院系新闻

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这门课程的一项核心目标就是培养学生的跨学科合作能力。人工智能本身并非仅限于计算机领域,它与各个学科都有着紧密的联系。在实际应用中,人工智能需要与其他学科的知识相结合才能解决现实问题。

未来的人工智能教育不仅仅局限于计算机专业的学生,所有专业的学生都应该具备一定的人工智能知识。

基本上,人工智能软件应当作为一种辅助工具,提高学生的学习效率。不应该过分依赖这些工具,而减少了学生对于知识、要解决的问题的思考。

「通识Intelligence」 AI 通识课系列采访第三期张长水老师「走近人工智能」

课程档案

课 名:走近人工智能

课 号:00250212

开课院系:自动化系

课程属性:通识选修课

AI通识课组-人工智能基础类

学分学时:2学分32学时

内容简介:这是一门系统、全面介绍人工智能的课程。课程内容会涉及人工智能的思想、要解决的问题、技术思路、取得的成果、当前存在的问题等。具体内容包括:搜索、计算机视觉、计算机听觉、自然语言处理和理解、知识获取与知识表示、机器学习、推理、多模态学习、多智能体系统、可信的人工智能、人工智能生态等内容。学生具备高中数学知识即可。对计算机编程没有要求。课程要求学生参与课堂的讨论。相对来说,这不是一门技术方面很深的课程。课程会通过大量的例子和应用问题让学生对人工智能有一个粗线条的了解和认识。适合信息学院新生,以及其它院系希望了解和学习人工智能的学生。

教师简介


张长水,清华大学自动化系教授、博士生导师,IEEE Fellow;主要研究人工智能、机器学习等方面;讲授本科生课程“人工智能导论”30多年,讲授研究生课程“模式识别”25年;发表国际期刊论文120多篇,国际会议论文50多篇;曾担任:IEEE Signal Processing Magazine、IEEE Trans. on PAMI 等期刊编委;曾担任清华大学自动化系副主任,中国人工智能学会常务理事,中国人工智能学会生物信息学与人工生命专业委员会主任,中国自动化学会理事,自动化教育工作专业委员会主任。

走进AI,打破边界

Q1:您在清华大学长期从事人工智能教学与研究,是什么促使您开设“走近人工智能”这门课?课程的设计初衷是什么?

张长水:我的初衷是希望通过这门课程,让全校非人工智能或计算机相关专业的学生,能够了解人工智能的基本概念和应用。随着人工智能的快速发展,这项技术已经渗透到各个领域,越来越多的学生希望了解这项技术的基本原理和应用场景,然而,许多学生并没有编程和数学的基础。因此,我希望通过这门课程,向学生展示人工智能的基本概念与应用,而不需要深入到数学公式和编程层面,尤其是那些不打算深入人工智能研究的学生。

Q2:“走近人工智能”旨在普及人工智能基础知识,如何平衡课程的普及性与专业性?您是如何引导和帮助非计算机背景的学生学习人工智能的?

张长水:虽然人工智能涉及很多专业性内容,但这门课程强调的是“浅显易懂”和“系统全面”,内容将人工智能的基本知识层层展开,而不深入到复杂的算法和编程技术中。课程的目标是让学生了解人工智能的基础概念、常见应用,以及其可能带来的社会影响。课程内容的设计确保了即便是人文、社科类等没有相关背景的学生也能理解和学习。我很希望人文社科的同学选我的课。但从之前的开课情况来看,这个比例很少(笑)。尽管课程不涉及具体的算法推导或编程技术,但在讲解每个概念时,我会尽量用专业的术语来帮助学生建立清晰的认知。

为了帮助学生理解人工智能的抽象概念,我在课程中使用了大量实际应用案例,包括图像识别、自然语言处理、以及其他跨学科的应用,如智能医学、智能金融等领域。课程讲解时通过具体案例来阐释人工智能的基本概念,比如“鱼类分类”、“花卉识别”等应用案例。这些例子可以帮助学生理解人工智能基本概念,以及技术背后的一些基本思想。

当然,因为课堂上所传授的内容比较基础和浅显,如果有同学对相关方面知识感兴趣,希望在课后进一步学习。我在每节课后提供一个学习清单,包括与之相关的课程、书籍、文章等。学这门课只是向人工智能“走近”了一步,真正要学习和研究,后面路还很长。

Q3:您刚刚提到非常希望文科背景的学生来选这门课,是出于什么样的考虑?

张长水:我特别欢迎非信息学院的学生加入,尤其是社科、法律和人文学科的同学们。对于这些学生,我认为有高中数学基础就足够了,不需要具备编程技能。首先,文科背景的学生接触人工智能技术的机会会比较少。而这门课对文科背景的学生来说是一个学习人工智能基本知识的机会,可以让他们了解人工智能的概念和实际应用。我也希望能够通过他们,对周围的人产生影响,帮助其他人认识到人工智能可以做什么,甚至如何利用人工智能去解决实际问题。

此外,文科同学的加入能为我们带来更多元的视角,比如我曾和一位外文系的旁听老师交流,这位老师讲述了可以如何将ChatGPT应用于外语教学,我们探讨了在使用过程中如何保持谨慎,分辨哪些场景适合使用人工智能,哪些则应该避免等问题,收获颇多。

探索课程,多维解读

Q4:这门课使用的是什么教材?

张长水:我为这门课写了一本教材《人工智能的底层逻辑》。清华大学出版社10月份已经出版了。这本书“科普”味比较重,比较通俗易懂。书中没有数学公式推导,没有编程的内容。图书封面如下图所示。

Q5:课程中别出心裁地设计了实践环节,这对于帮助学生更好地了解AI技术有什么帮助?

张长水:为了让学生更好地理解人工智能的实际应用,我设计了一些实践环节,其中包括参观人工智能企业、实验室等,带领学生走访如微软亚洲研究院、商汤科技等前沿科技公司。通过这些实践环节,学生可以直观地接触到人工智能技术的应用和发展,了解技术在实际中面临的挑战和瓶颈。

这些参观和交流活动为学生提供了一个从课堂到实践的过渡,让学生更加深入地理解人工智能如何应用到不同的行业领域,并且能够感受到人工智能的广阔前景。这些经历不仅有助于学生拓宽视野,还能激发他们对人工智能学习的热情。

Q6:课程还设有讨论环节,是怎样进行的?对于帮助学生更好地了解AI技术有什么帮助?

张长水:在课程的设计中,讨论环节和作业形式具有一定的灵活性。通过小组讨论、案例分析、大作业等多种方式,不仅提高了学生的思维能力,也帮助学生通过实践思考人工智能的具体应用。学生们可以根据自己的兴趣选择课题进行研究,结合各自的专业背景,探索跨学科的人工智能应用。例如,一些学生可能会选择结合医学的人工智能应用进行研究,而另一些学生则可能会将人工智能与经济学、社会学等学科结合进行分析。

这种多样化的作业设计既能锻炼学生解决实际问题的能力,也鼓励学生将所学的人工智能知识应用到更广泛的领域,发挥创造性思维。

理念探讨,春风化雨

Q7:您认为人工智能作为通识教育的一部分,最能培养学生的哪些素养?您将如何在课程中达到这样的培养目标?

张长水:这门课程的一项核心目标就是培养学生的跨学科合作能力。人工智能本身并非仅限于计算机领域,它与各个学科都有着紧密的联系。在实际应用中,人工智能需要与其他学科的知识相结合才能解决现实问题。因此,这门课程不仅是传授技术知识,也强调帮助学生理解如何将人工智能技术应用到不同学科领域。

例如,学生在学习过程中,通过参与团队项目、讨论不同的学科案例,会逐渐培养出跨学科的思维方式和解决问题的能力。我发现一些学生在课外的讨论中,能够将人工智能的技术理念与自己的学科背景结合,找到更好的解决方案。这种跨学科的合作能力对于未来的工作和科研具有重要意义。

Q8:您对于学生使用人工智能辅助完成作业持什么样的态度?对未来的人工智能教育,您有哪些展望?

张长水:学生在做作业时在一定范围内使用人工智能工具来辅助解决问题是可以接受的,特别是在提高效率方面。当然,是否可以使用人工智能工具,依赖于老师对于课堂的设计。这因老师、课程要求而异。基本上,人工智能软件应当作为一种辅助工具,提高学生的学习效率。不应该过分依赖这些工具,而减少了学生对于知识、要解决的问题的思考。在使用人工智能工具时,也应该遵守学术诚信,不能将人工智能工具作为逃避学术责任的手段。

我的课堂作业将更加注重顶层设计和整体思路架构的创新性,因此人工智能技术在这方面发挥的作用相对有限。这门课不允许学生使用大模型写报告,因为书面表达是学生应该具有的重要能力,而通常情况下,课堂上的学生这方面的能力还不足,还需要锻炼和提高。在这门课上,学生可以借助人工智能来辅助编写代码实现其大胆的设计,因为编写代码和提高编程水平不是这门课的目的和要求。

随着人工智能技术的不断进步,人工智能将会像计算机一样,进入每个人日常生活。因此,每个学生都应该具备一定的人工智能素养,能够理解人工智能的基本概念和应用,并且在日常生活或工作中,能够意识到人工智能的价值和潜力。未来的人工智能教育不仅仅局限于计算机专业的学生,所有专业的学生都应该具备一定的人工智能知识。这不仅仅是为了帮助学生适应未来的职场需求,也能够激发他们的创新思维,帮助他们更好地融入数字化和智能化的社会。

Q9:您有什么寄语想提前送给即将走入课堂的同学们吗?

张长水:希望大家都能够关注人工智能,让人工智能成为大家生活的好工具,好帮手!