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從高中課本寫到大學教材,始終不變“人工智能、教育先行”

——訪2022年浙江大學永平杰出教學貢獻獎獲得者吳飛教授

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

人物名片:吳飛,男,浙江大學人工智能研究所所長、上海高等研究院常務副院長,教授、博士生導師。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)劃中勇于擔當人才培養(yǎng)創(chuàng)新載體建設重任,矢志構建教材、課程和平臺三位一體教育教學新模式,主編中學人工智能課本以彰顯高校教師科普社會責任。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)秀導師獎、寶鋼優(yōu)秀教師獎,以及浙江大學優(yōu)秀先進工作者、優(yōu)秀教師、優(yōu)秀德育導師和優(yōu)秀班主任等榮譽。

     深耕人工智能領域,吳飛教授一直秉承厚基礎、促交叉、強應用的理念培養(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,吳飛獲得浙江大學永平杰出教學貢獻獎,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,鼓勵更多學子深根人工智能領域作出更多成績。

 

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,體現了教育者的思想、理念和內容。

這樣深刻的認識,源于十多年前吳飛剛從加州大學伯克利分校統(tǒng)計系做完訪問學者回來,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院學生有用的教材、課程?當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、一本好教材對學生成長的重要意義。他后來回憶說。

適逢2016年學院對《人工智能》課程內容進行重組,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容的教科書,包括對應的案例、數據和實訓平臺。

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容。”2018年起,吳飛還開設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。今天吳飛已經從學生成長為教育工作者,他頓悟求是園是每個求是學子的心靈家園。

     如今這本教材廣泛應用到國內本科和研究生教學中,出版短短3年也已經印刷到第三版,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、芯片和倫理以及“智能+”學科交叉等方面內容。

對人工智能教學,吳飛有獨特的理解。我致力于構建教材、課程和平臺三位一體的教育教學新模式。他認為,教材體現了教育思想和教學內容,課程是教材的教學育人實踐載體,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教融合,促進人才鏈、產業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈的有效銜接。

202112月,教育部啟動了計算機領域本科教育教學改革試點工作計劃,吳飛作為《人工智能引論》課程負責人,與來自15所計算機科學類基礎學科拔尖學生培養(yǎng)基地建設高校中的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,以教學驅動科研

打造名課、名師、名教材過程中,怎樣讓學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,具有增強諸多領域技術的潛力。

如何讓人工智能廣泛賦能?吳飛為學生們發(fā)起搭建了新一代人工智能科教平臺——智海,并創(chuàng)新科教融合和產教融合的人才培養(yǎng)模式。這一平臺目前已經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據、案例和算法,讓同學們在課程學習中瞄準基礎前沿和工業(yè)場景,不斷迭代完善算法模型。

例如在智海平臺上,同學們通過線性回歸方法預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,同學們在學習中如果發(fā)現已有算法無法解決現實生活中復雜問題,于是就思考研究新的方法,研究熱情也就迅速被教學場景問題所點燃。吳飛說,當一個好老師,要以科研反哺教學,與此同時在教學中也要驅動科研深入,教與學自然相長。

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人工智能規(guī)劃咨詢和學科專業(yè)建設等工作。他還積極參與浙大人工智能培養(yǎng)的創(chuàng)新載體建設,推動學校成為首批35所設置人工智能本科專業(yè)的高校,并獲批設置全國高校首個人工智能交叉學科。

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與航天科技集團合作的“灰犀牛”智能技術特訓班,2019年以來培訓了四期共計170位航天人工智能技術人才,賦能航天事業(yè)發(fā)展。

方鉦清20196月從浙江大學混合班計算機專業(yè)本科畢業(yè),旋即成為醫(yī)學交叉2019級直博生,主導師是姚玉峰教授,吳飛是合作導師。博士期間方鉦清投身于數據驅動與知識引導結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的深入,我的課題一步步實現了跨越。

 

努力為同學們成長發(fā)展創(chuàng)造條件

   擔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,他多次邀請曾經帶班過的優(yōu)秀畢業(yè)生返校,為同學們作成長報告。吳飛說,榜樣不在天邊,我們要努力為同學們成長發(fā)展創(chuàng)造條件。

一張蓋有浙大、上交、復旦、南大、中科大和同濟大學六所高校教務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校非計算機專業(yè)66位同學獲得的證書。

  20214月,吳飛與六所學校計算機專業(yè)老師聯合華為、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,實現跨學校、跨學院、跨學科、跨專業(yè)教學與管理,向非計算機專業(yè)學生講授人工智能基本知識體系。每位學生在兩年內完成7門課程學習,即可獲得“AI+X微專業(yè)輔修證書。

今年6月畢業(yè)的浙江大學化學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研究范式變革產生了濃厚興趣。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。

成為吳飛的學生,不僅有大學生,還有一批中學生。應浙江省教育廳信息技術教研室邀請,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,他還面向中小學生撰寫了《走進人工智能》數字科普讀物,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。目前基于這一數字科普讀物,獲得了中國科協2022年科普中國創(chuàng)作出版扶持計劃資助,擴充撰寫的15萬字紙質科普讀物,將于10月在高等教育出版社出版。

科學研究可以讓知識一直保持在前沿狀態(tài),科學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)