王万森:人工智能类专业课程体系应该如何建设?

发布:英才添翼来源:英才添翼时间:2018-04-19

导读

411日,教育部学校规划建设发展中心联合达内教育集团承办了“AI+智慧学习”论坛。中国人工智能学会教育工作委员会主任王万森发表主题演讲,他指出中国人工智能发展最大的动因应该是国家的最高决策层推动的:一个是习近平总书记十八大会议上报告的时候提到人工智能;再一个是在今年两会上李克强总理报告里也提到了人工智能。第二,《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》中提到,到2025年对我国来说智能社会建设将取得实质性进展。第三,2030年智能社会要取得明显的成效,国家的最高决策层已经给出我国迈向智能社会未来方向。

 

如何理解新一代人工智能?

 王万森说,人工智能如果简单地讲,它就是用人工的方法在机器上所实现的智能。而我们现在所提的更多的是新一代人工智能。作为新一代人工智能包括哪些方面,从国务院文件里可以看出来,它主要有两大块:一块是新一代人工智能的基础理论,另一块是它的关键工程技术。它的基础理论,最主要的是五个方面:第一,大数据智能理论,第二,跨媒体感知计算理论,第三,混合增强智能理论,第四,群体智能理论,第五,自主协同控制与优化决策理论。除了五方面还涵盖了三个方面,高级机器学习,类脑智能,量子智能计算。


如何理解新一代人工智能的知识结构?

王万森说,新一代人工智能的知识结构包括八个方面,事实上可以归结成这样一个模型,就是包括了大脑感知,机器学习,机器决策、机器智能几个方面。对于记忆、学习、决策,所对应的应该是大脑皮层这块,对于机器智能所对应的应该是小脑这块。也就是说,我们可以把新一代人工智能它的结构和智能的关系对应起来,我们得到这样一个新一代人工智能的基本结构。

1、人工智能专业的核心结构

王万森教授谈到,从人工智能专业的角度去考虑的话,我觉得人工智能专业的核心结构应该包括这几个方面:第一,机器感知与理解,它事实上和感知对应。第二,机器学习和数据智库,应该是和学习对应的。第三,知识工程和知识处理,它和思维、决策对应的。第四,和新一代人工智能理念所提的机器行为对应的智能机器人与无人系统。第五,除了这个以外,其实作为智能最重要的一个载体和媒介,应该是自然语言处理。对语言这块也很重要,就是作为自然语言也应该成为人工智能专业重要的一块。

 2、人工智能专业不是其它专业的子集

人工智能专业应该是这样一个结构,就是以脑认知为基础,从机理上作为基础,它的内容方面应该包括机器感知与理解,机器学习与数据智能,知识工程与图解,以及无人系统,另外还有一个自然语言。从这个角度看的话,我自己认为人工智能不是任何一个专业的子集。

3、人工智能专业至少应该是一个专业类

人工智能应该是一个专业类,应该是一个以它为核心,不断向外延伸的新的专业类。所以是人工智能专业类概念。

  4国务院通知对人工智能专业的定位

    建设人工智能学科,完善人工智能领域学科布局,设立人工智能本科专业,推动人工智能领域一级学科建设,尽快设立人工智能学院。它有四层含义: 1、设立人工智能专业:即“智能科学与技术”专业,智整个能类专业的核心;2、拓宽人工智能专业教育内容:对人工智能专业按学科方向及经济社会发展需求向外延伸;3、形成“人工智能+X”复合专业: 加快产业智能化升级、推动人工智能与各行业融合创新;4、人工智能与现有专业的交叉融合:例如与数学、计算机科学等学科专业的交叉融合。


   5、人工智能专业体系结构

王教授说,我觉得人工智能专业应该是一核三层这样的结构。最里层是人工智能专业,它相当于大脑,事实上就是人工智能最核心或者最关键的理论技术方法等等。随着技术发展和社会需求再向外延伸。从目前来讲,延伸出来的两个专业,一个是数据科学与大数据技术,另一个是及时类工程。有可能再延伸的,比如讲智能感知、自然语言处理等等。如果核心层再加上延伸层,事实上它就构成一个人工智能的专业类。其实在专业类外面还应该有一个复合层,就像刚才提到的人工智能+专业。另外复合层外面还有一个是交叉层,人工智能与别的专业的交叉融合所形成的一些新的专业。这就构成了以人工智能专业为核心,以延伸层为核外的第一层,然后以复合层为核外第二层,以交叉层为核外三第三层,这就形成了与人工智能专业有关的体系结构

新一代人工智能的智能专业知识结构是怎样的?

      第一、我国高校智能专业的发展状况

王万森说,2004年我国第一个人工智能专业在北大成立,一直到2015年,我觉得人工智能专业发展应该是缓慢的。到2016年人工智能,随着阿尔法狗的出现使得人工智能又掀起了热潮。今年这个专业增加了十几个。尽管看起来这两年增长比较快,数字也不太少,但是和大数据相比,和机器人工程相比太弱,发展速度太慢。

  第二、智能专业知识结构及课程体系

王万森介绍了智能专业知识结构及课程体系,王万森说智能专业知识结构及课程体系分成四个层次,第一是专业核心层处在专业最核心的那些课程,它包括, 智能科学与技术导论、脑与认知基础、人工智能基础、机器学习(上)、数据挖掘、模式识别,占8个学分;第二层是模块平台层,它包括机器学习(下)、神经网络与深度学习、大数据技术与应用、自然语言理解、机器视觉、智能机器人,它占6个学分;第三层是特色模块层,它包括智能感知与理解、机器学习与知识系统、语言智能与自然语言处理、智能机器人与无人系统、智能应用技术与系统,占6个学分,第四层是认知、能力综合层,它包括社会与机器伦理、人工智能前沿讲座、面向应用的智能系统设计与开发,占4个学分。 把四个层次放到一起,事实上就形成了人工智能专业的知识结构体系。

    第三、我国高校智能专业专业课程开设情况

王万森说,我们分析了21所院校,现有的各个专业的教学计划,所开设课程的大概情况,我是以20个专业来考虑的,有10个专业都开设过,比如人工智能、机器学习、模式识别、智能机器人、机器视觉、数据挖掘、脑与认知、图像理解、自然语言处理,也就是说它大于50%的专业开设了这些课程。另外,还有9门是小于或者等于50%的,像智能科学与技术导论、大数据挖掘理论、神经网络、深度学习、智能传感与检测、智能信息处理、智能游戏、智能信息系统、机器人学。

   第四、智能专业专业实验课程的开设

  除了专业课以外,作为实验课程这部分我也做了一个分析。我把这个分两类:第一类包括像人工智能,机器学习,深度学习,大数据分析挖掘和智能机器人。还有一个像数据挖掘,自然语言处理,认知,图像理解和信息处理,相对来讲开设实验少一些。就是作为人工智能专业不应该少于3门实验课,作为第二类不应该少于2门,或者把这两类加一块,实验课不应该少于5门。当然除了这些实验课以外,还有一个,一个是比较多的包括有人工智能,机器学习,深度学习,大数据挖掘,智能机器人等几门课程,建议选择不少于3门,每门课的课程设计时间为两周。

   中国已经进入了信息技术普及的第四次浪潮,它的特点是大力普及以人工智能为代表的技术,把人工智能上升为国家战略。高等院校要培养大量研发和应用人工智能的人才,这次普及高潮的广度和高度大大超过了前几次,将对我国发展起到很大的作用。