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    AI給教師寫“教學成績單”,人工智能教育是大勢所趨?

    來源:騰訊新聞

    近日,杭州電子科技大學部分教師收到了一份“年度教學成績單”,同時還配有一封來自AI(人工智能技術)的信。據了解,這個“教師教學成績單AI寫信開發小組”是由研究生、本科生開發的,其中基礎數據包括教學態度、師生交流、教學效果、助教態度、助教手段等當中還加了一些預測算法,用于預測教師教學的潛在態勢,以作為新學期排課參考。

    人工智能不斷為教學和學習提供新的解決方案,也亟待新鮮血液注入。當人工智能浪潮來襲,各國的人工智能教育情況如何?

    人工智能的興起使產業結構、經濟增長動力都發生了深刻變化。隨著互聯網、大數據、云計算和物聯網等技術不斷發展,人工智能正引領新一輪科技革命和產業變革。為了迅速跟上這輪變革步伐,中國自2017年開始相繼發布《國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》《高等學校人工智能創新行動計劃》等策略,以支持人工智能技術的發展,促進我國人工智能總體實力的提升。

    在各項政策和行動計劃的指引下,自2018年以來,眾多高校紛紛設立人工智能相關專業,人工智能研究院也如雨后春筍般涌現。這顯示出在國家的戰略布局和政策指導下,高校推動人工智能技術相關人才培養的踴躍性和決心。2021年3月,斯坦福大學以人為本人工智能研究院發布了《人工智能指數2021年度報告》,或可幫助我們對世界各國的人工智能教育,特別是對北美、歐盟地區的人工智能教育情況有所了解。

    據介紹,《人工智能指數2021年度報告》跟蹤、整理、提煉與可視化人工智能相關的數據,其使命是“為政策制定者、研究人員、高管、記者和普通公眾提供公正的、經過嚴格審核的、來源于全球的數據,以形成對人工智能這一復雜領域的直觀感知”。

    該報告包括“研發”“技術性能”“經濟”“人工智能教育”“人工智能應用的倫理挑戰”“人工智能的多樣性”“人工智能政策和國家戰略”等七個章節,本次我們重點關注“人工智能教育”這一章節。在該章節,報告對高校人工智能教育現狀進行了分析,并基于美國計算研究協會(CRA)Taulbee年度調查的計算機科學本科及博士研究生畢業去向,探討了人工智能相關專業的去向問題。最后一部分是利用歐盟委員會聯合研究中心(JRC)的統計數據,探討歐洲人工智能教育的趨勢。

    關鍵詞:教學

    報告稱,來自18所大學反饋的數據顯示,大學增開了人工智能課程,同時增加了主要研究人工智能的教職工的數量。這些人工智能課程教授學生如何建立和部署實用的人工智能模型。

    通過評估教授學生建立或部署實用人工智能模型所需技能的課程趨勢、入門級人工智能和機器學習課程及招生統計數據,斯坦福以人為本人工智能研究院對本科階段的課程設置進行了調查。由于多數人工智能課程設置于原本的計算機科學系,調查結果表明,在過去四個學年,計算機科學系在實用人工智能課程上投入了大量資金。在18所大學中,教授學生建立或部署實用人工智能模型所需技能的本科課程數量翻倍(增加了102.9%),從2016—2017學年的102門增加到了2019—2020學年的207門。

    注:2020年11月至2021年1月,斯坦福大學以人為本人工智能研究院通過互聯網分三次向73所大學分發了調查問卷。其中,有18所大學完成,回收率為24.7%。這18所大學分別是比利時盧文凱索利克大學,加拿大麥吉爾大學,中國上海交通大學、清華大學,德國慕尼黑路德維希馬西米蘭大學、慕尼黑工業大學,俄羅斯高等經濟學院、莫斯科物理技術學院,瑞士洛桑??茽柪砉W院,英國劍橋大學,美國加州理工學院、卡內基·梅隆大學(機器學習系)、哥倫比亞大學、哈佛大學、斯坦福大學、威斯康星大學麥迪遜分校、得克薩斯大學奧斯汀分校、耶魯大學。

    學習人數方面,在過去的四個學年,注冊或嘗試注冊人工智能入門課程和機器學習入門課程的本科生人數增加了近60%。在過去四個學年,歐盟高校的入門級課程注冊人數增加了165%,而美國的此類注冊人數在上一個學年出現了明顯的下降。在接受調查的8所美國大學中,有6所表示人工智能和數學基礎入門課程的報名人數在2020年有所減少。

    一些大學認為,人數下降的主要原因是新冠肺炎疫情期間有部分學生休假。另一些大學則提到,造成人數下降的原因是入門級人工智能課程設置的結構性變化。例如,2020年因開設了數據科學入門課程,這可能會使得學生放棄傳統的人工智能和機器學習入門課程而去選擇數據科學入門課程。

    本調查同時還關注了研究生或更高學歷級別的課程設置,特別是教授學生建立或部署實用人工智能模型所需技能的研究生課程。報告顯示,在過去四個學年,教授學生建立或部署實用人工智能模型所需技能的研究生課程增加了41.7%,從2016—2017學年的151門課程增加到了2019—2020學年的214門課程。

    另外,由于課程數量的增加,在過去四個學年,參與此次調查的大學的主要研究人工智能的終身教職教師人數顯著增長,與人工智能課程和學位課程需求的增長相一致。主要研究人工智能的教師人數增長了59.0%,從2016—2017學年的105人增長到了2019—2020學年的167人。

    關鍵詞:畢業生

    通過前文數據我們了解到,無論是人工智能課程數量,還是學習人數、教師數量均呈現增長態勢。那么,哪些專業備受追捧?增加的人工智能專業畢業生最終去了哪里?對此,該報告也有展示。美國計算研究協會(CRA)年度Taulbee調查揭示的是美國和加拿大能夠授予計算機科學(CS)、計算機工程(CE)或信息學(I)博士學位的學術單位的學生入學率、畢業率、畢業生就業和教師工資的變化趨勢?;诖?,我們也能了解人工智能專業畢業生的人數和去向。

    北美地區大多數人工智能課程都是本科階段計算機科學課程的一部分。報告數據顯示,在過去十年,北美地區具有博士學位授予資質機構的計算機科學本科畢業生人數穩步增長。2019年,超過28000名本科生完成了計算機科學學位,比2010年高出約三倍。

    另外,在2019年美國畢業的所有計算機科學博士中,人工智能/機器學習(22.8%)、理論與算法(8.0%)和機器人/視覺(7.3%)專業的畢業生數量位居前列。人工智能/機器學習是過去十年最受歡迎的專業。此外,機器人/視覺專業的畢業生人數增長迅速,排名從2018年的第八名躍升至2019年的第三名。在過去十年,與其他18個專業相比,人工智能/機器學習和機器人/視覺是計算機科學專業博士畢業生人數中增長最為顯著的。2020年,人工智能/機器學習專業計算機科學博士畢業生在所有新計算機科學博士中的比例比2010年高出8.6個百分點,其次是機器人/視覺專業博士學位,高出2010年2.4個百分點。相比之下,計算機科學博士學位在網絡(-4.8個百分點)、軟件工程(-3.6個百分點)和編程語言/編譯器(-3.0個百分點)等專業的人數占比較2010年出現了負增長。

    注:2019年按特殊性分列的美國新計算機科學博士生專業共包括20個:人工智能/機器學習、理論與算法、機器人/視覺、數據庫/信息檢索、安全/信息保證、圖形/可視化、網路、其他、軟件工程、人機交互、操作系統、信息學:生物醫學/其他科學、硬件/架構、高性能計算、編程語言/編譯器、社會計算/社會信息學/CSCW、計算教育、科學/數值計算、信息系統、情報學。

    2010年至2019年間,人工智能/機器學習專業博士畢業生的數量增長了77%,而這些新博士在所有計算機科學博士畢業生中的占比較2010年則增長了61%。人工智能/機器學習和機器人/視覺博士畢業生的數量在2019年達到歷史最高水平。

    新畢業的AI專業博士選擇在哪里工作?根據美國計算研究協會(CRA)Taulbee年度調查,在過去十年,北美地區新畢業的AI專業博士選擇進入產業界工作的人數持續增長,其比例從2010年的44.4%增加到2019年的65.7%。相比之下,進入學術界的新畢業的AI專業博士比例下降了44%,從2010年的42.1%降至2019年的23.7%。這些變化在很大程度上反映了這樣一個事實,即進入學術界的博士畢業生人數在過去十年基本保持不變,而大幅增加的新畢業博士主要都進入了產業界。這說明產業界對人工智能人才的需求和吸引力均較大。

    關鍵詞:歐盟人工智能教育

    “人工智能教育”章節同時還介紹了歐盟委員會聯合研究中心對歐盟國家人工智能教育的研究結果。研究顯示,歐盟絕大多數專門的人工智能學術課程都在碩士及以上水平的課程中開設,從而幫助學生提升工作能力。德國在提供最專業的人工智能項目方面領先于其他成員國,其后是荷蘭、法國和瑞典。法國在提供碩士水平人工智能項目的數量方面名列榜首。

    在歐盟短期課程、學士、碩士三個層次的專業人工智能課程中,哪些類型的人工智能技術最受歡迎?數據表明,迄今為止,機器人技術和自動化是專業學士和碩士課程中最常開設的課程,而機器學習在專業短期課程中占主導地位。隨著短期課程越來越受到已經工作的專業人士的青睞,機器學習已成為人工智能專業發展和實施的關鍵能力之一。

    人工智能倫理和人工智能應用也非常重要,這兩方面在三個層次課程教學中都占有相當大的份額。人工智能倫理包括安全、功能安全、問責)和可解釋性的相關課程,占課程總數的14%,而人工智能應用的課程,如大數據、物聯網和虛擬現實課程,所占份額也類似。

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