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    大數(shù)據(jù)背景下高校人工智能教育探索

    2018-09-06 10:04:46田青王定成
    新教育時(shí)代·教師版 2018年27期
    關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù)人工智能高校

    田青 王定成

    摘 要:在當(dāng)今大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景下,越來越多的國內(nèi)高校開設(shè)了人工智能相關(guān)專業(yè)。為此,本文主要就高校人工智能教育進(jìn)行了分析和探討。

    關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù) 高校 人工智能 教育

    一、引言

    隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,每一秒鐘里,世界各地的人們因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)購物、網(wǎng)絡(luò)信息分享等通過手機(jī)、電腦等電子設(shè)備往互聯(lián)網(wǎng)上傳海量的文字、聲音、圖像和視頻等多種形式的數(shù)據(jù)信息──大數(shù)據(jù)!而這些“大數(shù)據(jù)”中所蘊(yùn)含的規(guī)律在很大程度上反應(yīng)、甚至影響了社會(huì)的發(fā)展特性。中國國務(wù)院在2015年8月31日下發(fā)了《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》,明確提出了大數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)意義和主要任務(wù),同時(shí)還指出大數(shù)據(jù)已成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和轉(zhuǎn)型新的動(dòng)力、重建國家國際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的著力點(diǎn)和推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的新途徑。鑒于其重大應(yīng)用價(jià)值,越來越多的企業(yè)和高校開始關(guān)注、研究大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)。通常,大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的采集、處理、挖掘、分析和決策等密不可分,而這些恰好屬于人工智能(Artificial Intelligence,AI)的研究范疇。尤其近來基于深度學(xué)習(xí)的AI技術(shù)在自然語言處理、圖像分析、智能博弈、智能推薦等領(lǐng)域的成功應(yīng)用,更是激發(fā)了工業(yè)界(如谷歌、微軟、臉書、阿里、百度、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè))和學(xué)術(shù)界(科研院所)對(duì)AI的大力研究和人財(cái)投入。根據(jù)教育部最新頒布的《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》:到2030年,高校要成為建設(shè)世界主要人工智能創(chuàng)新中心的核心力量和引領(lǐng)新一代人工智能發(fā)展的人才高地,為我國躋身創(chuàng)新型國家前列提供科技支撐和人才保障。在國家教育政策的指導(dǎo)和激勵(lì)下,更多的國內(nèi)高校陸續(xù)開設(shè)了智能科學(xué)與技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)等AI相關(guān)專業(yè)、甚至設(shè)立了AI學(xué)院(如西安電子科技大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、南京大學(xué))來培養(yǎng)AI大類人才。

    二、高校人工智能教育的定位

    AI是一個(gè)概念寬、內(nèi)容豐富的知識(shí)領(lǐng)域。其研究范疇主要囊括了自然語言處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式分析、計(jì)算機(jī)視覺、知識(shí)推理等。在應(yīng)用案例上,AI主要包括機(jī)器翻譯、知識(shí)理解、自動(dòng)決策和推理等。就學(xué)科范疇而言,AI涉及數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、控制科學(xué)、心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容。因此,高校的AI專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方案需要統(tǒng)籌規(guī)劃。高校在AI教育過程中,應(yīng)重視AI與數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)等多個(gè)學(xué)科的體系融合,構(gòu)建“人工智能+”的培養(yǎng)模式。另外,作為課堂教育的重要補(bǔ)充和實(shí)踐輔助,高校還應(yīng)積極探索與其他科研院所、企業(yè)等機(jī)構(gòu)開展AI人才的聯(lián)合培養(yǎng)。高校要在行業(yè)里打造AI教育品牌、培養(yǎng)優(yōu)秀的AI專門人才,必須結(jié)合自身實(shí)情事先做好AI教育的規(guī)劃和定位。

    三、高校人工智能教育方案探索

    鑒于AI橫跨多學(xué)科、對(duì)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐掌握均有要求的特點(diǎn),高校在開設(shè)AI專業(yè)、制定AI培養(yǎng)方案時(shí),應(yīng)從課堂理論教育與課外實(shí)踐教育等兩個(gè)大的方面著手:

    (一)課堂知識(shí)教育

    常言道,理論指導(dǎo)實(shí)踐!要使得培養(yǎng)的AI人才具有好的實(shí)際問題發(fā)現(xiàn)、分析和解決能力,首先應(yīng)該對(duì)他們進(jìn)行理論知識(shí)的全副武裝。AI作為一門新興的學(xué)科專業(yè),高校應(yīng)研究、制定一套完整且合理的專業(yè)課程體系。一方面,課程體系要覆蓋AI的基礎(chǔ)知識(shí),如機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)分析、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)推演、決策分析、數(shù)學(xué)建模。這是AI教育的基石,培養(yǎng)的是學(xué)生的AI相關(guān)“內(nèi)力”──關(guān)乎所培養(yǎng)的AI人才在將來的AI道路上能走多遠(yuǎn)!另一方面,課程體系還要兼顧AI的技術(shù)性知識(shí)教育,如計(jì)算機(jī)視覺、人機(jī)交互、自然語言處理、圖像分析與處理、信息對(duì)抗、智能體等。這是AI教育的實(shí)戰(zhàn)練兵環(huán)節(jié),可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)AI知識(shí)的掌握程度和運(yùn)用能力,讓學(xué)生學(xué)有所用,訓(xùn)練學(xué)生的“動(dòng)作套路”──有助學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的更好理解和深入系統(tǒng)學(xué)習(xí)!以上兩方面,相輔相成,缺一不可。為更好地說明問題,我們舉一例子:假若一學(xué)生對(duì)AI理論知識(shí)一無所知或掌握不到位,讓其對(duì)給定的一個(gè)模型算法進(jìn)行諸如目標(biāo)收斂率、函數(shù)界的分析,想必是為人所難;反過來,若其具有扎實(shí)的AI基礎(chǔ)理論知識(shí)儲(chǔ)備,而從未接觸過AI實(shí)際問題場(chǎng)景,到頭來只會(huì)是“紙上談兵”。所以高校的AI課程教育系統(tǒng)既要覆蓋基礎(chǔ)知識(shí)教育,又要涵蓋技術(shù)知識(shí)教育。

    (二)課外實(shí)踐教育

    對(duì)綜合性特色明顯的AI教育而言,單是課程知識(shí)教育還遠(yuǎn)不夠,還應(yīng)配以課堂之外的實(shí)踐教育和訓(xùn)練,因?yàn)锳I是一門實(shí)踐和操作很強(qiáng)的學(xué)科。基于這個(gè)思路,國內(nèi)新成立的AI學(xué)院紛紛與工業(yè)界聯(lián)合實(shí)施AI人才培養(yǎng)。如南京大學(xué)AI學(xué)院聯(lián)手京東、山東科技大學(xué)AI學(xué)院聯(lián)手騰訊、重慶郵電大學(xué)AI學(xué)院聯(lián)手科大訊飛、清華大學(xué)AI聯(lián)手阿里巴巴等。高校和企業(yè)具有各自的優(yōu)勢(shì):高校具有好的師資和理論教學(xué)環(huán)境,能為學(xué)生提供好的AI理論知識(shí)教育;企業(yè)具有真實(shí)案例的大數(shù)據(jù)(這些往往是高校稀缺的)、好的硬件平臺(tái)(如價(jià)值上百萬的并行計(jì)算工作站)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的一線科技人才,他們可有效地指導(dǎo)、鍛煉學(xué)生對(duì)實(shí)際問題的分析和解決的實(shí)踐能力。

    四、高校人工智能教育的反思

    盡管目前AI技術(shù)已在很多應(yīng)用方面取得了顯著成效,甚至在游戲?qū)模ㄈ鐕錋lhpa Go、德州撲克“冷撲大師”)、機(jī)器翻譯(如微軟小冰)、圖像處理(如ResNet深度卷積網(wǎng)絡(luò))等方面達(dá)到或超越人類的水平和能力,這些領(lǐng)域僅是AI的冰山一角,他們具有一個(gè)公共的特性──具有易被機(jī)器學(xué)習(xí)和掌握的確定規(guī)則!例如,具有強(qiáng)AI智能的人類大腦的工作機(jī)理目前尚未被人類探究解密;在這面前,現(xiàn)有的AI成就只能稱為弱AI。現(xiàn)有的機(jī)器AI水平距離真正意義上的強(qiáng)AI還有很長的一段路要走。換句話說,盡管高校已在AI人才培養(yǎng)方面取得了初步成效,但距離培養(yǎng)AI全面素質(zhì)人才還有很長的路要走。所以,我們應(yīng)在AI的教育道路上,在培養(yǎng)AI人才的同時(shí),高校(聯(lián)合工業(yè)界)的科研力量還要探究發(fā)現(xiàn)更高級(jí)、更完善的AI知識(shí)和體系。

    結(jié)語

    本文在大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景和國家對(duì)高校人工智能AI教育大力扶植的形勢(shì)下,主要分析了高校開展AI教育的定位,從課堂知識(shí)教育和課外實(shí)踐教育兩個(gè)層面就高校的AI教育方案進(jìn)行了探討,最后對(duì)高校AI教育的現(xiàn)狀進(jìn)行了反思??偨Y(jié)言之,盡管高校已在AI人才培養(yǎng)方面取得了初步成效,但距離培養(yǎng)AI全面素質(zhì)人才還有很長的路要走。

    參考文獻(xiàn)

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    [6]http://www.gov.cn/xinwen/2018-04/15/content_528 2540.htm#1.

    作者簡(jiǎn)介

    [1]田青,博士,南京信息工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院,講師,研究方向:為人工智能。

    [2]王定成,博士,南京信息工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院,教授,研究方向:為群體智能與演化計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘。

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