大數(shù)據(jù)背景下高校人工智能教育探索

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)

[1]http：//www.gov.cn/gongbao/content/2015/content_ 2929345.htm.

[2]Manning C D.Foundations of statistical natural language processing[M].The MIT Press，1999.

[3]Gonzalez R，Woods R. DIGITAL IMAGE PROCESSING [M].PUBLISHING HOUSE OF ELECTRONICS INDUSTRY，2010.

[4]Baker R S J D，Corbett A T，Koedinger K R，et al.Adapting to When Students Game an Intelligent Tutoring System[M].Intelligent Tutoring Systems.Springer Berlin Heidelberg，2006：392-401.

[5]Gibert K，Sànchez-Marrè M，Codina V.Choosing the Right Data Mining Technique： Classification of Methods and Intelligent Recommendation[J].2010，165（1）：52.

[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。