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人工智能趋势下,工程拔尖人才培养应破传统模式

我国面向未来的工程科技拔尖人才的培养也应更侧重思维能力和原创能力的培养,结合实践凸显工程需求。

当前,全球新一轮科技与产业革命风起云涌。颠覆性技术、战略性新兴产业的发展给社会生产生活带来了极大的变革,对政治、经济、文化的影响也愈加深刻。以人工智能、量子信息等颠覆性技术为引领的前沿趋势,将重塑世界工程科技的未来发展模式,对于人类生产力的创新提升意义重大。

面临百年未有之大变局,我国工业制造正在经历转型升级、迭代发展、突破瓶颈的关键时期。面向“十四五”规划及2035年远景目标,科技创新与产业发展急需一大批工程科技拔尖创新人才,以支撑科技创新的自立自强。人工智能发展趋势下,如何培养具有世界一流水平的工程科技拔尖人才,振兴我国先进制造业、实现工程科技的新跨越,这是一个亟待解决的重要问题。

科技变革致人才培养需求变化

目前,全球在前沿科技领域的变革与竞争日趋激烈,特别是以云计算、物联网、大数据、边缘计算、智能传感为代表的技术研发,及其在能源、制造、农业、交通、教育、医疗、金融、环保等各个领域的广泛应用,为智能制造、人工智能开辟了广阔前景和空间,也正在推动工业4.0的前沿发展。机器学习、知识图谱、类脑计算、模式识别构架了人工智能的通用体系,智能芯片、系统软件搭建了软硬件平台,计算机视觉、语音语义理解、人机交互、深度卷积神经网络、生成对抗网络等成为人工智能突破的关键技术。

可以说,人工智能的发展已经将知识、经验的学习、积累与应用,从数据、程序、算法的综合推向认知、推理、决策乃至思维、情绪、情感的高级演进。机器智能正在部分替代人的脑力劳动,乃至不断模仿、接近于人脑的高级机能,实现从弱人工智能向强人工智能的迈进。

这种发展趋势对人才培养的知识传输、技能训练、素质养成提出了新的挑战。未来所需要的工程科技拔尖人才的创新思维、工程能力、潜质素养,与工程教育的传统内涵存在鲜明差异,人才培养的需求将发生重大变化。

拔尖人才是科技自强根本

众所周知,科技创新的根本要素在于拔尖人才,人才是世界发达国家科技强国的重要支撑。

从历史上看,美国二战前后曾延揽了全球顶尖人才,以开放的移民政策吸引世界一流学者,为科技创新奠定了坚实的人才基础。如今,美国、英国、加拿大等国纷纷布局人工智能发展战略,美欧制造强国在智能制造、人工智能人才培养发展上,不仅厚植STEAM (科学、技术、工程、艺术、数学)教育学科基础,而且强化CDIO(构思、设计、实现、操作)工程教育创新模式,探索未来拔尖人才培养的新路,以期实现在一流人才培养上持续的竞争力。

当前,我国正在针对人工智能的发展加强战略布局,也出台了新一代人工智能发展规划、人才培养创新行动计划等,以期抢占人工智能发展的先机。然而,囿于现阶段工业发展迭代升级的现实,我国的工程教育在应对新一轮颠覆性技术挑战、切实支撑制造强国战略上依然跟进不足,并存在学科基础较为薄弱、工程实践创新不强、校企合作融合欠缺的短板。

现实中,这些问题集中表现在以下一些方面——工业制造一线和实体经济主流领域的拔尖创新人才缺乏,学校教育与企业培训之间存在衔接空白,人才的知识理论与实践应用的结合上出现脱节、错位;在高端制造的设计、生产、服务方面,缺少大量具有创造精神、创新思维和卓越能力的人才支撑……

上述问题从根本上制约着我国高水平制造的全面突破。从长远发展供给看,智能制造、人工智能拔尖创新人才的数量、质量还有很大缺口,亟待完善加强。而科技创新的自主自立自强,仍需要厚实持久的高质量人才培养作为坚强后盾。

工程人才培养须侧重思维和原创能力

人工智能发展趋势下,工程领域的创新更多地体现为从创意、设计到生产、制造以及材料、装备、工艺乃至管理、服务等上中下游的全产业链覆盖,体现在技术突破、知识运用、管理渗透的综合集成,对拔尖人才的思维、能力、素养提出了系统、跨界和广域融合的复杂要求。

同时,强人工智能的未来发展更在工程科技的类脑机理、类人智能方面提出机器思维、自主意识的建立,预示着智能化的高级发展方向。2018年,美国国家科学院、工程院和医学科学院出台了《高等教育中人文、艺术与科学、工程和医学的整合:同根同源》,阐述了人工智能发展趋势下,工程教育跨界融合、交叉渗透的必要性和重要性,对未来工程科技人才培养提出了整合、交融、跨界的创新模式思考,值得我们借鉴学习。

故而,在不断加强数理基础、强化实践能力、夯实专业素养的前提下,我国面向未来的工程科技拔尖人才的培养也应更侧重思维能力和原创能力的培养,结合实践凸显工程需求。其教育评价的标准应当聚焦在创意构思、求新求异乃至非惯常思维力的培养上,能够切实解决行业发展中的实际问题,取得鲜明成效;能力培养的重点在于突破常规、发现问题、迸发灵感、解决难题;素质养成的要点在于具有广博视野、缜密逻辑、强烈的好奇心、对探索新事物保持极大的兴趣等。同时,还要具备卓越的人文素养以及突出的交流组织能力,以适应人工智能发展趋势下工程科技创新的新变化、新要求,提供高质量、高水平的工程教育核心支撑。

(作者分别为中国工程院院士和西安电子科技大学高级工程师)

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