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從高中課本寫到大學(xué)教材,始終不變“人工智能、教育先行”

——訪2022年浙江大學(xué)永平杰出教學(xué)貢獻獎獲得者吳飛教授

發(fā)布時間:2022-09-13來源:浙江大學(xué)融媒體中心作者:柯溢能2832

人物名片:吳飛,男,浙江大學(xué)人工智能研究所所長、上海高等研究院常務(wù)副院長,教授、博士生導(dǎo)師。主講《人工智能》和《計算理論》等多門課程,在為國家貢獻新一代人工智能戰(zhàn)略規(guī)劃中勇于擔(dān)當(dāng)人才培養(yǎng)創(chuàng)新載體建設(shè)重任,矢志構(gòu)建教材、課程和平臺三位一體教育教學(xué)新模式,主編中學(xué)人工智能課本以彰顯高校教師科普社會責(zé)任。曾入選首屆高校計算機專業(yè)優(yōu)秀教師獎勵計劃、獲得教育部拔尖計劃十周年榮譽獎項優(yōu)秀導(dǎo)師獎、寶鋼優(yōu)秀教師獎,以及浙江大學(xué)優(yōu)秀先進工作者、優(yōu)秀教師、優(yōu)秀德育導(dǎo)師和優(yōu)秀班主任等榮譽。

     深耕人工智能領(lǐng)域,吳飛教授一直秉承厚基礎(chǔ)、促交叉、強應(yīng)用的理念培養(yǎng)人工智能和“AI+X”交叉創(chuàng)新性人才。在他20年的職業(yè)生涯中,參與并見證了國家和浙大在人工智能領(lǐng)域的諸多里程碑意義的變革性探索,而人工智能、教育先行始終是他前行的動力。

日前,吳飛獲得浙江大學(xué)永平杰出教學(xué)貢獻獎,拿過沉甸甸的獎狀時他感慨萬分,今天榮譽是對所有用心教育工作者的獎勵,我只是他們中的一個普通但又幸運的代表。我將不忘育人初心,全力跑好傳承與接力的師者馬拉松。對于100萬獎金,吳飛表示將部分獎金捐贈于潘云鶴人工智能科教基金,鼓勵更多學(xué)子深根人工智能領(lǐng)域作出更多成績。

 

如果不認真講課,肯定寫不出好教材

吳飛認為教材是國家事權(quán),體現(xiàn)了教育者的思想、理念和內(nèi)容。

這樣深刻的認識,源于十多年前吳飛剛從加州大學(xué)伯克利分校統(tǒng)計系做完訪問學(xué)者回來,潘云鶴院士向他提出的一個問題。是否從伯克利帶回了對計算機學(xué)院學(xué)生有用的教材、課程?當(dāng)時吳飛原本準備了一肚子科研合作項目要向潘院士匯報,但卻被這個提問深深觸動。我從潘老師身上,感受到了一門好課程、一本好教材對學(xué)生成長的重要意義。他后來回憶說。

適逢2016年學(xué)院對《人工智能》課程內(nèi)容進行重組,吳飛對教材的撰寫也提上了日程。我希望有一本能夠涵蓋人工智能主體內(nèi)容的教科書,包括對應(yīng)的案例、數(shù)據(jù)和實訓(xùn)平臺。

于是,吳飛一邊上課、一邊開始教材編寫。每周我上完一次課,剩下的時間就在全身心思考下一次課的內(nèi)容。”2018年起,吳飛還開設(shè)了后來入選首批國家級一流線上課程、目前已有15萬人選課的《人工智能:模型與算法》。幾輪授課下來,教材主體內(nèi)容也逐步形成。如果不認真講課,肯定寫不出好教材,這個過程是一種否定之否定不斷螺旋上升。

201910月的一個深夜,在這本由高等教育出版社出版的《人工智能導(dǎo)論:模型與算法》教材前言撰寫中,他認認真真地寫下落款筆于求是園。吳飛說這個落款就像是一顆種子,他學(xué)生時代看到浙大老師們編寫的教材大多會落款筆于求是園,一直就很向往求是園。今天吳飛已經(jīng)從學(xué)生成長為教育工作者,他頓悟求是園是每個求是學(xué)子的心靈家園。

     如今這本教材廣泛應(yīng)用到國內(nèi)本科和研究生教學(xué)中,出版短短3年也已經(jīng)印刷到第三版,并且高教社將其擴展包含了24本理論教材和10實踐教材的“新一代人工智能系列教材”,涵蓋理論、算法、技術(shù)、芯片和倫理以及“智能+”學(xué)科交叉等方面內(nèi)容。

對人工智能教學(xué),吳飛有獨特的理解。我致力于構(gòu)建教材、課程和平臺三位一體的教育教學(xué)新模式。他認為,教材體現(xiàn)了教育思想和教學(xué)內(nèi)容,課程是教材的教學(xué)育人實踐載體,平臺則是將教材和課程的增效手段,這三者推動科教融合和產(chǎn)教融合,促進人才鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈的有效銜接。

202112月,教育部啟動了計算機領(lǐng)域本科教育教學(xué)改革試點工作計劃,吳飛作為《人工智能引論》課程負責(zé)人,與來自15所計算機科學(xué)類基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)基地建設(shè)高校中的40位老師,編寫了該課程所覆蓋的知識點,這一工作得到了圖靈獎得主約翰·霍普克羅夫特的高度評價,并建議盡快出版與知識點配套的中英文教材。

 

以科研反哺教學(xué),以教學(xué)驅(qū)動科研

打造名課、名師、名教材過程中,怎樣讓學(xué)生更好理解人工智能,吳飛常常拿蒸汽機打比方。

在《全球通史》一書中,蒸汽機的歷史意義被贊譽為無論怎樣夸大都不過,但是蒸汽機必須與紡織工業(yè)、冶金行業(yè)、交通行業(yè)等結(jié)合,才推動人類整體邁入工業(yè)革命時代。吳飛說,人工智能也已成為一種通用目的的戰(zhàn)略使能技術(shù),具有增強諸多領(lǐng)域技術(shù)的潛力。

如何讓人工智能廣泛賦能?吳飛為學(xué)生們發(fā)起搭建了新一代人工智能科教平臺——智海,并創(chuàng)新科教融合和產(chǎn)教融合的人才培養(yǎng)模式。這一平臺目前已經(jīng)納入科技部和教育部共同支持的科技創(chuàng)新2030-新一代人工智能重大項目,成為新一代人工智能科教創(chuàng)新開放平臺。智海寓意有智之能,方可驅(qū)動時代變革,有海之容,便可賦能萬物更新。在這一平臺開源了數(shù)據(jù)、案例和算法,讓同學(xué)們在課程學(xué)習(xí)中瞄準基礎(chǔ)前沿和工業(yè)場景,不斷迭代完善算法模型。

例如在智海平臺上,同學(xué)們通過線性回歸方法預(yù)測二氧化碳排放量對全球氣候變暖的影響、通過電話交流記錄預(yù)測打工者融入城市社區(qū)的概率大小……各種各樣的火花在這里迸發(fā)。

在這個過程,同學(xué)們在學(xué)習(xí)中如果發(fā)現(xiàn)已有算法無法解決現(xiàn)實生活中復(fù)雜問題,于是就思考研究新的方法,研究熱情也就迅速被教學(xué)場景問題所點燃。吳飛說,當(dāng)一個好老師,要以科研反哺教學(xué),與此同時在教學(xué)中也要驅(qū)動科研深入,教與學(xué)自然相長。

20157月至今,吳飛先后參與了國家、科技部、中國工程院和教育部等有關(guān)人工智能規(guī)劃咨詢和學(xué)科專業(yè)建設(shè)等工作。他還積極參與浙大人工智能培養(yǎng)的創(chuàng)新載體建設(shè),推動學(xué)校成為首批35所設(shè)置人工智能本科專業(yè)的高校,并獲批設(shè)置全國高校首個人工智能交叉學(xué)科。

這些工作都讓我從宏觀層面了解國家在人工智能戰(zhàn)略中頂層設(shè)計、謀篇布局,對如何培養(yǎng)人工智能發(fā)展所需人才有更深刻的認識。吳飛說。比如,吳飛參與組織了浙江大學(xué)與航天科技集團合作的“灰犀?!敝悄芗夹g(shù)特訓(xùn)班,2019年以來培訓(xùn)了四期共計170位航天人工智能技術(shù)人才,賦能航天事業(yè)發(fā)展。

方鉦清20196月從浙江大學(xué)混合班計算機專業(yè)本科畢業(yè),旋即成為醫(yī)學(xué)交叉2019級直博生,主導(dǎo)師是姚玉峰教授,吳飛是合作導(dǎo)師。博士期間方鉦清投身于數(shù)據(jù)驅(qū)動與知識引導(dǎo)結(jié)合的角膜病智能診斷模型與系統(tǒng)開發(fā)。一開始組會討論,根本聽不懂,就像隔著厚厚的圍墻,但隨著姚老師和吳老師交叉指導(dǎo)的深入,我的課題一步步實現(xiàn)了跨越。

 

努力為同學(xué)們成長發(fā)展創(chuàng)造條件

   擔(dān)任班主任是這些年吳飛一直牽掛的工作,目前作為2021級圖靈班的班主任,他多次邀請曾經(jīng)帶班過的優(yōu)秀畢業(yè)生返校,為同學(xué)們作成長報告。吳飛說,榜樣不在天邊,我們要努力為同學(xué)們成長發(fā)展創(chuàng)造條件。

一張蓋有浙大、上交、復(fù)旦、南大、中科大和同濟大學(xué)六所高校教務(wù)部門公章的證書顯得非常罕見,但確這實是來自上述六所學(xué)校非計算機專業(yè)66位同學(xué)獲得的證書。

  20214月,吳飛與六所學(xué)校計算機專業(yè)老師聯(lián)合華為、百度和商湯公司等共同開啟的“AI+X微專業(yè)輔修項目,該項目通過共建共選、學(xué)分互認、證書共簽和SPOC(小規(guī)模限制性在線)課程的形式,實現(xiàn)跨學(xué)校、跨學(xué)院、跨學(xué)科、跨專業(yè)教學(xué)與管理,向非計算機專業(yè)學(xué)生講授人工智能基本知識體系。每位學(xué)生在兩年內(nèi)完成7門課程學(xué)習(xí),即可獲得“AI+X微專業(yè)輔修證書。

今年6月畢業(yè)的浙江大學(xué)化學(xué)系本科生袁濼添就是通過AI+X微專業(yè)輔修,對人工智能推動化學(xué)研究范式變革產(chǎn)生了濃厚興趣。到吳老師課題組攻讀博士需要有人工智能基本能力,微專業(yè)這個平臺讓我迅速掌握了相應(yīng)的AI交叉研究能力,并且如愿以償成為了吳老師的博士研究生。

成為吳飛的學(xué)生,不僅有大學(xué)生,還有一批中學(xué)生。應(yīng)浙江省教育廳信息技術(shù)教研室邀請,2019年吳飛為高中生撰寫了由浙江教育出版社出版的普通高中教科書信息技術(shù)教科書《人工智能初步》,目前這套教材在浙江全省以及北京、廣東、云南等十余個省市使用。

同時,他還面向中小學(xué)生撰寫了《走進人工智能》數(shù)字科普讀物,用150分鐘講解人工智能,在喜馬拉雅等平臺已被播放10余萬次。目前基于這一數(shù)字科普讀物,獲得了中國科協(xié)2022年科普中國創(chuàng)作出版扶持計劃資助,擴充撰寫的15萬字紙質(zhì)科普讀物,將于10月在高等教育出版社出版。

科學(xué)研究可以讓知識一直保持在前沿狀態(tài),科學(xué)普及以知識傳播手段讓更多人分享人類歷史發(fā)展進程中累積知識。吳飛說。 

(文 柯溢能)