◎摘 要 新一代人工智能為研究型大學的發(fā)展帶來了機遇與挑戰(zhàn),正在重塑研究型大學創(chuàng)新生態(tài)網(wǎng)絡、塑造研究型大學智能科研范式、促進研究型大學社會服務升級、助力研究型大學數(shù)智育人。新一代人工智能賦能研究型大學發(fā)展是一個復雜的系統(tǒng)工程,作用于研究型大學的人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新、社會服務等多個方面。我國研究型大學需要強化人工智能學科專業(yè)建設,筑牢人工智能科研范式根基,扎實推進“智能+”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革、智能化科研范式創(chuàng)新以及產業(yè)結構智能化升級改造。
◎關鍵詞 新一代人工智能;研究型大學;科研范式;學科建設
2023年5月,習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時強調,“教育數(shù)字化是我國開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢的重要突破口”[1]。2024年9月,習近平總書記在全國教育大會上進一步提出,“深入實施國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略”[2]。在此背景之下,研究型大學應充分發(fā)揮好其在學科專業(yè)、人才隊伍、技術支撐等方面的優(yōu)勢,盡快調整發(fā)展規(guī)劃以順應新一代人工智能加速創(chuàng)新的發(fā)展趨勢,從而發(fā)揮好應有的引領示范作用。因此,深刻把握新一代人工智能賦能研究型大學發(fā)展的時代特征與作用路徑,積極探索我國研究型大學與新一代人工智能發(fā)展趨勢相適配的實踐方略,已成為重要的理論與實踐命題,對于加快推進教育強國建設具有重大的現(xiàn)實意義。
新一代人工智能賦能研究型大學發(fā)展的時代特征
新一代人工智能在重構全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟結構的同時,也為研究型大學的高質量發(fā)展帶來了新的時代機遇與挑戰(zhàn)。
1.智能技術爆發(fā)式發(fā)展,重塑研究型大學創(chuàng)新生態(tài)網(wǎng)絡
伴隨著大模型、深度學習等關鍵支撐技術的持續(xù)突破,新一代人工智能呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展態(tài)勢,促使多元創(chuàng)新主體加速聚集聯(lián)動,研究型大學的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)網(wǎng)絡不斷變革重塑[3]。一是快速增長的數(shù)據(jù)規(guī)模和大模型基礎平臺引領研究型大學走向跨界融合創(chuàng)新。自OpenAI推出GPT-3以來,超大規(guī)模訓練模型參數(shù)、數(shù)據(jù)規(guī)模以300倍/年的趨勢持續(xù)增長,不斷推動研究型大學建設數(shù)字協(xié)作創(chuàng)新平臺。二是迅猛發(fā)展的深度學習和機器學習技術推動研究型大學走向開放科學實踐。深度學習技術通過使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡實時聯(lián)通處理大量跨學科的數(shù)據(jù),并通過在線平臺暢通資源共享與交互協(xié)作渠道。如斯坦福大學的“AI for Healthcare”項目借助機器學習模型整合計算機科學、統(tǒng)計學和生物信息學等多學科對大規(guī)模醫(yī)學數(shù)據(jù)進行分析,并通過Stanford AI Lab平臺向全球研究者共享數(shù)據(jù)集,促進多學科領域的研究和創(chuàng)新。
2.算力算法指數(shù)級加速,塑造研究型大學智能科研范式
當前,人工智能算力算法持續(xù)突破,面向推斷的新算力架構快速演進,類腦計算、存內計算、量子計算等高效、智能且低功耗的計算技術發(fā)展指數(shù)級加速,引領研究型大學科研范式進入智能技術科研時代[4]。一是人工智能助力研究型大學科研效率提高。人工智能技術以自動化的方式分析和共享大量數(shù)據(jù),促進科學知識扁平化,完善人工智能科技成果轉化制度。二是人工智能助力研究型大學科研精度提升,如DeepMind開發(fā)的新算法重塑生物、材料等技術科研范式,為研究分子結構提供便捷工具。三是人工智能助力研究型大學科研仿真環(huán)境創(chuàng)設。人工智能技術幫助科學家在沒有實際實驗條件的情況下測試理論和假設,如美國威爾·康奈爾醫(yī)學院科學家開發(fā)出人類神經(jīng)元模型,詳細模擬了tau蛋白聚集體在大腦內的傳播。
3.顛覆性技術走向應用,促進研究型大學社會服務升級
在顛覆性技術走向應用,產業(yè)技術路線發(fā)生革命性變化的背景下,大學社會服務職能的履行方式也發(fā)生了深刻變化。一是研究型大學要促進生產方式智能化。網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、智能化生產正在成為“新制造”的共同特點,研究型大學應聯(lián)通高端科技產業(yè),為智慧交通、智慧醫(yī)療、數(shù)字化學習、智能家居等提供技術支撐。二是研究型大學要促進產業(yè)形態(tài)數(shù)字化。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)逐步走向物聯(lián)網(wǎng),未來大部分產業(yè)將成為數(shù)字化產業(yè)或與數(shù)字化技術深度融合,研究型大學應為未來的數(shù)字化產業(yè)提供高質量的數(shù)據(jù)支持。三是研究型大學要促進產業(yè)組織平臺化。伴隨著DNA生物芯片、納米機器人、量子計算機等越來越多跨越傳統(tǒng)產業(yè)邊界的新產品問世,研究型大學應助力新產業(yè)的組織形態(tài)從專注于內部管理的傳統(tǒng)形態(tài),轉變?yōu)閺娬{外部連接性及其網(wǎng)絡效應的開放平臺,為共享經(jīng)濟拓展市場空間。
4.智能技術全域性拓展,助力研究型大學數(shù)智育人
新一代人工智能技術在高等教育領域的應用,促進大學教學與管理活動的智能化轉型。一是研究型大學將率先步入人機協(xié)同式教學。人、物理世界的傳統(tǒng)二元教學場域將轉變?yōu)槿?、物理世界、智能機器、虛擬世界的四元協(xié)同空間,傳統(tǒng)的大學課堂也將轉向“人師+學生+機師”的三位一體式課堂。二是研究型大學將重點推廣智能輔助式學習。智能輔導系統(tǒng)能夠精準識別每個大學生的學習習慣、興趣點和知識短板,從而為他們定制個性化的學習計劃,也可以構建打破地域和時間限制的無邊界學習社區(qū),使得任何人在任何地方、任何時候都能夠獲取所需的知識[5]。三是研究型大學將形成并完善數(shù)字化辦學管理模式。人工智能在重塑教與學的同時,也在改變招生、考試、評價等人才培養(yǎng)的其他環(huán)節(jié),尤其是教育考試的數(shù)字化轉型已是大勢所趨。
新一代人工智能賦能研究型大學發(fā)展的作用路徑
新一代人工智能賦能研究型大學發(fā)展是一個復雜的系統(tǒng)工程,作用于研究型大學的人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新、社會服務等多個方面[6]。
1.新一代人工智能重構社會就業(yè)形態(tài),推動研究型大學優(yōu)化專業(yè)結構,探索智能時代人才培養(yǎng)新模式
作為新一輪信息技術革命的引領性力量,人工智能技術引發(fā)了全球就業(yè)形態(tài)的顛覆性變革,促使高校調整學科專業(yè)結構、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。與此同時,人工智能技術的勃興推動了新業(yè)態(tài)與新模式的涌現(xiàn)。相關統(tǒng)計顯示,過去四年全球AI訓練師、VR導演等“AI+”就業(yè)崗位以每年74%的速度增長。也有報告顯示,目前我國“AI+X”數(shù)字人才的缺口約為2500萬至3000萬。為應對新一代人工智能對高等教育提出的新要求,歐美一流大學通過加強人工智能學科建設、健全人工智能課程體系、促進人工智能賦能教學等方式,提高人工智能時代人才培養(yǎng)與社會需求的適配度。截至目前,美國共有340余所大學開設了AI相關專業(yè),課程設置涵蓋人機交互、機器人技術、自然語言處理等多個重要領域。此外,歐美一流大學紛紛推動生成式人工智能(GAI)賦能教育教學改革,發(fā)布GAI相關教育教學規(guī)范或指南。面向未來,我國研究型大學以高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為己任,需要系統(tǒng)集成智能技術與多方優(yōu)質資源,促進智能技術與人才培養(yǎng)相生相長,打造“AI+”一流學科專業(yè)集群,推進AI賦能課程建設與教學創(chuàng)新,不斷探索智能時代中國特色世界一流大學人才培養(yǎng)新模式。
2.新一代人工智能超越傳統(tǒng)計算模型,要求研究型大學加速科研范式轉型,開創(chuàng)智能時代科技創(chuàng)新新格局
新一代人工智能驅動的智能化科研正在形成科技創(chuàng)新的新范式和新動能。一方面,世界各國相繼發(fā)布政策,營造科研智能發(fā)展環(huán)境,如2023年12月歐盟委員會發(fā)布政策簡報《人工智能在科學中的應用——利用人工智能的力量加速發(fā)現(xiàn)和促進創(chuàng)新》,倡導為歐洲量身制定一項政策,促進人工智能在科學領域的應用。另一方面,AI持續(xù)推動高校提升解決科學領域問題的能力。面向大科學、大數(shù)據(jù)、人工智能時代的創(chuàng)新要求,歐美一流大學圍繞科研算力、科研算法及科研數(shù)據(jù)進行全方位的戰(zhàn)略布局,切實促進智能化科研的高效運行與創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。在科研算力方面,華盛頓大學、洛桑聯(lián)邦理工學院等大學開發(fā)整合智能算力與超算算力的大語言模型,如面向化學領域設計的大語言模型——ChemCrow;在科研算法方面,布朗大學、麻省理工學院等大學紛紛推出算法庫,支持科研智能底層算法的實現(xiàn),如DeepXDE支持的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(PINN)和深度算子網(wǎng)絡(DeepONet)等方法;在科研數(shù)據(jù)方面,杜克大學、劍橋大學等大學通過加強公開數(shù)據(jù)集建設為科技突破奠定扎實基礎,如材料科學領域的高通量材料計算數(shù)據(jù)庫(AFLOW)等。面向未來,我國研究型大學作為國家戰(zhàn)略科技力量的重要組成部分,要肩負起建設人工智能科研高地和引領創(chuàng)新生態(tài)發(fā)展的使命擔當,加強“AI+X”科技創(chuàng)新公共服務平臺建設,培育跨學科、跨行業(yè)、跨領域的人工智能科技創(chuàng)新聯(lián)合體,探索融合經(jīng)驗范式、理論范式、模擬范式、數(shù)據(jù)密集型范式與智能范式的新范式,開創(chuàng)智能時代中國特色世界一流大學科技創(chuàng)新新格局。
3.新一代人工智能重塑全球產業(yè)結構,促進研究型大學助力產業(yè)升級改造,引領智能時代社會服務新方向
人工智能的快速發(fā)展與廣泛應用還進一步帶動了產業(yè)研發(fā)創(chuàng)新,對全球經(jīng)濟格局和產業(yè)結構產生了重大影響。一方面,人工智能自身催生出一大批以云計算、智能制造為代表的新興產業(yè),形成新的經(jīng)濟增長點。另一方面,新一代人工智能技術也正以前所未有的速度滲透到各行各業(yè),不斷推動著其他領域的重大變革與產業(yè)升級。在人工智能與科學研究、產業(yè)發(fā)展深度融合的背景下,歐美一流大學積極與產業(yè)界溝通合作,并通過產品研發(fā)與技術創(chuàng)新為產業(yè)升級提供支撐。歐美一流大學以解決重大社會公共議題為切入點開展創(chuàng)新設計,依托數(shù)智協(xié)作平臺構建“五重螺旋”下的協(xié)作創(chuàng)新,健全集基礎研究、應用研究、成果轉化為一體的協(xié)同創(chuàng)新機制。面向未來,我國研究型大學要以高層次知識創(chuàng)新服務國家重大戰(zhàn)略與經(jīng)濟社會發(fā)展,必須繼續(xù)面向信息、電子、綜合交叉等關鍵技術領域,加強科技成果轉化與產業(yè)創(chuàng)新、文化創(chuàng)新的協(xié)同,提高服務產業(yè)結構升級與攻克“卡脖子”技術問題的主動性,引領智能時代中國特色世界一流大學社會服務新方向[7]。
新一代人工智能賦能我國研究型大學發(fā)展的實踐方略
面向新一代人工智能賦予的時代機遇,我國研究型大學需要強化人工智能學科專業(yè)建設,筑牢人工智能科研范式根基,扎實推進“智能+”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革、智能化科研范式創(chuàng)新以及產業(yè)結構智能化升級改造。
1.“多方協(xié)同”強化人工智能學科專業(yè)建設,實施多元化的人工智能素養(yǎng)培育計劃
一是要動員多方力量協(xié)同探索與推進人工智能學科專業(yè)建設。拓展人工智能學科方向,凝練人工智能領域的“中國特色”。未來,我國研究型大學應在加強傳統(tǒng)優(yōu)勢學科與人工智能學科交叉互動方面發(fā)揮帶頭示范作用,凝練人工智能制藥、腦機交互與數(shù)字藥物研發(fā)、生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)與智能分析等特色學科方向。推進“AI+X”微專業(yè)與微認證建設,創(chuàng)新人工智能領域多學科合作育人模式。在推進學科交叉的同時,我國研究型大學還應在打造“AI+X”微專業(yè)與“AI+X”復合專業(yè)培養(yǎng)模式方面帶頭發(fā)力,同時積極開展人工智能微專業(yè)線下實訓實踐活動,通過微專業(yè)平臺圍繞科技創(chuàng)新與實踐落地開展主題實訓,打通人工智能的學術與產業(yè)邊界。
二是要面向全體師生實施多元化的人工智能素養(yǎng)提升計劃。首先,提升基礎能級,增強算力儲備和垂直模型訓練。我國研究型大學應發(fā)揮好GAI教學輔助工具的優(yōu)勢,進一步推動通用大模型和教育教學領域垂直模型的研發(fā)與預訓練,加強科研算力與教學算力的資源共享。其次,深入調研需求,拓寬學習端的AI課程選擇范圍。一方面,依托高水平師資隊伍擴大AI相關通識課程的開設量,同時增加相關熱門課程開設頻次,以滿足全體學生AI素養(yǎng)提升的需求。另一方面,進一步擴大AI交叉課程的開設量,鼓勵有AI學術背景的教師開設相關課程,尤其是AI與人文社科交叉的課程。最后,加強頂層設計,完善工作指導與理論支撐。由學??蒲泻徒虒W主管部門牽頭,對師生在教學科研過程中使用GAI應該遵循的學術規(guī)范、工作原則、技術倫理等作出倡導,并積極研制“AI+高等教育”發(fā)展報告,確保人工智能科學、合理、可持續(xù)賦能高校教育教學改革。
2.“三線并行”筑牢人工智能科研范式根基,健全數(shù)智化的知識生產協(xié)同創(chuàng)新機制
一是要圍繞算力、算法、數(shù)據(jù)三條人工智能技術創(chuàng)新的主線筑牢智能化科研的根基。首先,構建高校、科研機構和行業(yè)企業(yè)的算力研發(fā)合作機制,提高高校自主研發(fā)算力平臺的創(chuàng)新能力。當前,研究型大學應率先擺脫對龍頭企業(yè)通用大模型的依賴,在行業(yè)通用大模型的基礎上積極開發(fā)針對專門知識建模的領域專用模型,繼而通過創(chuàng)新網(wǎng)絡與知識集群實現(xiàn)可復現(xiàn)的知識創(chuàng)新[8]。其次,加大算法原始創(chuàng)新的投入力度,提升高校科研智能算法庫的自主性與競爭力。我國研究型大學需在構建高效、統(tǒng)一的科研智能AI框架上深耕發(fā)力,在研判未來復雜計算任務的基礎上優(yōu)化高性能計算方式。再次,加強數(shù)據(jù)集建設與共享,推動科研智能要素再生產。可在研究型大學試點設立高校數(shù)據(jù)領導者崗位,負責引領公開數(shù)據(jù)集建設工作,并進一步促進跨機構、跨領域的數(shù)據(jù)整合與優(yōu)化。
二是要在完善數(shù)字協(xié)作平臺建設的基礎上健全數(shù)智化的知識生產協(xié)同創(chuàng)新機制。一方面,開拓“科學研究嵌入人工智能”創(chuàng)新范式。我國研究型大學應借助人工智能創(chuàng)新平臺積極響應集約共治,打造“數(shù)據(jù)庫+基礎設施+合作者網(wǎng)絡”的創(chuàng)新試點方案,實現(xiàn)關鍵信息在各個合作節(jié)點的流通與共享。另一方面,探索“人工智能賦能科學研究”升級模式。我國研究型大學要發(fā)揮引領性作用,帶動高校知識生產平臺的智能化改造升級,建立自生長、可擴展的學科創(chuàng)新體系,推動非信息電子領域的科學研究范式的智能化升級與模塊化組合,進而在海量龐雜的信息數(shù)據(jù)中挖掘知識創(chuàng)新方案,實現(xiàn)知識生產創(chuàng)新體系內部數(shù)字設備層的提質升級、虛擬網(wǎng)絡層的異步協(xié)作、內容信息層的共享流動與知識服務層的利益共享[9]。
3.“全鏈融合”推進智能時代成果轉移轉化,構建專門化的高校社會服務評價體系
一是要深化學科鏈、創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈融合,推動重大科學創(chuàng)新、智能技術突破轉變?yōu)樾沦|生產力。首先,把握數(shù)智時代知識生產創(chuàng)新的無邊界特性與項目制方式,完善人工智能科技成果轉化制度。我國研究型大學應為人工智能科技成果轉化制定明確的戰(zhàn)略規(guī)劃與發(fā)展路線,在促進社會經(jīng)濟結構與產業(yè)布局調整中找準學校的發(fā)展定位,并進一步帶動其他高校與產業(yè)界合作升級技術設備,加快人工智能科技成果轉化的專業(yè)化、規(guī)范化與實體化發(fā)展。其次,建立人工智能科技創(chuàng)新聯(lián)盟,創(chuàng)建全鏈條融合匯聚的科技成果轉化網(wǎng)絡。研究型大學應發(fā)揮資源集成、人才一流等綜合優(yōu)勢,牽頭構建政策鏈、產業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、人才鏈與資金鏈深度融合的創(chuàng)新協(xié)作系統(tǒng),協(xié)同各方力量集中攻克人工智能時代制約國家科技創(chuàng)新的核心問題,從而進一步優(yōu)化科學研究與技術研發(fā)范式,促進科技創(chuàng)新系統(tǒng)的良性循環(huán)與運作。
二是要聯(lián)動高校內、外部的評價主體,構建科學的高校社會服務評價體系。首先,統(tǒng)合智能技術研發(fā)創(chuàng)新性與核心成果轉化有效性兩大標準,構建內外主體聯(lián)動的社會服務評價機制。人工智能時代,研究型大學一方面應基于學術創(chuàng)新視角,組織專家評估數(shù)據(jù)建模、算法模擬等智能知識生產的科學性[10],另一方面也需要組織外部的市場主體與社會力量對成果轉化的經(jīng)濟效用進行評價。其次,建立全過程的數(shù)據(jù)質量評價機制,完善技術成果對產業(yè)結構與商業(yè)模式的反饋機制。人工智能時代的科學研究與技術研發(fā)以數(shù)字形態(tài)的數(shù)據(jù)為基本要素,因此內部評價需要將歷史數(shù)據(jù)的質量評價結果納入,從而進行長期性的動態(tài)追蹤評價;外部評價則應關注智能化科技成果對產業(yè)結構與商業(yè)模式的再生影響,注重動態(tài)反饋機制的構建與完善。
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[10]張越,郭玥,余江.通用人工智能驅動的科研新范式:理論與實踐[J/OL].科學學研究(2024-08-30).
【作者單位:董華青,浙江工業(yè)大學;陳積明,浙江大學、杭州電子科技大學】
(原載2024年第22期《中國高等教育》)
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