新时代,计算机学科教育的发展趋势是什么?如何进行跨学科的计算机教育?去年年底,第三届全球计算机学科发展论坛于清华大学召开。来自清华大学、美国伊利诺伊大学、英国剑桥大学、韩国科学技术院以及香港科技大学等高校的计算机领域专家、管理者们围绕“新时代下计算机学科的挑战与机遇”这一话题进行了分享与讨论。论坛最后,与会嘉宾一同围绕“新时代计算机学科的发展趋势”展开讨论。我们将分两期分享相关信息,本文为下期。
韩国科学技术院
理解软件 更理解世界
多元是一个事实,平等是一种选择,包容是一项行动,而归属感是最终结果。
韩国科学技术院
韩国科学技术院(简称KAIST)计算机科学与技术学院院长柳锡英教授以“用计算机科学帮助人们、改变世界”为核心命题,讲述KAIST的行动、做法、精神与未来愿景。
以人为本的计算技术
柳锡英以韩国自动聊天机器人LUDA不当发言与互联网巨头Kakao打车软件顾客歧视事件为例,表示,虽然AI技术是创造之源、创意之本,但不符合伦理要求的AI算法也会藏污纳垢,生成包含偏见、歧视与错误的结果。
因此韩国已颁布AI法案,通过不同措施对AI技术进行约束,消除歧视、保护隐私,保障大众的基本权利。而这正意味着,计算机科学为我们带来了无限机遇,也给我们带来了重重挑战,学术机构应积极承担自身责任,通过行动使学生、大众和社会整体受益,通过计算机技术改变世界。
柳锡英表示,KAIST的精神由3C组成,即Caring(关怀)、Challenge(挑战)与Creativity(创造)。3C代表了KAIST对人才培养的要求,希望他们能创造性地、协作式地、怀着包容心地解决问题、迎接挑战。过去,KAIST以硬件研究为中心,但在未来,KAIST将更聚焦于软件与计算,教育学生以人为本,帮助他们通过计算技术触达世界、改变世界。为此,KAIST提出了三项战略:第一,科技与人文合作;第二,学术与业界合作;第三,培养理解技术,更理解人与世界的软件专家。
合作让技术更包容
首先,科技与人文合作。除计算机系外,KAIST在其他院系下也设置了AI相关专业,帮助学生习得AI、机器学习等技能。此外,围绕AI,KAIST举办了各项活动,如创办以AI+ART为主题的国际论坛,讨论AI与艺术共同创造价值的方式;创建AI研究院,促进不同院系利用AI技术进行研究;以及组织主题为“AI与未来社会”的国际研讨会,探讨社会公平、伦理政策、气候变化及AI如何预测未来。同时,KAIST还在今年多次召开研讨会,讨论AI与民主、AI与公平、AI与监管变化及以人为本的AI设计,并计划于今年底将会议内容总结出版。
其次,学界与业界合作。由于IT技术的快速发展,由技术引发的不平等问题也逐步凸显。不擅长技术的人机会更少、收入更低,相关产业薄弱的地区发展速度也会更慢。因此,为借助技术赋能、预防技术“贫困”,KAIST与企业界校友合作,通过开办课程让本科生在企业里学习AI技术,课程也向失业青年开放。
此外,为了确保环境的可持续性,人类需要更好的气候技术,而这也需要计算机领域的科学家与企业界一同合作探索。因此,在KAIST校友某初创公司CEO的提议下,KAIST开创“气候技术初创”课程,介绍各学科领域为应对气候变化所发明的技术,课程受到了普遍欢迎,申请人数高达二百余人。
柳锡英强调,在教学之外,计算机院系更要让学生理解世界,理解人。她介绍,她本人是美国计算机协会(Association for Computing Machinery)编程语言特别兴趣小组(Special Interest Group on Programming Languages,简称SIGPLAN)中的一员,也是SIGPLANCares委员会中的一员。Cares委员会由编程语言界知名人士组成,他们倾听、帮助那些在ACM中受到歧视、骚扰或其他伤害的人,Cares将为这些人发声,就ACM的进一步调查提供建议。
她表示,KAIST也在尽最大努力创造互相尊重、彼此包容的文化。她认为,只有当人们拥抱彼此间的差异,人类社会才能积极、健康地繁荣发展。结尾,柳锡英引用心理学家亚瑟·陈的表述作为发言的注脚——“多元是一个事实,平等是一种选择,包容是一项行动,而归属感是最终结果”。
香港科技大学
以任务为导向的跨学科教育
学习不单单是为了“学会”,而是在“学会”的基础上将技能运用到更新颖的创造中,这是跨学科教育的意义所在。
香港科技大学
香港科技大学教务长郭毅可教授表示,跨学科教育与研究应以使命、任务、问题为导向,各学科交叉融合是为了解决问题,一同应对气候危机、生态失衡以及未来发展的不确定性、不稳定性与碎片化趋势。
枢纽制打破学科壁垒
郭毅可介绍,香港科技大学的计算机学科发展主要关注三个维度:未来的生活、未来的工作和未来的人。未来的生活即社会的可持续性和韧性,思考如何在后疫情时代提升人们应对未知风险的能力。未来的工作则涉及自动化、智能化,在人机协作、人机共生愈发频繁的背景下,思考如何提高人工智能的可解读性,确保人机顺畅沟通。
未来的人则拥有两层寓意,一是人的服务更加个性化、定制化,未来将依据更多方式将人分类,并基于不同人群的个性特点提供服务;二是人的连接更加紧密,线上即时通讯使人之间的距离无限接近于零,如何动态组织这种连接,产生去中心式的新型组织结构与制度,也是需要重点关注的命题。
郭毅可表示,为了贯彻落实跨学科发展的三个维度,香港科技大学在广州校区启用了适于融合学科教育的全新教学模式。传统的院系结构消失后,广州校区建设了连接各学科的四大枢纽,包括为技术赋能的功能枢纽,关注AI、大数据的信息枢纽,关注复杂系统的系统枢纽以及关注金融科技和创新创业的社会枢纽,每个枢纽均包含以新兴领域为研究方向的多个学域,例如,信息枢纽中包含人工智能、计算媒体与艺术、数据科学与分析和物联网四个学域。
学域间没有严格的学科边界,也并不局限于某一特定的枢纽,随着现实问题换代更新,学域也在不断发展和演变。他表示,虽然四个枢纽会独立领导不同的研究,但它们之间也会进行交流互动,如信息枢纽可以独立进行电子技术的研究,也可以与社会枢纽合作,探索新的研究领域。
跨学科教育激励自主学习
郭毅可强调,教研制度与模式的改变也将驱动学习方法的改变,知识不应再被动灌输,而是由学生基于兴趣自主学习,在实践中汲取知识、锻炼能力。他表示,过往以学科为导向的教育模式,遵循一套固定的培养方案,学生按部就班地学习基础理论与常规课程,渐次形成整体的知识架构。
然而,跨学科教育以任务为导向,不应统一安排学生的学习计划与目标,知识的习得不仅靠上课听讲,更要靠学生在做中学,要学生在掌握正确的学习方法后,通过阅读教材资料或动手锻炼,自主学习项目中需要的知识。
他以香港浸会大学与清华大学合作创办的将AI应用于音乐创作与表演的艺术实验室为例,表示艺术实验室的目的正是让学生在人工智能的辅助下,融会贯通各学科知识,创造新时代的音乐与电影,成为下一代的艺术家。
在该目标驱动下,学生需自主学习掌握AI技术,再通过它进行艺术创作。因此,学习不单单是为了“学会”,而是在“学会”的基础上将技能运用到更新颖、更独具匠心的创造中,这是跨学科教育的意义,也是为实现意义而必然采取的学习路径。
在这个时代,计算机科学无处不在,不管是工程领域、自然科学领域还是医药领域,每一门学科都可借助AI的力量刺激自身的发展。因此,郭毅可认为,计算机科学的地位将不可避免发生变化,计算机课程可能向物理或数学课靠拢,成为本科生必修的基础课程,而计算机语言也将像数学语言一样,成为学生必须掌握的共同语言。
讨论:计算机学科的边界在何处?
论坛最后,发言嘉宾围绕“新时代计算机学科的发展趋势”话题展开讨论,讨论由清华大学交叉信息研究院院长姚期智教授主持,清华大学智能产业研究院院长张亚勤教授参与讨论。
围绕新时代计算机学科教育所面临的挑战与机遇,姚期智教授向与会嘉宾提出两个问题。
问题一:
南希表示:
柳锡英表示:
张亚勤教授表示:
问题二:
姚期智教授表示:
柳锡英介绍:
郭毅可介绍说:
南希表示:
本专题根据会议资料整理而成,未经本人审阅
整理:王雅静
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