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人工智能來了!今年北京大學圖靈班增設新方向

編者按

2017年,圖靈獎獲得者、電腦科學領域的大師約翰·霍普克羅夫特(JohnHopcroft)正式入職北大,他與北大資訊與工程學部主任、資訊科學技術學院高文院士等教師共同討論,創新開設了致力於為中國培養電腦科學界下一代領軍人物的國際化人才培養計劃——圖靈班。去年,首期圖靈班招生人數為30人。在這一年裡,圖靈班如同得到細心灌溉的萌芽,在燕園這片沃土上茁壯有力地生長著。

2018年,北大圖靈班計劃在原有電腦科學方向基礎上,將新增人工智能方向,在春季學期末面向全校大一大學生進行二次選拔

2017年,霍普克羅夫特教授在圖靈班開班儀式上致辭

生而不凡的圖靈班

1986年,因為在算法設計與分析領域作出奠基性貢獻,獲得被稱為“電腦界的諾貝爾獎”的圖靈獎;1987年、1989年、2009年,先後當選美國藝術與科學院、美國國家工程院和美國國家科學院院士;2017年,當選中國科學院外籍院士——約翰·霍普克羅夫特教授無疑是一位電腦科學領域的傑出學者。

約翰·霍普克羅夫特教授

同時,他也是一位將至杖朝之年仍身體力行活躍在教學一線的教育家。2011年初,受到中華人民共和國外國專家局的邀請,霍普克羅夫特教授開始投身於幫助中國大專院校電腦學科建設以及人才培養的相關工作,並成為多所國內知名高校的名譽教授,同事、學生普遍評價稱讚他“在中國教育一線盡心盡責”。

經歷了幾年的摸索和試驗,2017年,霍普克羅夫特教授接受北京大學訪問講席教授的聘任,出任北京大學前沿計算研究中心主任。中心以北京大學豐富的理工學科為基礎,形成跨領域、交叉融合的計算理論與應用支撐中心為北京大學各學科發展中的計算理論應用和探索建立研究基地。

經過與信科學院的多次商討和共同計劃,圖靈班這個走在學術和教育前沿的“實驗田”應運而生。

霍普克羅夫特教授受聘出任北京大學前沿計算研究中心主任

在籌備階段,霍普克羅夫特教授與北大的教師共同商討製訂圖靈班學生的培養方案,參與了圖靈班的學生選拔面試,並通過一對一面談確定所有的開課老師

因此,圖靈班的教學力量也十分雄厚——北大數院教授為圖靈班學生指導基礎數學訓練;國內外頂級學者受邀引入世界最前沿的專業課程;今後還會給學生大量參加海外交流的機會,使每位學生都將在國際名校進行交換學習,跟隨活躍在世界電腦科學研究一線的優秀學者從事科學研究。“教學上,我們盡最大可能找最好的、最合適的老師。”圖靈班班主任蔣婷婷說道。

圖靈班課堂

開班以後,霍普克羅夫特教授有時會搬一個小凳子,坐在教室最後,細心留意同學們的發言頻率,甚至是學生與教授的眼神互動,以此來判斷課堂交流的效果。當不在中國的時候,他還會觀看圖靈班的課程錄像,以便及時與教師溝通、改進教學方法。

圖靈班設立初始,便吸引了近百名學生參與選拔。“當時是面向信科學院與元培學院大一大學生招生,選拔比較嚴格,一方面看學生在大一這一年的學習效果和成績,另一方面看他們面試過程中的創新能力。圖靈班希望能培養出更多學術界的領軍人才,這需要獨立和創新的思考能力。”

最後,第一屆圖靈班招收了30名學生。

乾貨滿滿,也是自主學習能力的考驗

在信科學院培養方案的基礎上,圖靈班啟用了一套創新的課程規劃與設定。

首先是把總學分從143學分降低到130學分。這一變化雖然減少了學生的學分壓力,但同時,課程的含金量變得更高了。比如“離散數學”這門課程,便是將信科學院三個學期的課程“集合論與圖論”、“數理邏輯”、“代數結構和組合數學”進行了整合教學,負責授課的是學術界有名的鄧小鐵教授。

鄧小鐵教授在北大開放日接受採訪

鄧小鐵教授是霍普克羅夫特教授邀請到圖靈班授課的,他坦言在備課時也有一定壓力。“在國外的教學裡,‘離散數學’本身就是一門課。但因為北大非常注重基礎教學,所以分設為三門課,會講得更深一些。”因此,鄧小鐵和李文新教授(信科學院副院長、圖靈班發起人之一)也進行了一番討論。李老師說:要和國際接軌,但對內容掌握的程度不能降低,也要符合北大的傳統。”

面對這樣的要求,鄧小鐵確定的教學原則是“基礎內容快速講,重點內容深度講”。“我常跟學生們開玩笑說‘(簡單的部分)不教,你們都應該會了’,一方面是給他們信心,另一方面確實也是這樣的,學生的基礎和自主學習能力都不錯。”後來,鄧小鐵給學生們發了將近200頁的英文文獻材料,讓他們自學,“一開始會抱怨,後來都自己看懂學會了,”鄧教授笑了,“所以其實他們有這個能力,只是之前沒這個要求。”不僅如此,“現在上課挑重點的內容講,還會有學生覺得我講得太細了”。

鄧小鐵老師的離散數學課堂

有人打趣說:在信科學院中需要花一年時間學習的課程,圖靈班要在一個月內學完。雖然現實沒有如此誇張,但“在圖靈班學習很有挑戰性,每門課的資訊量都很大,收獲也很多”,“身邊的人真的很優秀而且很拚,會不斷激勵自己好好努力”,圖靈班的學生紛紛感慨。

除了基礎課程要求嚴格,圖靈班還會引入與學科前沿接軌的課程內容,例如,“離散數學”課程除了覆蓋集合論、圖論等基本知識外,還講授博弈論、密碼學等延伸內容;這學期,隨著區塊鏈的大熱,圖靈班也順勢開設了區塊鏈相關的課程。這樣深度和前沿兼備的學習內容也正是同學選擇圖靈班的重要原因。“這樣的課程設定其實能讓我們在本科期間多接觸一些內容,有體系地充分地了解電腦學科有哪些內容,有助於我們以後去確定我們的方向”。

由於圖靈班大多數的課程與老師本身的研究方向非常貼合,老師會經常以自己研究的課題來啟發學生。“王立威老師的大作業常常是他的一些‘未解之謎’。”學生王家恆笑著說。

王立威老師的機器學習課堂

圖靈班采取小班授課模式,在這些小班課上,每個同學都有機會提出問題、表達見解,成為課堂上的主動者。“小班教學模式中同學們的參與度更高,師生互動更加頻繁,也能讓我更好地理解課堂內容。”此外,圖靈班還有一個特別的授課方法叫“專家學生”:由一名同學在課後整理出課上的筆記、延伸的知識點,準備並主講那一章節的習題課。一開始學生還不太適應,到後來,會有學生主動向鄧小鐵教授提出“老師,(這個內容)能不能讓我來講?”鄧小鐵教授透露,他還準備將學生們出的一些題作為今後的習題集和考試內容。

同時,圖靈班的學生會在大二的春季學期體驗導師輪換製。“圖靈班能夠給每位同學提供進實驗室輪轉的機會,使得每位同學都有機會嘗試不同的方向。”許逸倫說,“導師輪轉製也讓我掌握了在短時間內快速了解一個領域的技能。”

圖靈班十分注重國際交流能力的培養,除了部分課程內容採用英文教學,還會不時邀請國際上電腦領域的專家到北大開壇授課。前段時間,便有兩位以色列的電腦圖形學大家來為同學們授課。今年5月,圖靈班組織了20名同學參加在上海舉辦的ACM中國圖靈大會,與電腦前沿技術與人才進行近距離接觸和交流。

圖靈班同學參加ACM中國圖靈大會

在分岔路口,選擇最適合你的路線

今年,北大圖靈班計劃招收60人,分為電腦科學方向與人工智能方向。春季學期末面向全校大一大學生進行二次選拔

新的招生政策給更多的同學提供了機會,也有利於電腦科學的發展。“從課程上不會有太大的變化,也不會因此降低教學品質,”班主任蔣婷婷還給希望進入圖靈班的同學提了幾點建議,“首先是在低年級時要學好數學課,數學能力非常重要;其次要盡量提高編程能力;第三是培養自己的創新思維能力。”

開班儀式集體合影

圖靈班的第一屆學生作為過來人,也給出了自己的建議:“圖靈班是一個廣闊的舞台,最重要的一點是知道自己為什麽要選擇圖靈班,不盲目隨大流,不妄自菲薄。”“在這麽優秀的班級裡,同輩壓力肯定是有的,但心態調整好,就會發現它實際上是一個能夠互幫互助的集體。”“學好數學!學好數學!學好數學!

不過,鄧小鐵教授也勸同學不必有太多憂慮:“很多學生會糾結:是學好了再做科研,還是邊做科研邊學習?我是比較鼓勵後者的,希望同學們努力學習,不要害怕自己的能力不夠,早一些開始做研究。”

雖然圖靈班將在今年擴招,但免不了還是會有落選的學生。蔣婷婷老師說:“北大本身的教學就做得很好,圖靈班的教學模式不一定適合每一名學生,找到合適自己的路線是最重要的。”

老師老師,怎麽進入圖靈班呢?

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北京大學是中國的最高學府,自建校以來,北京大學就享有崇高的聲譽,可謂“上承太學正統,下立新學祖庭”。

北京大學為學生提供了堪稱世界一流的學習生活條件。校園又稱燕園,前身為明清兩代的皇家園林,包括淑春園、杓園、朗潤園、鏡春園、鳴鶴園、蔚秀園、暢春園、承澤園等,處處雕梁畫棟、飛閣流丹。不僅有亭台樓閣等古典建築,而且山環水抱,湖泊相連,古木參天,堤島穿插,景色步移景異。未名湖、博雅塔鍾靈毓秀,圖書館、大講堂氣勢恢巨集,是讀書思考、修身養性的最佳所在。美麗的湖光塔影伴隨著大師的背影,構成了燕園中最美的風景。

北大一景

北京大學是國內目前學科最齊全的大學,設有理學、資訊與工程、人文、社會科學、經濟與管理、醫學6個學部,共有11個學科門類,48個專業類,125個本科專業。北京大學有體系化的通識教育課程、多樣化的專業教育模式、自由化的專業組合選擇、日常化的學習生活體驗。

北大“樹下”學習研討太空

北京大學一直是國際上知名度最高的中國大學,同時也是國內最具開放性的大學。目前,北大已與全球61個國家和地區的384所高校和研究機構簽署校際交流協定,與80余所世界知名大學建立戰略合作關係。通過“北京大學大講堂頂尖學者講學計劃”,每年700餘位外籍專家學者到北大傳道授業,其中不乏諾貝爾獎得主和國際知名學者。

今天的北京大學已經成為國家人才培養的搖籃、科學研究的前沿、知識創新的基地和國際交流的橋梁。

除圖靈班之外,北大還有許多極具特色的本科項目,進入北大後,如果你發現自己鍾情其他專業方向或者學有余力,希望能多擴展自己的知識和能力,除了轉專業、修雙學位或輔修,你還可以選擇進入諸多交叉學科項目或專業,例如整合科學、IO&IPP、古典語文學、外國語言與外國歷史、思想與社會、政治、法律與社會、嚴複班項目等等。這些項目大都是入學第一學期或者春季學期開始再次招生,具體資訊可見相關院系官網。

北大類似這樣的選擇還有很多,文物保護、數據科學、古生物、PPE……這些跨學科項目都期待你的加入,限於篇幅,不能一一加以介紹。

北大是自由多元的,為你提供了諸多選擇:元培學院、學部內自由轉專業、全校自由選課、數量眾多的雙學位和輔修項目、多種多樣的特色本科項目……

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最後,歡迎報考北京大學!

更多特色教學內容

受訪者:

國家“千人計劃”特聘專家、圖靈班教師:鄧小鐵

北京大學資訊科學技術學院數字媒體所副教授、京大學第一屆圖靈班班主任:蔣婷婷

北京大學第一屆圖靈班學生:馬義平、王家恆、許逸倫

採訪:張豐哲、譚詩穎

撰稿:張豐哲、譚詩穎

圖片:陳方平、光軍、受訪者提供、北京大學招生辦、部分來源網絡

排版:陳燦

責編:園中葵

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