新一代人工智能为研究型大学的发展带来了机遇与挑战ღ◈ღღ,正在重塑研究型大学创新生态网络ღ◈ღღ、塑造研究型大学智能科研范式ღ◈ღღ、促进研究型大学社会服务升级ღ◈ღღ、助力研究型大学数智育人ღ◈ღღ。新一代人工智能赋能研究型大学发展是一个复杂的系统工程ღ◈ღღ,作用于研究型大学的人才培养ღ◈ღღ、科技创新ღ◈ღღ、社会服务等多个方面ღ◈ღღ。我国研究型大学需要强化人工智能学科专业建设ღ◈ღღ,筑牢人工智能科研范式根基川岛和津实ღ◈ღღ,扎实推进“智能+”的创新型人才培养模式改革ღ◈ღღ、智能化科研范式创新以及产业结构智能化升级改造ღ◈ღღ。
2023年5月ღ◈ღღ,习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调ღ◈ღღ,“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口”[1]ღ◈ღღ。2024年9月ღ◈ღღ,习近平总书记在全国教育大会上进一步提出ღ◈ღღ,“深入实施国家教育数字化战略”[2]ღ◈ღღ。在此背景之下ღ◈ღღ,研究型大学应充分发挥好其在学科专业ღ◈ღღ、人才队伍ღ◈ღღ、技术支撑等方面的优势ღ◈ღღ,尽快调整发展规划以顺应新一代人工智能加速创新的发展趋势ღ◈ღღ,从而发挥好应有的引领示范作用ღ◈ღღ。因此ღ◈ღღ,深刻把握新一代人工智能赋能研究型大学发展的时代特征与作用路径ღ◈ღღ,积极探索我国研究型大学与新一代人工智能发展趋势相适配的实践方略ღ◈ღღ,已成为重要的理论与实践命题ღ◈ღღ,对于加快推进教育强国建设具有重大的现实意义ღ◈ღღ。
新一代人工智能在重构全球创新版图ღ◈ღღ、重塑全球经济结构的同时ღ◈ღღ,也为研究型大学的高质量发展带来了新的时代机遇与挑战ღ◈ღღ。
伴随着大模型ღ◈ღღ、深度学习等关键支撑技术的持续突破ღ◈ღღ,新一代人工智能呈现爆发式发展态势ღ◈ღღ,促使多元创新主体加速聚集联动ღ◈ღღ,研究型大学的协同创新生态网络不断变革重塑[3]ღ◈ღღ。一是快速增长的数据规模和大模型基础平台引领研究型大学走向跨界融合创新ღ◈ღღ。自OpenAI推出GPT-3以来ღ◈ღღ,超大规模训练模型参数ღ◈ღღ、数据规模以300倍/年的趋势持续增长ღ◈ღღ,不断推动研究型大学建设数字协作创新平台ღ◈ღღ。二是迅猛发展的深度学习和机器学习技术推动研究型大学走向开放科学实践ღ◈ღღ。深度学习技术通过使用人工神经网络实时联通处理大量跨学科的数据ღ◈ღღ,并通过在线平台畅通资源共享与交互协作渠道ღ◈ღღ。如斯坦福大学的“AI for Healthcare”项目借助机器学习模型整合计算机科学ღ◈ღღ、统计学和生物信息学等多学科对大规模医学数据进行分析ღ◈ღღ,并通过Stanford AI Lab平台向全球研究者共享数据集ღ◈ღღ,促进多学科领域的研究和创新ღ◈ღღ。
当前ღ◈ღღ,人工智能算力算法持续突破川岛和津实ღ◈ღღ,面向推断的新算力架构快速演进ღ◈ღღ,类脑计算ღ◈ღღ、存内计算beat365官方ღ◈ღღ、量子计算等高效ღ◈ღღ、智能且低功耗的计算技术发展指数级加速ღ◈ღღ,引领研究型大学科研范式进入智能技术科研时代[4]ღ◈ღღ。一是人工智能助力研究型大学科研效率提高ღ◈ღღ。人工智能技术以自动化的方式分析和共享大量数据ღ◈ღღ,促进科学知识扁平化ღ◈ღღ,完善人工智能科技成果转化制度ღ◈ღღ。二是人工智能助力研究型大学科研精度提升ღ◈ღღ,如DeepMind开发的新算法重塑生物ღ◈ღღ、材料等技术科研范式ღ◈ღღ,为研究分子结构提供便捷工具ღ◈ღღ。三是人工智能助力研究型大学科研仿真环境创设ღ◈ღღ。人工智能技术帮助科学家在没有实际实验条件的情况下测试理论和假设ღ◈ღღ,如美国威尔·康奈尔医学院科学家开发出人类神经元模型ღ◈ღღ,详细模拟了tau蛋白聚集体在大脑内的传播ღ◈ღღ。
在颠覆性技术走向应用川岛和津实ღ◈ღღ,产业技术路线发生革命性变化的背景下ღ◈ღღ,大学社会服务职能的履行方式也发生了深刻变化ღ◈ღღ。一是研究型大学要促进生产方式智能化ღ◈ღღ。网络化协同ღ◈ღღ、个性化定制ღ◈ღღ、智能化生产正在成为“新制造”的共同特点ღ◈ღღ,研究型大学应联通高端科技产业ღ◈ღღ,为智慧交通ღ◈ღღ、智慧医疗ღ◈ღღ、数字化学习ღ◈ღღ、智能家居等提供技术支撑ღ◈ღღ。二是研究型大学要促进产业形态数字化ღ◈ღღ。伴随着互联网逐步走向物联网ღ◈ღღ,未来大部分产业将成为数字化产业或与数字化技术深度融合ღ◈ღღ,研究型大学应为未来的数字化产业提供高质量的数据支持ღ◈ღღ。三是研究型大学要促进产业组织平台化ღ◈ღღ。伴随着DNA生物芯片ღ◈ღღ、纳米机器人ღ◈ღღ、量子计算机等越来越多跨越传统产业边界的新产品问世ღ◈ღღ,研究型大学应助力新产业的组织形态从专注于内部管理的传统形态ღ◈ღღ,转变为强调外部连接性及其网络效应的开放平台ღ◈ღღ,为共享经济拓展市场空间ღ◈ღღ。
新一代人工智能技术在高等教育领域的应用ღ◈ღღ,促进大学教学与管理活动的智能化转型ღ◈ღღ。一是研究型大学将率先步入人机协同式教学ღ◈ღღ。人ღ◈ღღ、物理世界的传统二元教学场域将转变为人ღ◈ღღ、物理世界ღ◈ღღ、智能机器ღ◈ღღ、虚拟世界的四元协同空间ღ◈ღღ,传统的大学课堂也将转向“人师+学生+机师”的三位一体式课堂ღ◈ღღ。二是研究型大学将重点推广智能辅助式学习ღ◈ღღ。智能辅导系统能够精准识别每个大学生的学习习惯ღ◈ღღ、兴趣点和知识短板ღ◈ღღ,从而为他们定制个性化的学习计划ღ◈ღღ,也可以构建打破地域和时间限制的无边界学习社区ღ◈ღღ,使得任何人在任何地方ღ◈ღღ、任何时候都能够获取所需的知识[5]ღ◈ღღ。三是研究型大学将形成并完善数字化办学管理模式ღ◈ღღ。人工智能在重塑教与学的同时ღ◈ღღ,也在改变招生ღ◈ღღ、考试ღ◈ღღ、评价等人才培养的其他环节ღ◈ღღ,尤其是教育考试的数字化转型已是大势所趋ღ◈ღღ。
新一代人工智能赋能研究型大学发展是一个复杂的系统工程ღ◈ღღ,作用于研究型大学的人才培养ღ◈ღღ、科技创新ღ◈ღღ、社会服务等多个方面[6]ღ◈ღღ。
作为新一轮信息技术革命的引领性力量ღ◈ღღ,人工智能技术引发了全球就业形态的颠覆性变革ღ◈ღღ,促使高校调整学科专业结构beat365官方ღ◈ღღ、创新人才培养模式ღ◈ღღ。与此同时ღ◈ღღ,人工智能技术的勃兴推动了新业态与新模式的涌现ღ◈ღღ。相关统计显示ღ◈ღღ,过去四年全球AI训练师ღ◈ღღ、VR导演等“AI+”就业岗位以每年74%的速度增长ღ◈ღღ。也有报告显示ღ◈ღღ,目前我国“AI+X”数字人才的缺口约为2500万至3000万ღ◈ღღ。为应对新一代人工智能对高等教育提出的新要求ღ◈ღღ,欧美一流大学通过加强人工智能学科建设ღ◈ღღ、健全人工智能课程体系ღ◈ღღ、促进人工智能赋能教学等方式ღ◈ღღ,提高人工智能时代人才培养与社会需求的适配度ღ◈ღღ。截至目前ღ◈ღღ,美国共有340余所大学开设了AI相关专业ღ◈ღღ,课程设置涵盖人机交互ღ◈ღღ、机器人技术ღ◈ღღ、自然语言处理等多个重要领域ღ◈ღღ。此外ღ◈ღღ,欧美一流大学纷纷推动生成式人工智能(GAI)赋能教育教学改革ღ◈ღღ,发布GAI相关教育教学规范或指南ღ◈ღღ。面向未来ღ◈ღღ,我国研究型大学以高层次创新型人才培养为己任ღ◈ღღ,需要系统集成智能技术与多方优质资源ღ◈ღღ,促进智能技术与人才培养相生相长ღ◈ღღ,打造“AI+”一流学科专业集群ღ◈ღღ,推进AI赋能课程建设与教学创新ღ◈ღღ,不断探索智能时代中国特色世界一流大学人才培养新模式ღ◈ღღ。
2.新一代人工智能超越传统计算模型ღ◈ღღ,要求研究型大学加速科研范式转型ღ◈ღღ,开创智能时代科技创新新格局
新一代人工智能驱动的智能化科研正在形成科技创新的新范式和新动能ღ◈ღღ。一方面ღ◈ღღ,世界各国相继发布政策ღ◈ღღ,营造科研智能发展环境ღ◈ღღ,如2023年12月欧盟委员会发布政策简报《人工智能在科学中的应用——利用人工智能的力量加速发现和促进创新》ღ◈ღღ,倡导为欧洲量身制定一项政策ღ◈ღღ,促进人工智能在科学领域的应用ღ◈ღღ。另一方面ღ◈ღღ,AI持续推动高校提升解决科学领域问题的能力ღ◈ღღ。面向大科学ღ◈ღღ、大数据ღ◈ღღ、人工智能时代的创新要求ღ◈ღღ,欧美一流大学围绕科研算力beat365官方ღ◈ღღ、科研算法及科研数据进行全方位的战略布局ღ◈ღღ,切实促进智能化科研的高效运行与创新发现ღ◈ღღ。在科研算力方面ღ◈ღღ,华盛顿大学ღ◈ღღ、洛桑联邦理工学院等大学开发整合智能算力与超算算力的大语言模型ღ◈ღღ,如面向化学领域设计的大语言模型——ChemCrowღ◈ღღ;在科研算法方面ღ◈ღღ,布朗大学ღ◈ღღ、麻省理工学院等大学纷纷推出算法库ღ◈ღღ,支持科研智能底层算法的实现ღ◈ღღ,如DeepXDE支持的物理信息神经网络(PINN)和深度算子网络(DeepONet)等方法ღ◈ღღ;在科研数据方面ღ◈ღღ,杜克大学ღ◈ღღ、剑桥大学等大学通过加强公开数据集建设为科技突破奠定扎实基础ღ◈ღღ,如材料科学领域的高通量材料计算数据库(AFLOW)等ღ◈ღღ。面向未来ღ◈ღღ,我国研究型大学作为国家战略科技力量的重要组成部分ღ◈ღღ,要肩负起建设人工智能科研高地和引领创新生态发展的使命担当ღ◈ღღ,加强“AI+X”科技创新公共服务平台建设ღ◈ღღ,培育跨学科ღ◈ღღ、跨行业ღ◈ღღ、跨领域的人工智能科技创新联合体ღ◈ღღ,探索融合经验范式ღ◈ღღ、理论范式ღ◈ღღ、模拟范式ღ◈ღღ、数据密集型范式与智能范式的新范式ღ◈ღღ,开创智能时代中国特色世界一流大学科技创新新格局ღ◈ღღ。
3.新一代人工智能重塑全球产业结构ღ◈ღღ,促进研究型大学助力产业升级改造ღ◈ღღ,引领智能时代社会服务新方向
人工智能的快速发展与广泛应用还进一步带动了产业研发创新川岛和津实ღ◈ღღ,对全球经济格局和产业结构产生了重大影响ღ◈ღღ。一方面ღ◈ღღ,人工智能自身催生出一大批以云计算ღ◈ღღ、智能制造为代表的新兴产业ღ◈ღღ,形成新的经济增长点ღ◈ღღ。另一方面ღ◈ღღ,新一代人工智能技术也正以前所未有的速度渗透到各行各业ღ◈ღღ,不断推动着其他领域的重大变革与产业升级ღ◈ღღ。在人工智能与科学研究ღ◈ღღ、产业发展深度融合的背景下ღ◈ღღ,欧美一流大学积极与产业界沟通合作ღ◈ღღ,并通过产品研发与技术创新为产业升级提供支撑ღ◈ღღ。欧美一流大学以解决重大社会公共议题为切入点开展创新设计ღ◈ღღ,依托数智协作平台构建“五重螺旋”下的协作创新ღ◈ღღ,健全集基础研究ღ◈ღღ、应用研究ღ◈ღღ、成果转化为一体的协同创新机制ღ◈ღღ。面向未来ღ◈ღღ,我国研究型大学要以高层次知识创新服务国家重大战略与经济社会发展ღ◈ღღ,必须继续面向信息ღ◈ღღ、电子ღ◈ღღ、综合交叉等关键技术领域ღ◈ღღ,加强科技成果转化与产业创新ღ◈ღღ、文化创新的协同ღ◈ღღ,提高服务产业结构升级与攻克“卡脖子”技术问题的主动性ღ◈ღღ,引领智能时代中国特色世界一流大学社会服务新方向[7]ღ◈ღღ。
面向新一代人工智能赋予的时代机遇ღ◈ღღ,我国研究型大学需要强化人工智能学科专业建设ღ◈ღღ,筑牢人工智能科研范式根基ღ◈ღღ,扎实推进“智能+”的创新型人才培养模式改革ღ◈ღღ、智能化科研范式创新以及产业结构智能化升级改造ღ◈ღღ。
一是要动员多方力量协同探索与推进人工智能学科专业建设ღ◈ღღ。拓展人工智能学科方向ღ◈ღღ,凝练人工智能领域的“中国特色”ღ◈ღღ。未来ღ◈ღღ,我国研究型大学应在加强传统优势学科与人工智能学科交叉互动方面发挥带头示范作用ღ◈ღღ,凝练人工智能制药ღ◈ღღ、脑机交互与数字药物研发ღ◈ღღ、生态环境大数据与智能分析等特色学科方向ღ◈ღღ。推进“AI+X”微专业与微认证建设ღ◈ღღ,创新人工智能领域多学科合作育人模式ღ◈ღღ。在推进学科交叉的同时ღ◈ღღ,我国研究型大学还应在打造“AI+X”微专业与“AI+X”复合专业培养模式方面带头发力ღ◈ღღ,同时积极开展人工智能微专业线下实训实践活动ღ◈ღღ,通过微专业平台围绕科技创新与实践落地开展主题实训ღ◈ღღ,打通人工智能的学术与产业边界ღ◈ღღ。
二是要面向全体师生实施多元化的人工智能素养提升计划beat365官方ღ◈ღღ。首先ღ◈ღღ,提升基础能级ღ◈ღღ,增强算力储备和垂直模型训练ღ◈ღღ。我国研究型大学应发挥好GAI教学辅助工具的优势ღ◈ღღ,进一步推动通用大模型和教育教学领域垂直模型的研发与预训练ღ◈ღღ,加强科研算力与教学算力的资源共享ღ◈ღღ。其次ღ◈ღღ,深入调研需求ღ◈ღღ,拓宽学习端的AI课程选择范围ღ◈ღღ。一方面ღ◈ღღ,依托高水平师资队伍扩大AI相关通识课程的开设量ღ◈ღღ,同时增加相关热门课程开设频次ღ◈ღღ,以满足全体学生AI素养提升的需求ღ◈ღღ。另一方面ღ◈ღღ,进一步扩大AI交叉课程的开设量ღ◈ღღ,鼓励有AI学术背景的教师开设相关课程ღ◈ღღ,尤其是AI与人文社科交叉的课程ღ◈ღღ。最后ღ◈ღღ,加强顶层设计ღ◈ღღ,完善工作指导与理论支撑ღ◈ღღ。由学校科研和教学主管部门牵头ღ◈ღღ,对师生在教学科研过程中使用GAI应该遵循的学术规范ღ◈ღღ、工作原则ღ◈ღღ、技术伦理等作出倡导ღ◈ღღ,并积极研制“AI+高等教育”发展报告ღ◈ღღ,确保人工智能科学ღ◈ღღ、合理ღ◈ღღ、可持续赋能高校教育教学改革ღ◈ღღ。
一是要围绕算力ღ◈ღღ、算法ღ◈ღღ、数据三条人工智能技术创新的主线筑牢智能化科研的根基ღ◈ღღ。首先ღ◈ღღ,构建高校ღ◈ღღ、科研机构和行业企业的算力研发合作机制ღ◈ღღ,提高高校自主研发算力平台的创新能力ღ◈ღღ。当前ღ◈ღღ,研究型大学应率先摆脱对龙头企业通用大模型的依赖ღ◈ღღ,在行业通用大模型的基础上积极开发针对专门知识建模的领域专用模型ღ◈ღღ,继而通过创新网络与知识集群实现可复现的知识创新[8]ღ◈ღღ。其次ღ◈ღღ,加大算法原始创新的投入力度ღ◈ღღ,提升高校科研智能算法库的自主性与竞争力川岛和津实ღ◈ღღ。我国研究型大学需在构建高效ღ◈ღღ、统一的科研智能AI框架上深耕发力ღ◈ღღ,在研判未来复杂计算任务的基础上优化高性能计算方式ღ◈ღღ。再次ღ◈ღღ,加强数据集建设与共享ღ◈ღღ,推动科研智能要素再生产ღ◈ღღ。可在研究型大学试点设立高校数据领导者岗位ღ◈ღღ,负责引领公开数据集建设工作ღ◈ღღ,并进一步促进跨机构ღ◈ღღ、跨领域的数据整合与优化ღ◈ღღ。
二是要在完善数字协作平台建设的基础上健全数智化的知识生产协同创新机制ღ◈ღღ。一方面ღ◈ღღ,开拓“科学研究嵌入人工智能”创新范式ღ◈ღღ。我国研究型大学应借助人工智能创新平台积极响应集约共治ღ◈ღღ,打造“数据库+基础设施+合作者网络”的创新试点方案ღ◈ღღ,实现关键信息在各个合作节点的流通与共享ღ◈ღღ。另一方面ღ◈ღღ,探索“人工智能赋能科学研究”升级模式ღ◈ღღ。我国研究型大学要发挥引领性作用ღ◈ღღ,带动高校知识生产平台的智能化改造升级ღ◈ღღ,建立自生长ღ◈ღღ、可扩展的学科创新体系ღ◈ღღ,推动非信息电子领域的科学研究范式的智能化升级与模块化组合ღ◈ღღ,进而在海量庞杂的信息数据中挖掘知识创新方案beat365官方ღ◈ღღ,实现知识生产创新体系内部数字设备层的提质升级ღ◈ღღ、虚拟网络层的异步协作ღ◈ღღ、内容信息层的共享流动与知识服务层的利益共享[9]ღ◈ღღ。
一是要深化学科链ღ◈ღღ、创新链ღ◈ღღ、产业链融合ღ◈ღღ,推动重大科学创新ღ◈ღღ、智能技术突破转变为新质生产力ღ◈ღღ。首先ღ◈ღღ,把握数智时代知识生产创新的无边界特性与项目制方式ღ◈ღღ,完善人工智能科技成果转化制度ღ◈ღღ。我国研究型大学应为人工智能科技成果转化制定明确的战略规划与发展路线ღ◈ღღ,在促进社会经济结构与产业布局调整中找准学校的发展定位ღ◈ღღ,并进一步带动其他高校与产业界合作升级技术设备ღ◈ღღ,加快人工智能科技成果转化的专业化ღ◈ღღ、规范化与实体化发展ღ◈ღღ。其次ღ◈ღღ,建立人工智能科技创新联盟川岛和津实ღ◈ღღ,创建全链条融合汇聚的科技成果转化网络ღ◈ღღ。研究型大学应发挥资源集成ღ◈ღღ、人才一流等综合优势ღ◈ღღ,牵头构建政策链ღ◈ღღ、产业链ღ◈ღღ、创新链ღ◈ღღ、人才链与资金链深度融合的创新协作系统ღ◈ღღ,协同各方力量集中攻克人工智能时代制约国家科技创新的核心问题ღ◈ღღ,从而进一步优化科学研究与技术研发范式ღ◈ღღ,促进科技创新系统的良性循环与运作ღ◈ღღ。
二是要联动高校内ღ◈ღღ、外部的评价主体川岛和津实ღ◈ღღ,构建科学的高校社会服务评价体系ღ◈ღღ。首先ღ◈ღღ,统合智能技术研发创新性与核心成果转化有效性两大标准ღ◈ღღ,构建内外主体联动的社会服务评价机制ღ◈ღღ。人工智能时代ღ◈ღღ,研究型大学一方面应基于学术创新视角ღ◈ღღ,组织专家评估数据建模ღ◈ღღ、算法模拟等智能知识生产的科学性[10]ღ◈ღღ,另一方面也需要组织外部的市场主体与社会力量对成果转化的经济效用进行评价ღ◈ღღ。其次ღ◈ღღ,建立全过程的数据质量评价机制ღ◈ღღ,完善技术成果对产业结构与商业模式的反馈机制ღ◈ღღ。人工智能时代的科学研究与技术研发以数字形态的数据为基本要素ღ◈ღღ,因此内部评价需要将历史数据的质量评价结果纳入ღ◈ღღ,从而进行长期性的动态追踪评价ღ◈ღღ;外部评价则应关注智能化科技成果对产业结构与商业模式的再生影响ღ◈ღღ,注重动态反馈机制的构建与完善ღ◈ღღ。
[1]习近平在中共中央政治局第五次集体学习时强调 加快建设教育强国 为中华民族伟大复兴提供有力支撑[N].人民日报ღ◈ღღ,2023-5-30(1).
[2]习近平在全国教育大会上强调 紧紧围绕立德树人根本任务 朝着建成教育强国战略目标扎实迈进[N].人民日报ღ◈ღღ,2024-9-11(1).
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[5]别敦荣ღ◈ღღ,郭一蓉.人工智能时代高等教育创新发展新趋势[J].中国高等教育ღ◈ღღ,2024(3/4).
[6]查道林.数字化转型ღ◈ღღ:推进高校治理现代化的新路径[N].光明日报ღ◈ღღ,2022-10-11(15).
[7]傅方正.研究型大学的社会服务ღ◈ღღ:价值取向ღ◈ღღ、关键问题和路径探索[J].中国高等教育ღ◈ღღ,2024(8).
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