè)寬口徑的專(zhuān)業(yè)，至少有四五個(gè)比較大的專(zhuān)業(yè)方向，真正能夠給人工智能學(xué)科專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)的課程可能就只有區(qū)區(qū)的幾門(mén)。這就要求我們必須把知識(shí)高度濃縮，濃縮到甚至只能到高級(jí)科普的程度了。人工智能技術(shù)在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，往往需要很多知識(shí)融會(huì)貫通，不是說(shuō)只學(xué)一兩門(mén)課就真的能解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題了，怎樣在本科階段就能打好基礎(chǔ)，可能要在一個(gè)新的教學(xué)體系下去考慮。”南京大學(xué)人工智能學(xué)院院長(zhǎng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系主任周志華說(shuō)。

人工智能學(xué)什么

那么，從本科生培養(yǎng)的角度看，一個(gè)合格的人工智能人才應(yīng)具備哪些技能呢?

“從課程設(shè)置來(lái)說(shuō)的話，我們必須考慮到人工智能的核心基礎(chǔ)，例如機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)表示與處理。再考慮技術(shù)層，有模式識(shí)別與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理、自動(dòng)規(guī)劃、多智能體系統(tǒng)、計(jì)算智能等，還有很多相關(guān)支撐技術(shù)，例如數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)序數(shù)據(jù)分析等。再往上，到平臺(tái)這一層，那就有機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)平臺(tái)、機(jī)器人、智能系統(tǒng)等。再到應(yīng)用層，可能還涉及智能應(yīng)用建模、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、行為分析等。所有的這些東西，形成了一個(gè)龐大的知識(shí)體系，如果不經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的培養(yǎng)，很難有一個(gè)全貌性的認(rèn)識(shí)。”周志華介紹。

郭軍強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)對(duì)人工智能的核心價(jià)值：“人工智能本質(zhì)是用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模擬復(fù)雜函數(shù)，要注重?cái)?shù)學(xué)的整體性和層次性，除了線性代數(shù)、矩陣論等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課，還要有數(shù)學(xué)分析、概率統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化等對(duì)人工智能很重要的內(nèi)容。這些內(nèi)容在本科階段不涉及或講得很淺，所以人工智能的數(shù)學(xué)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的體系要去學(xué)習(xí)，對(duì)于有志于理論研究的本科生更是如此。”

北京工業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)、信息學(xué)部主任喬俊飛提出，人工智能是一個(gè)領(lǐng)域，而不是簡(jiǎn)單的一個(gè)本科專(zhuān)業(yè)。人工智能人才的培養(yǎng)可能需要多個(gè)本科專(zhuān)業(yè)去支撐，這些專(zhuān)業(yè)可以形成一個(gè)人工智能類(lèi)專(zhuān)業(yè)群。比如，可以設(shè)立“智能計(jì)算與感知”“智能裝置與系統(tǒng)”“生物智能”等專(zhuān)業(yè)。這樣可以保證每個(gè)專(zhuān)業(yè)擁有足夠的專(zhuān)業(yè)課程，保證所培養(yǎng)的人才具有深厚的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。

人工智能人才培養(yǎng)不能僅僅局限于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)范圍，人工智能應(yīng)當(dāng)再次切分兩三個(gè)專(zhuān)業(yè)方向。喬俊飛說(shuō)：“類(lèi)人智能涵蓋的領(lǐng)域很廣，偏計(jì)算機(jī)信息科學(xué)的，偏生物科學(xué)的，偏控制自動(dòng)化的，就像土木工程要分為市政、暖通和結(jié)構(gòu)等，每一個(gè)領(lǐng)域都有足夠的內(nèi)容需要研究，人工智能的發(fā)展也需要將分散的知識(shí)體系整合起來(lái)。”

北京航空航天大學(xué)中法工程師學(xué)院院長(zhǎng)洪冠新提醒，教學(xué)體系要將人工智能隨時(shí)代發(fā)展的特性考慮進(jìn)去，“人工智能學(xué)什么要在新工科的背景下看?，F(xiàn)在教育部在推行新工科，因?yàn)閼?yīng)用中很多傳統(tǒng)工科內(nèi)容是與工業(yè)化、信息化融合的。人工智能的發(fā)展也是特別快，所以在制定培養(yǎng)方案的時(shí)候，要按照能力素養(yǎng)和模塊，把提問(wèn)、設(shè)計(jì)、建模、實(shí)驗(yàn)、優(yōu)化等能力融合進(jìn)去，這樣才可能適應(yīng)哪怕五年后的人才需求”。

打造人工智能師資隊(duì)伍

某平臺(tái)發(fā)布的大數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，從中美人工智能人才的從業(yè)年限構(gòu)成比例上看，美國(guó)擁有10年以上經(jīng)驗(yàn)的人工智能人才比例接近50%，我國(guó)10年以上經(jīng)驗(yàn)的人才比例不到25%。而在采訪中，記者也了解到，隨著近年來(lái)人工智能平臺(tái)的成熟，大量研究人員從其他領(lǐng)域轉(zhuǎn)來(lái)。“除了計(jì)算機(jī)，電子、信息通信、自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的老師們?cè)鹊捻?xiàng)目借助人工智能很容易實(shí)現(xiàn)，這也就使得研究隊(duì)伍越來(lái)越大。換句話說(shuō)，大多數(shù)人都是從外面往里走的。”郭軍說(shuō)。

面對(duì)人工智能的風(fēng)口，高校紛紛開(kāi)始整合資源，促進(jìn)集聚。在北京郵電大學(xué)，校方正在籌備建立人工智能創(chuàng)新研究院的平臺(tái)。郭軍介紹，全校共有50多個(gè)老師從事人工智能研究，年齡多在40歲以下，在研究院的規(guī)劃中，研究力量將被劃分到四個(gè)方向：智慧教育、智慧醫(yī)療、智慧城市和娛樂(lè)博弈。郭軍介紹：“人工智能本身是交叉學(xué)科，邊界并不限定，開(kāi)放合作機(jī)制，有利于靈活調(diào)動(dòng)校內(nèi)的研究力量做研究，為校企合作做對(duì)接，也給師資隊(duì)伍的成熟壯大提供了條件。”

2017年《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》提出，要建設(shè)人工智能學(xué)科。完善人工智能領(lǐng)域?qū)W科布局，設(shè)立人工智能專(zhuān)業(yè)，推動(dòng)人工智能領(lǐng)域一級(jí)學(xué)科建設(shè)。教育部教育發(fā)展研究中心高教室主任馬陸亭指出，一級(jí)學(xué)科本身即知識(shí)體系，同時(shí)也是一種制度安排。當(dāng)一個(gè)專(zhuān)業(yè)方向重要到一定程度時(shí)，國(guó)家層面設(shè)立人工智能學(xué)科意味著該領(lǐng)域?qū)⒂懈嗟馁Y金和項(xiàng)目，吸引更多的優(yōu)秀人才投身到學(xué)術(shù)共同體。同時(shí)，分散在各個(gè)院系的人才培養(yǎng)將更加體系化，這對(duì)于國(guó)家在新一輪科技浪潮中走在世界前列將產(chǎn)生推動(dòng)作用。

喬俊飛表示，科學(xué)研究是培養(yǎng)教師隊(duì)伍最好的途徑?！秶?guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》發(fā)布以來(lái)，人工智能的研究得到前所未有的重視。國(guó)家自然科學(xué)基金委專(zhuān)門(mén)增設(shè)了人工智能學(xué)科代碼，將人工智能與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等學(xué)科并列設(shè)置，推動(dòng)了相關(guān)課題的申報(bào)和人才的集聚。“我們學(xué)校也成立了北京人工智能研究院，提供5000多平方米的實(shí)驗(yàn)室、投入近百名教師，滿足智能服務(wù)機(jī)器人、智慧醫(yī)療、環(huán)保智能化等北京市重大需求。政策、平臺(tái)的建立將為人工智能師資隊(duì)伍培養(yǎng)提供強(qiáng)大的保障。”他說(shuō)。

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