當(dāng)前，人工智能業(yè)已成為教育界、產(chǎn)業(yè)界關(guān)注和熱議的焦點(diǎn)話題。但一個(gè)不可否認(rèn)的現(xiàn)實(shí)是，人工智能領(lǐng)域的人才缺口仍然很大，這一現(xiàn)實(shí)反映在高校，就是人工智能人才培養(yǎng)的相對不足。那么，人工智能領(lǐng)域究竟需要什么樣的人才？高校該如何設(shè)置課程來架構(gòu)學(xué)生的知識(shí)體系？
9月21日至22日，第二屆中國認(rèn)知計(jì)算機(jī)與混合智能學(xué)術(shù)大會(huì)在西安舉行，由中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授鄭南寧提議的中國人工智能教育聯(lián)席會(huì)也同時(shí)成立。會(huì)議期間，他發(fā)布了新書《人工智能本科專業(yè)知識(shí)體系與課程設(shè)置》，并就上述問題進(jìn)行解答。
人才培養(yǎng)須“厚基礎(chǔ)”
“重交叉”“寬口徑”
《中國科學(xué)報(bào)》：當(dāng)前我國人工智能人才培養(yǎng)存在哪些問題？應(yīng)從哪些方面加強(qiáng)和改進(jìn)？
鄭南寧：經(jīng)多年持續(xù)發(fā)展，我國在人工智能部分領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)取得顯著進(jìn)展，但在基礎(chǔ)理論、原創(chuàng)算法、高端芯片和生態(tài)系統(tǒng)等方面與發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距。究其原因，一方面是中國的信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)還存在一些短板，研發(fā)投入與市場構(gòu)成的創(chuàng)新生態(tài)要素也不完備；另一方面，中國高校在這些學(xué)科領(lǐng)域人才培養(yǎng)導(dǎo)向性不強(qiáng)、學(xué)科缺乏深度融合、缺乏科教結(jié)合育人的機(jī)制。人才已成為制約中國人工智能發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。
“計(jì)算與人工智能”已無所不在。為應(yīng)對計(jì)算的普及和人工智能崛起帶來的全球機(jī)遇和挑戰(zhàn)，中國高校需要對人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)上進(jìn)行重要的結(jié)構(gòu)性變革，將計(jì)算和人工智能的力量帶到高校的所有學(xué)科研究領(lǐng)域，并融合其他學(xué)科的見解和觀點(diǎn)共同塑造計(jì)算和人工智能的未來。
人工智能人才培養(yǎng)應(yīng)對接國家重大需求，采取更加積極有效的措施，例如：建設(shè)示范性人工智能學(xué)院或中心，讓不同類型和不同層次的學(xué)校面向國家的重大需求，都能找到各自人才培養(yǎng)的定位和目標(biāo)；在所有學(xué)科或?qū)I(yè)引入“計(jì)算與人工智能方法”相關(guān)課程等。
《中國科學(xué)報(bào)》：您心目中人工智能領(lǐng)域的合格人才是什么樣的？
鄭南寧：早在1986年，西安交通大學(xué)就在全國率先成立了人工智能領(lǐng)域第一個(gè)專職科研機(jī)構(gòu)——“人工智能與機(jī)器人研究所”（簡稱人機(jī)所），開始人工智能方向研究生的培養(yǎng)，從今天的人工智能發(fā)展來看，當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)判斷和堅(jiān)持是具有前瞻性的。在我們研究所成立至今的33年歷程中，世界范圍內(nèi)人工智能的發(fā)展曾經(jīng)歷過寒冬，但我們始終堅(jiān)持人工智能特別是計(jì)算機(jī)視覺的應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究，并與國家重大需求相結(jié)合，沒有放棄當(dāng)初建所時(shí)的學(xué)術(shù)目標(biāo)和追求，在33年的發(fā)展中，培養(yǎng)了一批學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的領(lǐng)軍人才，成為高水平創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基地。
2018年，西安交通大學(xué)設(shè)立了“人工智能拔尖人才培養(yǎng)試驗(yàn)班”，探索培養(yǎng)人工智能方向本科生，并于2018年招收第一批本科生。2018年11月在人機(jī)所的基礎(chǔ)上成立了人工智能學(xué)院，2019年3月獲教育部首批“人工智能”本科新專業(yè)建設(shè)資格。從事人工智能人才培養(yǎng)的“人工智能拔尖人才培養(yǎng)試驗(yàn)班”的基本宗旨是，注重“腦”（Mind）與“手”（Hand）相結(jié)合，即“知識(shí)的學(xué)習(xí)”與“動(dòng)手的實(shí)踐”相融相長，為學(xué)生今后能成為人工智能領(lǐng)域的“大科學(xué)家”、成為具有“科學(xué)家素養(yǎng)”的工程師和相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的高層次人才奠定知識(shí)和能力的基礎(chǔ)。
人工智能的學(xué)科特點(diǎn)決定了人工智能的人才培養(yǎng)具有高度挑戰(zhàn)性。我們認(rèn)為，在探索“人工智能+X”復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式的同時(shí)，應(yīng)首先立足于根本，把人工智能專業(yè)本身建好。人工智能專業(yè)培養(yǎng)定位應(yīng)強(qiáng)調(diào)“厚基礎(chǔ)”“重交叉”與“寬口徑”：學(xué)生應(yīng)掌握扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)，熟悉人工智能的基本方法及腦認(rèn)知等交叉學(xué)科知識(shí)，具備科學(xué)家素養(yǎng)、實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，并且擁有較為開闊的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用視角與國際前瞻視野。我們相信，按照這樣的方式培養(yǎng)的學(xué)生，未來具有更強(qiáng)的可塑性和更廣闊的發(fā)展空間。
人工智能課程設(shè)置強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉
《中國科學(xué)報(bào)》：編著《人工智能本科專業(yè)知識(shí)體系與課程設(shè)置》的背后，您有著怎樣的思考？
鄭南寧：教育的基本問題是培養(yǎng)什么樣的人、怎樣培養(yǎng)人，而專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)建與課程設(shè)置是為人才培養(yǎng)提供保障的重要載體之一。專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)建與課程設(shè)置是一個(gè)不斷完善的過程，只有堅(jiān)持實(shí)踐、與時(shí)俱進(jìn)，使其知識(shí)體系的建設(shè)和教育質(zhì)量的提高成為一種創(chuàng)造性的追求，才能使我們通過教育的實(shí)踐培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。潛心教育與課程建設(shè)不僅是對教師科學(xué)生命的一種延續(xù)，也是不斷煥發(fā)教師科學(xué)青春的一劑良方。這是我們組織編著《人工智能本科專業(yè)知識(shí)體系與課程設(shè)置》的基本思考。
《中國科學(xué)報(bào)》：在您看來，人工智能本科專業(yè)應(yīng)該構(gòu)建怎樣的知識(shí)體系？課程該如何設(shè)置？
鄭南寧：人工智能專業(yè)的建設(shè)目標(biāo)是培養(yǎng)扎實(shí)掌握人工智能基礎(chǔ)理論、基本方法、應(yīng)用工程與技術(shù)，熟悉人工智能相關(guān)交叉學(xué)科知識(shí)，具備科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、系統(tǒng)思維能力、產(chǎn)業(yè)視角與國際視野，未來能在我國人工智能學(xué)科與產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮重要作用，并有潛力躋身一流的人工智能領(lǐng)域人才。一流高校的人工智能人才培養(yǎng)應(yīng)重視思考未來的人工智能需要從哪些學(xué)科獲得靈感。
從2017年開始，經(jīng)歷兩年多的深入研討和推敲，借鑒國際一流大學(xué)人工智能教育最新知識(shí)體系和培養(yǎng)理念，我們最終形成了人工智能本科專業(yè)知識(shí)體系中的人工智能核心、數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)、科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、認(rèn)知與神經(jīng)科學(xué)、先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)、人工智能與社會(huì)、人工智能工具與平臺(tái)等八大課程群，共37門課程，其中必修25門、選修12門（完成所需學(xué)分須選修其中7門）。在實(shí)踐方面，還專門設(shè)置了 “專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)”課程群，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生培養(yǎng)達(dá)到“腦”與“手”相結(jié)合的目標(biāo)。
在八大課程群的具體課程設(shè)置中，我們圍繞人工智能核心的課程，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)、技術(shù)與工程學(xué)科交叉、相輔相成，內(nèi)容設(shè)置立足當(dāng)前、面向未來。其中，“數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)”課程群將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)和工具“數(shù)學(xué)”以及人工智能目前發(fā)展階段的基本工具“統(tǒng)計(jì)學(xué)”囊括在內(nèi)；“科學(xué)與工程”課程群包羅了基于實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)科學(xué)“物理學(xué)”以及信息學(xué)科的工程技術(shù)基礎(chǔ)——電子電路、數(shù)字與控制系統(tǒng)等；而“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”課程群提煉了計(jì)算機(jī)學(xué)科核心的程序設(shè)計(jì)、算法與理論、體系結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。以上三個(gè)課程群作為“專業(yè)基礎(chǔ)課程群”，將為人工智能的專業(yè)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
《人工智能本科專業(yè)知識(shí)體系與課程設(shè)置》是我們?nèi)嗄陙碓谌斯ぶ悄茴I(lǐng)域的研究探索和人才培養(yǎng)實(shí)踐的產(chǎn)物，也融入了國內(nèi)外知名學(xué)者的集體智慧。但它還需要在人才培養(yǎng)的實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，人工智能對人才的需求是多樣化的，中國不僅需要培養(yǎng)出高層次乃至世界頂尖的人工智能人才，也需要培養(yǎng)出推動(dòng)中國人工智能發(fā)展的“能工巧匠”。本書是為人工智能人才培養(yǎng)極為關(guān)鍵的本科階段課程體系構(gòu)建“拋磚引玉”。每一所高校可以有不同的培養(yǎng)模式和途徑。一所大學(xué)的人工智能專業(yè)要辦出特色、培養(yǎng)出優(yōu)秀人才，一定要根據(jù)自身專業(yè)的特點(diǎn)、基礎(chǔ)、教師團(tuán)隊(duì)和教學(xué)資源的情況，制定出科學(xué)、合理的知識(shí)體系與課程設(shè)置，即“因材施教、辦出特色”。
成為人工智能強(qiáng)國還需10年
《中國科學(xué)報(bào)》：您認(rèn)為中國距離成為真正的人工智能強(qiáng)國還有多遠(yuǎn)？
鄭南寧：近年來，中國在人工智能領(lǐng)域已取得長足進(jìn)步，特別是在計(jì)算機(jī)視覺、語音識(shí)別和自然語言處理方面已有世界領(lǐng)先的公司，全球人工智能相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議也有越來越多的中國科學(xué)家擔(dān)任主席或者獲得最佳論文獎(jiǎng)。此外，北京、上海、深圳、杭州和西安等地已經(jīng)或正在形成國內(nèi)充滿活力的人工智能研發(fā)高地。
但是，中國人工智能的基礎(chǔ)理論和算法創(chuàng)新的整體水平與美國相比還有較大差距。另外，世界上大多數(shù)領(lǐng)先的人工智能半導(dǎo)體芯片都是由美國公司，如英偉達(dá)、英特爾、IBM、谷歌、蘋果和AMD制造的，中國在設(shè)計(jì)能夠支持先進(jìn)人工智能系統(tǒng)的計(jì)算芯片方面相對落后，也缺乏高層次的專業(yè)人才。中國要成為人工智能的強(qiáng)國還需要10年左右時(shí)間。
想與國際一流水平并駕齊驅(qū)，需要相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)在基礎(chǔ)研究層面，持之以恒地探索人工智能的新方法，要充分利用和發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)大國的優(yōu)勢，把我國數(shù)據(jù)和用戶的優(yōu)勢資源轉(zhuǎn)換為人工智能技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢，深化人工智能技術(shù)的推廣應(yīng)用，加強(qiáng)核心技術(shù)開發(fā)，做大做強(qiáng)人工智能產(chǎn)業(yè)。
在當(dāng)前人工智能發(fā)展新一輪的熱潮中，我們要保持清醒的認(rèn)識(shí)，避免不切實(shí)際的預(yù)言和承諾，不要把學(xué)術(shù)追求的目標(biāo)當(dāng)成眼前的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)，給社會(huì)公眾帶來誤導(dǎo)；另一方面，我們必須重視人工智能面向重大應(yīng)用工程的研究和市場的創(chuàng)新開拓，同時(shí)要避免在產(chǎn)品研發(fā)和市場推廣中的“低水平、同質(zhì)化”現(xiàn)象。
摘自《中國科學(xué)報(bào)》
