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第一批人工智能本科生谈“硬核”课程

来源:电子发烧友 | 2019-06-15 | 发布:经管之家


每年高考结束,选择学校和专业都会成为考生家庭的头等大事。有这么一群年轻学子,去年此时,选择了“有着光明发展前景”的专业:人工智能。现在的他们,怎么样了?

2018年开学季,80名大一新生走入了南京大学的校园,他们成为南大第一批人工智能本科专业学生。放眼全国,这批本科生也是最早开始从本科阶段就系统学习人工智能专业而非其他相近专业的新生群体。近年来,人工智能技术发展加速,社会人才需求突显。但国内的人才培养,还主要集中在研究生阶段。在有关主管部门的支持下,南京大学2018年初率先建立人工智能学院,并建立了国内第一个完整的人工智能本科专业教育培养体系。



南京大学人工智能学院院长周志华

南京大学人工智能学院院长周志华教授曾评价,首批学生的素质很高,具有“聪明、踏实、勤奋”的共同特质。一年过去,这批“天之骄子”学习了哪些课程?有什么收获?近日,部分学生接受了南都采访,吐露了他们的学习感受。

报考:慕名而来,看好专业发展前景

从受访学生的反馈来看,倾心于南大雄厚的科研实力、渴望得到专业顶尖学者的教导、看好人工智能的光明发展前景,是他们做出选择的普遍原因。

南大人工智能专业2018级学生高辰潇告诉南都记者,他本来就对计算机相关学科感兴趣,“经过了慎重考虑”决定进入人工智能专业就读,选择南大则是因为南大在计算机领域有着深厚积累,新成立的人工智能学院汇聚了诸多经验丰富的教授和科研成果卓著的课题组,他相信在南大能够学习到“将来可以支撑自己在相关领域一直走下去的知识和技能”。

与高辰潇相似,对人工智能有着浓厚兴趣的王晨渊同样在报考前做了大量功课,他从第四次学科评估结果了解到南大的计算机学科实力在全国名列前茅,认为人工智能学院“有着光明的发展前景”。他强调,“当时C9高校(中国首个顶尖大学间的高校联盟,包括北京大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学、南京大学、浙江大学、中国科学技术大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学共9所高校)中仅有南京大学开设了该专业”,他很愿意做“第一个吃螃蟹的人”,尝试这个充满挑战的新兴专业。

饶睿策选择报考南大人工智能学院,则更多是受到院系教授个人魅力的感召。“南京大学人工智能学院由人工智能领域大牛周志华教授一手创办,而我平常也一直对IT行业很感兴趣,很是希望能在专业顶尖学者的带领下学习IT尤其是当今热门的人工智能。”成为南京大学人工智能学院的首批本科学生,他用“幸运”来形容自己。

学习:忙并快乐着,“辛苦”是主旋律

去年刚开学,南大校园网就公开了人工智能专业第一学年的课程安排,吸引了众多好奇的网友。高等代数、数学分析、离散数学……看到课表后,有人感叹“牛”,“师资力量强大”,也有人直呼“看着烧脑”“瑟瑟发抖”。

南京大学人工智能专业特别注重培养学生的数学基矗周志华解释说,人工智能面临的问题千变万化,解决问题涉及到多种数学工具,高水平人才必须有好的数学基矗

学生朱鑫浩告诉南都记者,数学基础课程是大家公认难度相对较大的课程,但是每一门课程都是由学院精心安排的教师授课,课程内容也会根据人工智能的专业需求,在重点与细节上进行微调,帮助同学们更好更快地理解课程精髓。

谈及网友热议的学习难度,周志华对南都作出回应。“培养体系里有没有哪门课程的难度已经超越本科生的能力了?我们认为没有。”但他也指出,既想打好基储学有所用,又想学得轻松,“不太可能”。

受访学生们的感受验证了周志华的判断。虽然他们已是在高考中出类拔萃的聪明学生,但学起人工智能专业课程也不敢有丝毫懈担

“大学不像家长们说的那么轻松”,学生杨旖纯直言,要同时接受并吃透这些新知识,感觉并不容易,但也正是因为“学院牛人太多,竞争非常激烈”,恰恰激发出她的斗志,让她充满拼搏的动力。

在学生陈晔桐看来,人工智能这个新兴学科神奇又极富挑战,“辛苦”是大一的主旋律,但是学习生活中每一个小任务的完成,都能带来满满成就感,鼓励着她在这条道路上继续前行。

学生饶睿策则表示,这一年感触最深的就是“忙并快乐着”,自己时不时地就有“梦回高三”的忙碌感,但与高三不同的是,自己现在学习的动力完全来自于内心的热爱,所学都是自己想学的内容,学起来就感到充实而快乐。

虽然还有3年才毕业,一些学生已在考虑下一步的规划。朱鑫浩从实践中感受到人工智能人才短缺的现状,希望毕业后继续攻读硕士学位,再从业内一流企业的机器学习工程师岗位做起,逐步向技术经理等管理岗位过渡,以人工智能技术为途径,解决当前存在的一些现实问题,让人们的生活变得更美好。

专业:名企实训,感受到一线产业应用

人工智能到底是什么?人工智能又经历了怎样的发展历程?了解这些问题对于刚刚进入大学校园的同学来说,是学习学科理论知识并将其付诸实践应用的必要前提。因此,学院在大一上学期设置“人工智能导学”课程,由周志华担任授课教师,介绍这一学科的内涵和精髓。

学生孔锐评价:“周院长的课总是能把点和点连在一起,课程从科幻概念联系到目前的应用方向再深入到底层实现技术,从学科起源开始追踪着不同历史阶段人工智能的起起落落,角度独特,风趣幽默,印象深刻。”

人工智能是理论与实践结合最紧密的学科之一。学生不仅能够在教师引导下初窥这一学科,还能够在学校附近的南大人工智能学院学生实训基地现场感受到一线产业应用。据了解,实训基地以京东、科沃斯、旷视、地平线等国内知名企业在南大附近建设的人工智能研究院或产业化公司为依托,以培养学生的实践能力。

在企业实训课程中,专业技术人员会介绍人工智能技术的具体应用,让学生看到理论与实际的内在联系。“在京东(南京)人工智能研究院,我们了解了如何用梯度下降的方法解决最优化的问题;在旷世我们知道了在高等代数中学习的求解特征向量与人脸识别的紧密联系。”学生邹正说。

据了解,在即将到来的暑假,学院与腾讯、英特尔等企业合作,为学生们安排了智能系统、智能硬件方面的暑期实践课程。有学生说,相信又是一个干货满满、令人期待的假期。

大一新生来自全国各地,大多数告别了亲人和朋友,独自一人来到南京求学,在心理上极易产生一些迷茫和无措的情绪。南京大学人工智能学院设置了“院系领导+专业班主任+辅导员”的管理团队以及专业教师的互动沟通机制,伴随他们一起度过这一段“适应期”。

学生饶睿策回忆,刚开始接触大量数学课程时,他有些迷茫,不太清楚这些数学课程与人工智能具体有什么联系,这个问题后来在学院党委书记武港山教授和院长周志华召开的“新生面对面”座谈会上得到解答。院系领导帮助大家明确了当下学习的重点,给予了大家鼓励。

周志华谈人工智能教育

南都:为什么一流大学纷纷在近几年开始关注人工智能的本科教育?

周志华:人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,其核心要素则是专业人才。当前全世界人工智能发展面临的瓶颈问题,就是高水平人才的匮乏,加大人才培养力度是当务之急。

南都:此前,国内已有一些人工智能相关的专业,比如“智能科学与技术”、“机器人工程”等。这些专业无法替代“人工智能”专业吗?单独开设专业的必要性在哪里?

周志华:以“智能科学与技术”为例,顾名思义,它关注的重点是“智能”。“人工智能”虽然受智能行为启发,但它本身并不是主要研究“智能”。两者的关系有点像“鸟”和“飞机(人工鸟)”的关系。飞机受到鸟的启发,但是研究飞机的学科跟研究鸟的学科还是有很大区别。“智能科学与技术”更多地与认知科学、神经科学、脑科学有关,而“人工智能”更多地与计算机科学、数学、工程学有关。

人工智能作为一个严肃的学科诞生于1956年,并不是昙花一现的“投资风口”或“短期热点”。经过60多年的发展,人工智能领域形成了庞大的知识体系,既有的相近学科的本科教学体系不再能完全覆盖或代替。要培养高质量人工智能专业人才,就必须根据人工智能学科的特点来建立相应的培养体系,与其在现有学科培养体系框架下修修补补,不如从头进行建设。

南都:你曾说,从本科生开始培养人工智能人才,放到全球来看也是“新生事物”。为什么?

周志华:即便人工智能领域的世界级顶尖高校卡耐基-梅隆大学,也是在2018年5月才宣布正式设立人工智能本科专业。随着我国发展进入新时代,在很多领域逐渐进入到无处模仿、必须自主创新探索的时期,科教领域亦如此,在人工智能本科专业人才培养上,没有能够“照搬”的经验,现在基本是和国际上同步展开,需要我们自己下大功夫去思考和研究探索。

南都:建设全新培养体系的过程中,是否遇到过困难?

周志华:我们在设计这个专业培养体系时,需要思考哪些课程内容是人工智能专业的本科生所必须要学习的、哪些是尽量要学的、哪些是学了更好不学也过得去的,什么课在前什么课在后有助于事半功倍,一门课程大致要到什么程度以及到这程度大概需多少学时,各教学模块中要放多少学时的哪些课、多了不行少了也不行,有没有更重要的课程要加进来、加一门就必须减一门。如果学生没有按预想路径选课、比方说某学期漏了门课会不会直接导致下学期的课直接跟不上塌掉,等等,需要考虑很多问题,而且它们之间相互牵扯,必须通盘综合考虑。

南都:为什么特别强调数学基础课程?

周志华:人工智能所要解决的通常是涉及不确定性的复杂任务,从其任务求解过程来看,首先要对复杂现实进行抽象建模,然后对模型进行算法分析和设计。

任务和问题的千变万化,导致人工智能所涉及的数学工具种类多样。无论是在抽象建模还是模型算法的分析设计环节,都需要依赖于良好的数学基矗

传统计算机学科的数学教学情况是:微积分和线性代数课程的内容很浅,通常不开设矩阵论;概率论与数理统计课程的内容仅是蜻蜓点水;最优化方法课程一般不开设;数理逻辑课程一般是选修。这造成学生在学习人工智能核心课程时有很大障碍。

南都:除了良好的数学基础,课程设置还注重培养学生哪方面的能力?

周志华:计算/软件程序功底扎实、人工智能专业知识全面。

复杂现实任务通常可以从多种角度进行抽象,而不同的抽象将导致巨大的差异。抽象出的问题是否可计算?从程序代码的角度是否易实现?......回答这些问题需要在算法分析/程序设计/计算系统方面具备扎实的基矗

解决现实的人工智能应用任务时往往同时涉及多种专业知识,需进行有效的融合发挥。因此,高水平的人工智能人才,必须具备全面的人工智能专业知识。

南都:有网友质疑,一些课程的学时设置较少,浅尝辄止学不到真正的奥妙。

周志华:总学时一定的情况下,必须在“博”和“深”之间作出取舍。我们认为,对本科专业教育来说,最重要的是让学生建立本专业、全面的知识体系,不要有明显欠缺。可能没有什么学科在本科毕业时就能“学到真正的奥妙”,否则就不用念研究生了。

南都:2018年3月,南大人工智能学院建院,并在当年9月招收了首批80个人工智能方向的本科新生。目前学院的整体情况怎么样?

周志华:学院的首届本科生源很好,同学们学习积极性很高。但“十年树木、百年树人”,人工智能本科培养体系才完成建设,还要看他们的后续学习情况。目前,腾讯、英特尔等企业与正在与学院联合建设课程,另外有京东、旷视、科沃斯、地平线等一些企业签约成为学生的实训基地。

南都:今年,有35所高校获批建设首批人工智能本科专业。与其他学校相比,南大人工智能本科教育的特色是什么?

周志华:南京大学在人工智能科研与教学方面有长期积累,人工智能学院成立之前两年,我本人就承担了关于人工智能人才培养的教学改革项目。我们经过深入思考,对人工智能人才培养有一套自己的想法,经过南大人工智能学院实践检验后,好的方面或许能给兄弟院校提供参考,如果有不好的方面,或许也能让大家少走些弯路。

南都:有网友看过《南京大学人工智能本科专业教育培养体系》后提出,这样的培养体系需要强大的师资力量支撑,一般的学校望尘莫及。

周志华:人工智能人才的类型多种多样,这个体系未必能直接推广应用于不同类型的人才培养。各个院校可以根据各自的定位和师资情况进行调整。

南都:南大要培养的是什么类型的人工智能人才?

周志华:在百度上搜索“人工智能培训”,会返回1000多万个搜索结果,例如“人工智能5个月实战”、“人工智能120天从入门到精通”等培训班。这显示出社会对人工智能人才培养已经高度关注,甚至形成了某种产业。

南大人工智能学院的培养目标是在人工智能领域具有源头创新能力、能够为企事业单位解决关键技术难题的高水平人才。用建筑业来打比方,如果说培训班培养的是在工地搬砖砌墙的一般人才,那我们培养的应该是高水平的建筑设计师、土木工程师,乃至于建筑大师。

全国35所高校获批设置人工智能本科专业
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