當前，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(huà)題。但一個(gè)不可否認的現實(shí)是，人工智能領(lǐng)域的人才缺口仍然很大，這一現實(shí)反映在高校，就是人工智能人才培養的相對不足。那么，人工智能領(lǐng)域究竟需要什么樣的人才？高校該如何設置課程來(lái)架構學(xué)生的知識體系？

9月21日至22日，第二屆中國認知計算機與混合智能學(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(shū)《人工智能本科專(zhuān)業(yè)知識體系與課程設置》，并就上述問(wèn)題進(jìn)行解答。 

人才培養須“厚基礎”

“重交叉”“寬口徑”

《中國科學(xué)報》：當前我國人工智能人才培養存在哪些問(wèn)題？應從哪些方面加強和改進(jìn)？

鄭南寧：經(jīng)多年持續發(fā)展，我國在人工智能部分領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)應用已經(jīng)取得顯著(zhù)進(jìn)展，但在基礎理論、原創(chuàng )算法、高端芯片和生態(tài)系統等方面與發(fā)達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)基礎還存在一些短板，研發(fā)投入與市場(chǎng)構成的創(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)域人才培養導向性不強、學(xué)科缺乏深度融合、缺乏科教結合育人的機制。人才已成為制約中國人工智能發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

“計算與人工智能”已無(wú)所不在。為應對計算的普及和人工智能崛起帶來(lái)的全球機遇和挑戰，中國高校需要對人才培養和學(xué)科建設上進(jìn)行重要的結構性變革，將計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(jiàn)解和觀(guān)點(diǎn)共同塑造計算和人工智能的未來(lái)。 

人工智能人才培養應對接國家重大需求，采取更加積極有效的措施，例如：建設示范性人工智能學(xué)院或中心，讓不同類(lèi)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的定位和目標；在所有學(xué)科或專(zhuān)業(yè)引入“計算與人工智能方法”相關(guān)課程等。 

《中國科學(xué)報》：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(zhuān)職科研機構——“人工智能與機器人研究所”（簡(jiǎn)稱(chēng)人機所），開(kāi)始人工智能方向研究生的培養，從今天的人工智能發(fā)展來(lái)看，當時(shí)的學(xué)術(shù)判斷和堅持是具有前瞻性的。在我們研究所成立至今的33年歷程中，世界范圍內人工智能的發(fā)展曾經(jīng)歷過(guò)寒冬，但我們始終堅持人工智能特別是計算機視覺(jué)的應用基礎理論研究，并與國家重大需求相結合，沒(méi)有放棄當初建所時(shí)的學(xué)術(shù)目標和追求，在33年的發(fā)展中，培養了一批學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的領(lǐng)軍人才，成為高水平創(chuàng )新人才培養的重要基地。 

2018年，西安交通大學(xué)設立了“人工智能拔尖人才培養試驗班”，探索培養人工智能方向本科生，并于2018年招收第一批本科生。2018年11月在人機所的基礎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(zhuān)業(yè)建設資格。從事人工智能人才培養的“人工智能拔尖人才培養試驗班”的基本宗旨是，注重“腦”（Mind）與“手”（Hand）相結合，即“知識的學(xué)習”與“動(dòng)手的實(shí)踐”相融相長(cháng)，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”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和能力的基礎。 

人工智能的學(xué)科特點(diǎn)決定了人工智能的人才培養具有高度挑戰性。我們認為，在探索“人工智能+X”復合專(zhuān)業(yè)培養新模式的同時(shí)，應首先立足于根本，把人工智能專(zhuān)業(yè)本身建好。人工智能專(zhuān)業(yè)培養定位應強調“厚基礎”“重交叉”與“寬口徑”：學(xué)生應掌握扎實(shí)的數理基礎，熟悉人工智能的基本方法及腦認知等交叉學(xué)科知識，具備科學(xué)家素養、實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng )新能力，并且擁有較為開(kāi)闊的產(chǎn)業(yè)應用視角與國際前瞻視野。我們相信，按照這樣的方式培養的學(xué)生，未來(lái)具有更強的可塑性和更廣闊的發(fā)展空間。 

人工智能課程設置強調學(xué)科交叉 

《中國科學(xué)報》：編著(zhù)《人工智能本科專(zhuān)業(yè)知識體系與課程設置》的背后，您有著(zhù)怎樣的思考？ 

鄭南寧：教育的基本問(wèn)題是培養什么樣的人、怎樣培養人，而專(zhuān)業(yè)知識體系構建與課程設置是為人才培養提供保障的重要載體之一。專(zhuān)業(yè)知識體系構建與課程設置是一個(gè)不斷完善的過(guò)程，只有堅持實(shí)踐、與時(shí)俱進(jìn)，使其知識體系的建設和教育質(zhì)量的提高成為一種創(chuàng )造性的追求，才能使我們通過(guò)教育的實(shí)踐培養出優(yōu)秀的人才。潛心教育與課程建設不僅是對教師科學(xué)生命的一種延續，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(zhù)《人工智能本科專(zhuān)業(yè)知識體系與課程設置》的基本思考。 

《中國科學(xué)報》：在您看來(lái)，人工智能本科專(zhuān)業(yè)應該構建怎樣的知識體系？課程該如何設置？ 

鄭南寧：人工智能專(zhuān)業(yè)的建設目標是培養扎實(shí)掌握人工智能基礎理論、基本方法、應用工程與技術(shù)，熟悉人工智能相關(guān)交叉學(xué)科知識，具備科學(xué)素養、實(shí)踐能力、創(chuàng )新能力、系統思維能力、產(chǎn)業(yè)視角與國際視野，未來(lái)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應重視思考未來(lái)的人工智能需要從哪些學(xué)科獲得靈感。 

從2017年開(kāi)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體系和培養理念，我們最終形成了人工智能本科專(zhuān)業(yè)知識體系中的人工智能核心、數學(xué)與統計、科學(xué)與工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、認知與神經(jīng)科學(xué)、先進(jìn)機器人技術(shù)、人工智能與社會(huì )、人工智能工具與平臺等八大課程群，共37門(mén)課程，其中必修25門(mén)、選修12門(mén)（完成所需學(xué)分須選修其中7門(mén)）。在實(shí)踐方面，還專(zhuān)門(mén)設置了 “專(zhuān)業(yè)綜合性實(shí)驗”課程群，培養學(xué)生綜合運用所學(xué)知識動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生培養達到“腦”與“手”相結合的目標。 

在八大課程群的具體課程設置中，我們圍繞人工智能核心的課程，強調了科學(xué)、技術(shù)與工程學(xué)科交叉、相輔相成，內容設置立足當前、面向未來(lái)。其中，“數學(xué)與統計”課程群將現代科學(xué)技術(shù)的基礎和工具“數學(xué)”以及人工智能目前發(fā)展階段的基本工具“統計學(xué)”囊括在內；“科學(xué)與工程”課程群包羅了基于實(shí)驗的基礎科學(xué)“物理學(xué)”以及信息學(xué)科的工程技術(shù)基礎——電子電路、數字與控制系統等；而“計算機科學(xué)與技術(shù)”課程群提煉了計算機學(xué)科核心的程序設計、算法與理論、體系結構等內容。以上三個(gè)課程群作為“專(zhuān)業(yè)基礎課程群”，將為人工智能的專(zhuān)業(yè)學(xué)習打下堅實(shí)的基礎。 

《人工智能本科專(zhuān)業(yè)知識體系與課程設置》是我們三十余年來(lái)在人工智能領(lǐng)域的研究探索和人才培養實(shí)踐的產(chǎn)物，也融入了國內外知名學(xué)者的集體智慧。但它還需要在人才培養的實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗和完善。這里需要強調的是，人工智能對人才的需求是多樣化的，中國不僅需要培養出高層次乃至世界頂尖的人工智能人才，也需要培養出推動(dòng)中國人工智能發(fā)展的“能工巧匠”。本書(shū)是為人工智能人才培養極為關(guān)鍵的本科階段課程體系構建“拋磚引玉”。每一所高?？梢杂胁煌呐囵B模式和途徑。一所大學(xué)的人工智能專(zhuān)業(yè)要辦出特色、培養出優(yōu)秀人才，一定要根據自身專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)、基礎、教師團隊和教學(xué)資源的情況，制定出科學(xué)、合理的知識體系與課程設置，即“因材施教、辦出特色”。 

成為人工智能強國還需10年 

《中國科學(xué)報》：您認為中國距離成為真正的人工智能強國還有多遠？ 

鄭南寧：近年來(lái)，中國在人工智能領(lǐng)域已取得長(cháng)足進(jìn)步，特別是在計算機視覺(jué)、語(yǔ)音識別和自然語(yǔ)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(lái)越多的中國科學(xué)家擔任主席或者獲得最佳論文獎。此外，北京、上海、深圳、杭州和西安等地已經(jīng)或正在形成國內充滿(mǎn)活力的人工智能研發(fā)高地。 

但是，中國人工智能的基礎理論和算法創(chuàng )新的整體水平與美國相比還有較大差距。另外，世界上大多數領(lǐng)先的人工智能半導體芯片都是由美國公司，如英偉達、英特爾、IBM、谷歌、蘋(píng)果和AMD制造的，中國在設計能夠支持先進(jìn)人工智能系統的計算芯片方面相對落后，也缺乏高層次的專(zhuān)業(yè)人才。中國要成為人工智能的強國還需要10年左右時(shí)間。 

想與國際一流水平并駕齊驅?zhuān)枰嚓P(guān)科研機構、企業(yè)在基礎研究層面，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，把我國數據和用戶(hù)的優(yōu)勢資源轉換為人工智能技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢，深化人工智能技術(shù)的推廣應用，加強核心技術(shù)開(kāi)發(fā)，做大做強人工智能產(chǎn)業(yè)。 

在當前人工智能發(fā)展新一輪的熱潮中，我們要保持清醒的認識，避免不切實(shí)際的預言和承諾，不要把學(xué)術(shù)追求的目標當成眼前的產(chǎn)業(yè)現實(shí)，給社會(huì )公眾帶來(lái)誤導；另一方面，我們必須重視人工智能面向重大應用工程的研究和市場(chǎng)的創(chuàng )新開(kāi)拓，同時(shí)要避免在產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)推廣中的“低水平、同質(zhì)化”現象。 

摘自《中國科學(xué)報》