第一個智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)論文
任何首次之事都具挑戰(zhàn)性，即使在北大這所“常維新”的學(xué)校。由北京大學(xué)率先創(chuàng)辦“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)，既是歷史使命，也是時代進步的必然，更是智能科技學(xué)界同仁多年的夙愿。筆者作為一線具體負責(zé)執(zhí)行人，親歷了我校這個專業(yè)的整個創(chuàng)建過程。在北京大學(xué)各方的有力支持和中國人工智能學(xué)會的關(guān)懷幫助下，我們克服了各色困難，使新誕生的專業(yè)初具模樣，開始步入正軌。以下是六年來相關(guān)經(jīng)歷的個人回顧。
1 智能系·信科院
智能科技系是2002年9月初正式成立的，它完全根植于北人信息科學(xué)中心，末作增擴。后者的簡稱——“信息中心”——雖然易與“計算中心”或“情報資料中心”混淆，卻是上世紀(jì)八十年代中期北大一些有識之士倡議建立的第一個多學(xué)科交叉研究中心。它以數(shù)學(xué)系、無線電f電子學(xué))系和計算機系為主，聯(lián)合心理學(xué)、中文、遙感等共十個系所而組成，宗旨是開展多學(xué)科交叉研究，充分發(fā)揮北大的綜合優(yōu)勢。即使放在二十余年后的今天來看，這樣的舉措也是頗有前瞻性和魄力的。在此基礎(chǔ)上，北大很快于1986年建立了第一個國家重點實驗室。就是這樣人數(shù)不多的一個機構(gòu)，先后出過三名院士和一名北大常務(wù)副校長。以指紋識別為代表的研究成果進入國際先進行列，在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。
2003年9月10日，北京大學(xué)最大的學(xué)院——信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院——成立。它包括計算機、電子學(xué)、微電子學(xué)和智能科學(xué)四個系，有十二個(研究)所和中心，兩個國家重點實驗室和若干部門實驗室。系是教學(xué)單位，所和中心是研究實體。從此，智能科學(xué)系(暨信息中心、國家實驗室三位一體)翻開了新的一頁。
2 專業(yè)增列·學(xué)會指導(dǎo)
成立智能科學(xué)系除了要順應(yīng)北大“系并院”的潮流，也是完善作為學(xué)校基本建制單位所必備的。何新貴院士為系取了名稱，如今許多學(xué)校也大都采用這樣的稱謂。查紅彬教授擔(dān)任系主任，筆者是主管學(xué)科建設(shè)和教學(xué)的副主任，具體參與負責(zé)各項相關(guān)工作。創(chuàng)辦國內(nèi)第一個智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)也是我們這一班人繼承傳統(tǒng)的首要任務(wù)。事實上，早在一年多前，大家就進行了醞釀，特別是中國人工智能學(xué)會教育工作委員會多次組織的相關(guān)研討，成為重要的準(zhǔn)備基礎(chǔ)。
北大是一級學(xué)科下自主增設(shè)、增列學(xué)科專業(yè)的學(xué)校。系領(lǐng)導(dǎo)上任伊始第一件事就是要在當(dāng)年申辦智能本科專業(yè)，而且志在必得。為此，我們在前期制定了詳細的步驟計劃，進行了深入調(diào)研和各項準(zhǔn)備工作。我們起草完成了所需的各項材料(人才需求論證、專業(yè)建設(shè)規(guī)劃和適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)計劃與課程設(shè)置方案、教師教輔隊伍和基本辦學(xué)條件說明以及國內(nèi)外背景對比材料等)，中國人工智能學(xué)會涂序彥等學(xué)者對此進行了專家論證，協(xié)助完成了論證報告。這些工作就緒后，我們在2003年10月下旬向?qū)W校主管副校長、教務(wù)部負責(zé)領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)做了匯報說明，并于10月30日正式提交申請材料。經(jīng)學(xué)校的學(xué)部討論通過，校教務(wù)部審核和校教學(xué)科研工作委員會論證(由于是國家公布專業(yè)目錄外者)，再經(jīng)校學(xué)術(shù)委員會審議，報校長辦公會批準(zhǔn)，最后于12月15日前順利完成了全部程序，報教育部備案。2004年初，教育部正式批復(fù)并公布了北京大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”新的本科招生專業(yè)。這個專業(yè)名稱是查紅彬教授建議的，日后成為教育部批復(fù)新申辦學(xué)校的統(tǒng)一提法。
由于“智能科學(xué)與技術(shù)”未在國家公布的專業(yè)目錄中，因此是增列而非設(shè)置，北京大學(xué)將其置于計算機科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科之下。由于北大歷來嚴(yán)格控制招生規(guī)模，我們的30名招生計劃是由信息學(xué)院其他三個系從原有計劃分配名額中擠出來的。新專業(yè)的計劃發(fā)展規(guī)模最終為50名。
3 教學(xué)計劃·四校會議
智能科學(xué)系雖然成功地創(chuàng)建了國內(nèi)第一個“智能科學(xué)技術(shù)本科”專業(yè)，但也面臨著許多挑戰(zhàn)。首先是缺乏本科教學(xué)的經(jīng)驗。盡管信息中心前身具有北大最早的碩士點、博士點和博士后流動站，研究生培養(yǎng)己歷十余年，但一直實施科研主導(dǎo)體制，未曾從事過本科教學(xué)。師資隊伍擴充快，新進年輕博士比例大，而真正有過本科教學(xué)經(jīng)歷者寥寥無幾。此外，信息學(xué)院成立后開始調(diào)整教學(xué)計劃，制定了一年級統(tǒng)一課程內(nèi)容，新生是按學(xué)院統(tǒng)一招進來，第一年共同學(xué)習(xí)，后三年才分專業(yè)培養(yǎng)。我們雖然為申辦專業(yè)制定了一套課程計劃，但因不兼容學(xué)院的統(tǒng)一規(guī)劃而未能第一次通過學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會的審核。為此，我們組織學(xué)院經(jīng)驗豐富的老教授，為本系青年教師進行教學(xué)培訓(xùn)，聽取學(xué)院主管負責(zé)領(lǐng)導(dǎo)和幾位多年從事本科教學(xué)管理的老系主任對教學(xué)計劃的修訂意見。
通過幾個月的努力，我們完善了智能科學(xué)系的課程體系，并最終通過學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會的審核。這個教學(xué)計劃具有幾個特點：一個大基礎(chǔ)——以學(xué)院的數(shù)、理和信息類為主，強調(diào)寬厚扎實;三個核心課程群作為專業(yè)理論基礎(chǔ)，包括智能基礎(chǔ)課程群(智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、人工智能、腦與認知科學(xué)、信息論、信號與系統(tǒng))、機器感知課程群(生物信息處理、圖像處理、數(shù)字信號處理、模式識別)和計算智能與知識發(fā)現(xiàn)課程群(智能信息處理、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計算智能等)，以及兩門實驗(機器感知和機器智能)和其他各種選修課。四年學(xué)分150分，其中必修88學(xué)分(包括全校公選26學(xué)分、大類平臺20學(xué)分、學(xué)院要求的13學(xué)分、專業(yè)必修29學(xué)分)，專業(yè)選修56學(xué)分(含專業(yè)課44學(xué)分、通選課12學(xué)分)，畢業(yè)設(shè)計6學(xué)分。
為了更好地交流經(jīng)驗，擴大本專業(yè)的影響力，2005年5月，我們發(fā)起并與第二批獲準(zhǔn)的學(xué)校(南開、北郵、西電)在北大召開了四校研討會，圍繞各個學(xué)校在智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的建設(shè)、招生、教學(xué)計劃制定和未來發(fā)展設(shè)想等方面進行交流研討，并建立了聯(lián)系機制和網(wǎng)站。全國一些兄弟院校也紛紛來北大了解情況，開展座談，我們則盡可能貢獻自己的經(jīng)驗，給予支持。
4 招生·分流
從2004年開始，信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院按學(xué)院大類招生，每年接收330～340名本科生，占全校的1/9左右。學(xué)生高考排名在全校屬中上，但成績分布差異較大。與學(xué)校的其他學(xué)院(多從一個系成長為一個學(xué)院，如數(shù)、理、化、生等)相比，信息學(xué)院是由四個不同的系合并而來的，專業(yè)跨度大，因此采用一年分流的模式(上述學(xué)院為二年分流)，筆者被指定負責(zé)這項工作。我們提出自愿為主、計劃為輔的方針，盡量滿足同學(xué)們的興趣志向。制定的分配計劃是：電子學(xué)系120人、計算機系110人、微電子系70人、智能科學(xué)系30人，允許有10%的調(diào)整。分流工作在大一下學(xué)期(每年4月份)進行，包括全院動員、四個系專題介紹宣傳、開放日參觀咨詢等幾個步驟，可謂熱鬧非凡，同學(xué)們可以充分了解了四個系的專業(yè)特色。
為了克服盲目性引發(fā)的偏差，我們建立了一個網(wǎng)上分流系統(tǒng)，在正式填報專業(yè)前，增加了摸底預(yù)填報的環(huán)節(jié)，及時反饋群體意向的分布信息，指導(dǎo)學(xué)生們的選擇，也便于學(xué)院掌握動向，調(diào)整措施。這種大類招生、進來一段時間后再分專業(yè)的舉措體現(xiàn)了北大的人文關(guān)懷。智能專業(yè)初辦，基礎(chǔ)條件差，缺乏畢業(yè)生記錄的宣傳說明，與學(xué)院其他三個老牌系(電子學(xué)系50年歷史、計算機和微電子系30年歷史)相比較并無優(yōu)勢可言，但是我們通過扎扎實實的工作和細致有效的改進，使這個新方向日益顯現(xiàn)出魅力。隨著智能專業(yè)的成熟，特別是有了第一屆畢業(yè)生后，就愈加受到更多學(xué)生的喜愛。
選擇智能專業(yè)的人數(shù)逐年上升，2004級34人、2005級36人、2006級39人、2007級43人，目前正在進行的2008級分流達到45人。除了在信息學(xué)院內(nèi)部的影響力不斷擴大，北京大學(xué)其他學(xué)院的轉(zhuǎn)系情況也開始有了可喜的變化。北大最好的元培計劃實驗班今年第一次有4名學(xué)生選擇智能專業(yè)，醫(yī)學(xué)部和光華管理學(xué)院也有申請者(本文成稿時這項工作還在進行)，2008級學(xué)生肯定突破50名，我們在第五年就達到了創(chuàng)辦智能科學(xué)專業(yè)的規(guī)劃目標(biāo)。
5 首屆生·班主任
在新辦專業(yè)中，有一項由教授擔(dān)任智能本科專業(yè)班主任的舉措。這是利用教授的學(xué)識、經(jīng)驗和責(zé)任心來更好地管理呵護自己的學(xué)生，避免了年輕教師因職稱晉升等壓力可能出現(xiàn)的疏漏。這一做法取得明顯效果，不僅受到同學(xué)們的普遍歡迎，信息學(xué)院也開始考慮推行。筆者擔(dān)任了智能專業(yè)的第一任班主任。首屆學(xué)生(2004級)有34名，他們進入北大后毅然選擇全新的智能專業(yè)是很有勇氣的，全班有11名來自北京的學(xué)生，5名女同學(xué)，這個比例迥異于整個信息學(xué)院的總體分布。
該班學(xué)生的年齡恰與我自己的孩子相同，我天然地熟悉他們的一般特點，也理解家長們的想法。北大信息學(xué)院的淘汰率平均是7%，每年都有20多人退學(xué)。這班學(xué)生在大一時的成績并不占優(yōu)，其中有幾人處在邊緣位置，因此，我立下的最低目標(biāo)就是確保所有同學(xué)不掉隊。我首先通過全班民主選舉任命了一個5人組成的班委會，這個5人機構(gòu)在隨后的幾年中發(fā)揮了重要作用：其次走訪宿舍，了解每個人的情況，為了消除代溝，我努力融入同學(xué)當(dāng)中，學(xué)習(xí)熟悉他們的語境和思維想法。我同多數(shù)同學(xué)家長有過接觸，從中更深入地掌握學(xué)生的性格特點，也包括尋求家長的必要配合。我與所有同學(xué)做過不止一次的個人交談，經(jīng)常是在晚間，很多時候是他們主動找我，談遇到的各種困惑、自己的想法、志向等，我利用這些機會及時解決了具體問題。在學(xué)習(xí)上，我組織全班同學(xué)開展互幫互學(xué)，尤其對幾門有難度的專業(yè)課程進行“聯(lián)合攻關(guān)”。全班的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”課程成績甚至超過了計算機系。
幾年來，全班團結(jié)互助，像一個大家庭，班委會也一再連任，得到全體擁護。到畢業(yè)時全部合格，實現(xiàn)了我的愿望。不僅如此，全班的學(xué)習(xí)成績在學(xué)校的綜合評估中優(yōu)良率達93‰畢業(yè)設(shè)計都在良以上，有14人獲優(yōu)秀，更有三名同學(xué)的畢業(yè)論文被評為學(xué)院“十佳”論文。學(xué)院的`第一、三名也都出自我班。34名同學(xué)中有22名繼續(xù)保送本校讀研(其中20人仍在本系)，4名同學(xué)去了大的國企和知名外企工作，8名同學(xué)出國深造，在歐、美一些名校攻讀博士，其中有一名學(xué)生同時拿到了包括哈佛、MIT、CMU、UCLA在內(nèi)的著名大學(xué)的全額獎學(xué)金(最后選擇MIT)。第一屆智能專業(yè)學(xué)生的良好成績極大鼓舞了我們，增強了我們辦智能專業(yè)的信心，也為以后的幾屆同學(xué)做出榜樣。
幾年班主任的經(jīng)歷讓我深深地體會到，進入二十一世紀(jì)的大學(xué)，教書、育人同等重要。要適應(yīng)新時代年輕人的特點，保持我們民族的優(yōu)良傳統(tǒng)，把人格培養(yǎng)放在首位。能夠進入北大的學(xué)生都是各地的尖子，當(dāng)他們聚集在這所著名學(xué)府時，首先要調(diào)整原來俯視周圍的習(xí)慣，學(xué)會平視甚至仰視其他同學(xué)，平和自己的心態(tài)，開闊胸懷，樹立人生抱負和刻苦努力的決心，這樣才能正確對待困難和挫折，才有所作為。班主任的工作往往細致入微，其實是把70%的精力用到30%的人上面。一些學(xué)生掉隊是否可以避免，關(guān)鍵看班主任的工作是否到位。
6 培養(yǎng)體系·本研貫通
北大是(文)理科性質(zhì)的學(xué)校，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)也是按理學(xué)設(shè)置，盡管它更強調(diào)學(xué)科交叉。從智能科學(xué)的內(nèi)涵來看，我們設(shè)立的培養(yǎng)方向更多地是繼承自身傳統(tǒng)和學(xué)校的綜合優(yōu)勢，突出“以人為本”的腦認知和與心理生理結(jié)合，開展機器感知(視、聽、觸)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換信息，進而發(fā)現(xiàn)知識的機器智能兩個方面的研究。同時，我們配合學(xué)院的教學(xué)指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)置課程計劃，除了全校的公共必修課程(外語、政治和體育)，還有學(xué)院的公共平臺課。第一年主要是夯實數(shù)學(xué)、物理和信息類的基礎(chǔ)，后三年的專業(yè)課程安排是以必修的專業(yè)基礎(chǔ)和機器感知與機器智能兩個方向的專業(yè)核心課程為架構(gòu)。為了強調(diào)學(xué)生的動手能力，還重點建設(shè)了兩門實驗課程。此外，還利用學(xué)校的各種本科科研基金項目(包括大學(xué)生創(chuàng)新基金、著政基金、泰兆基金、校長基金)和各個實驗室承擔(dān)的項目來吸引學(xué)生，培養(yǎng)他們思考問題的能力，提高他們的研究興趣，為日后進一步深造打基礎(chǔ)。由于絕大多數(shù)學(xué)生都將讀研，這樣的安排無疑起到了積極作用，并成為撰寫畢業(yè)論文的基礎(chǔ)。我們還打通了本科高年級與研究生一年級的課程，利用各種機會舉辦研究講座，如龍星計劃、專題報告、國際人工智能遠程教學(xué)等活動，開闊學(xué)生的視野，引導(dǎo)研究方向，調(diào)動學(xué)生的潛質(zhì)。從專業(yè)特點來看，我們的智能學(xué)科更偏向于“軟”的一側(cè)，因此也充分利用信息學(xué)院，特別是計算機系的各類教學(xué)資源來幫助扶持新辦專業(yè)的成長。
我們原有的博士、碩士點是計算機應(yīng)用技術(shù)和信號與信息處理兩個方向，為了讓我們的培養(yǎng)體系更加系統(tǒng)，我們進行了兩年的精心準(zhǔn)備。2007年底，我們正式向北大研究生院申請增列“智能科學(xué)與技術(shù)”碩士和博士點。經(jīng)過必要的論證，最終獲得批準(zhǔn)，及時銜接第一屆本科畢業(yè)生升研。至此，本、碩、博一以貫通，作為計算機科學(xué)與技術(shù)下的二級學(xué)科，一個完整的智能科學(xué)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)體系建立起來，從培養(yǎng)體制上保證了新興智能專業(yè)的順利發(fā)展。
7 特色專業(yè)·教學(xué)團隊
五年來，北京大學(xué)智能科學(xué)技術(shù)本科專業(yè)從醞釀到創(chuàng)辦，可謂初見成效，走過了頗具挑戰(zhàn)的歷程。除了確定具有特色的培養(yǎng)目標(biāo)和方向外，還需要扎扎實實落實每一個環(huán)節(jié)，并在實踐中檢驗。本科教學(xué)迥異于研究生培養(yǎng)，它的計劃性、按部就班執(zhí)行的嚴(yán)格性以及每堂課程的內(nèi)容安排和效果評估必須一絲不茍。
信息學(xué)院秉承了北大的優(yōu)良傳統(tǒng)，對這個新辦的專業(yè)給予了巨大支持和關(guān)懷，使我們能迅速成長起來。我們從一開始就有一套嚴(yán)格的課程設(shè)置審核程序、教案檢查制度和新教師上崗準(zhǔn)入的試講考核手續(xù)。學(xué)院有一支由經(jīng)驗豐富的退休教師組成的督導(dǎo)組，隨堂聽課評估每一位教師的講課內(nèi)容、方式和教學(xué)效果，及時糾正問題。作業(yè)批改和試卷出題也都有嚴(yán)格規(guī)定。在課程體系的建設(shè)方面，信息學(xué)院打通了一年級的公共部分，深化和夯實了數(shù)理基礎(chǔ)。
在專業(yè)課程上，智能科學(xué)系提煉了三個課程群，并組織教師進行重點建設(shè)。此外還加強對學(xué)生動手能力和獨立思考解決問題能力的培養(yǎng)。
除了在專業(yè)上實施分流培養(yǎng)外，我們還針對北大學(xué)生的特點，在基礎(chǔ)課采用實驗班的A、B分級組合方式，滿足不同專業(yè)對各自基礎(chǔ)培養(yǎng)的要求。在專業(yè)課程群中，也允許不同興趣的組合選擇，充分發(fā)揮和提升學(xué)生的能力。為了更好地關(guān)懷學(xué)生順利成長，我們除規(guī)定教授擔(dān)任班主任外，還設(shè)立了本科生學(xué)術(shù)導(dǎo)師制，加強對學(xué)生的各種指導(dǎo)。智能科學(xué)系也注重師資隊伍建設(shè)，引進了一大批(半數(shù)以上)優(yōu)秀的年輕教師，其中信息學(xué)院中從國外回來的教師比例是最高的，為這一新興學(xué)科注入了最具活力和新思想的力量。在招聘教師時，教學(xué)需求和能力成為評價的重要指標(biāo)。
2007年，我們接受了教育部的學(xué)科評估，新辦專業(yè)得到好評。學(xué)校開始關(guān)注我們的進步，在隨后的一年中，我們一再從學(xué)校的競爭中脫穎而出，陸續(xù)獲得了國家一類特色專業(yè)、北京市一類特色專業(yè)和北京市優(yōu)秀教學(xué)團隊等稱號，2008年又獲得國家級教學(xué)團隊稱號。我們的培養(yǎng)體系和人工智能雙語教學(xué)也分獲北京大學(xué)的教學(xué)一、二等獎。
8 結(jié)語·致謝
盡管北大年輕的“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)建設(shè)初見成效，但征程是漫長的，我們還會面臨更多的挑戰(zhàn)和問題。然而，智能科學(xué)這個本科專業(yè)方向是很有希望的，它不僅吸引了大學(xué)的新生，也在高考人群中產(chǎn)生著愈加重要的影響，它的健康發(fā)展需要大家共同的努力和精心培植。每所大學(xué)都有不同的特點，我們應(yīng)該從學(xué)校、師資、方向、生源以及學(xué)科培養(yǎng)性質(zhì)和目標(biāo)等條件出發(fā)來建設(shè)新興專業(yè)。以上是筆者對北京大學(xué)第一個“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)創(chuàng)建歷程的回顧，希望與同行共享。
在專業(yè)建設(shè)過程中，許多人給予了熱情幫助和支持。這里要特別感謝北大信息學(xué)院陳徐宗教授，感謝中國人工智能學(xué)會涂序彥和王萬森教授。
最后引龔定庵一句名言：“但開風(fēng)氣不為師”。
9 總結(jié)與展望
本文介紹了廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系在學(xué)科發(fā)展、科學(xué)研究和人才培養(yǎng)方面的基本建設(shè)情況。我們希望這些初步的工作總結(jié)能對目前正積極籌辦本專業(yè)的兄弟院校起到一定的借鑒作用。
“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)在我國的發(fā)展尚屬初級階段。盡管近幾年得到了國內(nèi)部分高校的重視，但其發(fā)展并不是很快，且進一步發(fā)展也存在一些障礙。比如，從專業(yè)配置來看，目前智能科學(xué)與技術(shù)并非一級學(xué)科，多數(shù)學(xué)校的“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)博士培養(yǎng)都是依附于其他相關(guān)專業(yè)。從長遠來看，這并不利于整個學(xué)科的發(fā)展。希望通過各相關(guān)高校的廣泛交流和積極配合，“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展能更上一層樓。
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