人工智能趨勢下，工程拔尖人才培養應破傳統模式
http://www.199rrr.com 2021-03-30 15:41 來源：段寶巖 李耀平
我國面向未來的工程科技拔尖人才的培養也應更側重思維能力和原創能力的培養，結合實踐凸顯工程需求。
當前，全球新一輪科技與產業革命風起云涌。顛覆性技術、戰略性新興產業的發展給社會生產生活帶來了極大的變革，對政治、經濟、文化的影響也愈加深刻。以人工智能、量子信息等顛覆性技術為引領的前沿趨勢，將重塑世界工程科技的未來發展模式，對于人類生產力的創新提升意義重大。
面臨百年未有之大變局，我國工業制造正在經歷轉型升級、迭代發展、突破瓶頸的關鍵時期。面向“十四五”規劃及2035年遠景目標，科技創新與產業發展急需一大批工程科技拔尖創新人才，以支撐科技創新的自立自強。人工智能發展趨勢下，如何培養具有世界一流水平的工程科技拔尖人才，振興我國先進制造業、實現工程科技的新跨越，這是一個亟待解決的重要問題。
科技變革致人才培養需求變化
目前，全球在前沿科技領域的變革與競爭日趨激烈，特別是以云計算、物聯網、大數據、邊緣計算、智能傳感為代表的技術研發，及其在能源、制造、農業、交通、教育、醫療、金融、環保等各個領域的廣泛應用，為智能制造、人工智能開辟了廣闊前景和空間，也正在推動工業4.0的前沿發展。機器學習、知識圖譜、類腦計算、模式識別構架了人工智能的通用體系，智能芯片、系統軟件搭建了軟硬件平臺，計算機視覺、語音語義理解、人機交互、深度卷積神經網絡、生成對抗網絡等成為人工智能突破的關鍵技術。
可以說，人工智能的發展已經將知識、經驗的學習、積累與應用，從數據、程序、算法的綜合推向認知、推理、決策乃至思維、情緒、情感的高級演進。機器智能正在部分替代人的腦力勞動，乃至不斷模仿、接近于人腦的高級機能，實現從弱人工智能向強人工智能的邁進。
這種發展趨勢對人才培養的知識傳輸、技能訓練、素質養成提出了新的挑戰。未來所需要的工程科技拔尖人才的創新思維、工程能力、潛質素養，與工程教育的傳統內涵存在鮮明差異，人才培養的需求將發生重大變化。
拔尖人才是科技自強根本
眾所周知，科技創新的根本要素在于拔尖人才，人才是世界發達國家科技強國的重要支撐。
從歷史上看，美國二戰前后曾延攬了全球頂尖人才，以開放的移民政策吸引世界一流學者，為科技創新奠定了堅實的人才基礎。如今，美國、英國、加拿大等國紛紛布局人工智能發展戰略，美歐制造強國在智能制造、人工智能人才培養發展上，不僅厚植STEAM （科學、技術、工程、藝術、數學）教育學科基礎，而且強化CDIO（構思、設計、實現、操作）工程教育創新模式，探索未來拔尖人才培養的新路，以期實現在一流人才培養上持續的競爭力。
當前，我國正在針對人工智能的發展加強戰略布局，也出臺了新一代人工智能發展規劃、人才培養創新行動計劃等，以期搶占人工智能發展的先機。然而，囿于現階段工業發展迭代升級的現實，我國的工程教育在應對新一輪顛覆性技術挑戰、切實支撐制造強國戰略上依然跟進不足，并存在學科基礎較為薄弱、工程實踐創新不強、校企合作融合欠缺的短板。
現實中，這些問題集中表現在以下一些方面——工業制造一線和實體經濟主流領域的拔尖創新人才缺乏，學校教育與企業培訓之間存在銜接空白，人才的知識理論與實踐應用的結合上出現脫節、錯位；在高端制造的設計、生產、服務方面，缺少大量具有創造精神、創新思維和卓越能力的人才支撐……
上述問題從根本上制約著我國高水平制造的全面突破。從長遠發展供給看，智能制造、人工智能拔尖創新人才的數量、質量還有很大缺口，亟待完善加強。而科技創新的自主自立自強，仍需要厚實持久的高質量人才培養作為堅強后盾。
工程人才培養須側重思維和原創能力
人工智能發展趨勢下，工程領域的創新更多地體現為從創意、設計到生產、制造以及材料、裝備、工藝乃至管理、服務等上中下游的全產業鏈覆蓋，體現在技術突破、知識運用、管理滲透的綜合集成，對拔尖人才的思維、能力、素養提出了系統、跨界和廣域融合的復雜要求。
同時，強人工智能的未來發展更在工程科技的類腦機理、類人智能方面提出機器思維、自主意識的建立，預示著智能化的高級發展方向。2018年，美國國家科學院、工程院和醫學科學院出臺了《高等教育中人文、藝術與科學、工程和醫學的整合：同根同源》，闡述了人工智能發展趨勢下，工程教育跨界融合、交叉滲透的必要性和重要性，對未來工程科技人才培養提出了整合、交融、跨界的創新模式思考，值得我們借鑒學習。
故而，在不斷加強數理基礎、強化實踐能力、夯實專業素養的前提下，我國面向未來的工程科技拔尖人才的培養也應更側重思維能力和原創能力的培養，結合實踐凸顯工程需求。其教育評價的標準應當聚焦在創意構思、求新求異乃至非慣常思維力的培養上，能夠切實解決行業發展中的實際問題，取得鮮明成效；能力培養的重點在于突破常規、發現問題、迸發靈感、解決難題；素質養成的要點在于具有廣博視野、縝密邏輯、強烈的好奇心、對探索新事物保持極大的興趣等。同時，還要具備卓越的人文素養以及突出的交流組織能力，以適應人工智能發展趨勢下工程科技創新的新變化、新要求，提供高質量、高水平的工程教育核心支撐。
（作者分別為中國工程院院士和西安電子科技大學高級工程師）
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