五位智慧專(zhuān)業(yè)學(xué)科負責人為您“揭秘”——
這些新專(zhuān)業(yè)因何更“智慧”
編者按
今年,31個(gè)新專(zhuān)業(yè)被列入《普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄》,迎來(lái)了首批學(xué)子。其中,新增的8個(gè)智慧類(lèi)智能類(lèi)專(zhuān)業(yè),受到很多考生和家長(cháng)關(guān)注。設置這些新專(zhuān)業(yè)有哪些考慮,學(xué)生將在專(zhuān)業(yè)學(xué)習中如何成長(cháng)?本期聚焦“智慧+”專(zhuān)業(yè),特邀五所開(kāi)設此類(lèi)新專(zhuān)業(yè)的高校學(xué)科負責人介紹情況,并對學(xué)生報考學(xué)習提出指導與建議。讓我們通過(guò)新專(zhuān)業(yè)這扇窗口,感受高等教育因時(shí)而進(jìn)、服務(wù)發(fā)展的初心和舉措。
智慧林業(yè)——讓更多“新林人”成為“興林人”
講述人:中國工程院院士,南京林業(yè)大學(xué)原校長(cháng)、智慧林業(yè)專(zhuān)業(yè)負責人 曹福亮
這個(gè)學(xué)期,除了日??蒲泻蜕鐣?huì )服務(wù)工作外,我還在抓緊時(shí)間審定教案。因為今年9月,我們學(xué)校首批“智慧林業(yè)”專(zhuān)業(yè)的新同學(xué)邁進(jìn)了校園、開(kāi)啟了大學(xué)生活。
對于已在林木資源高效培育領(lǐng)域耕耘45載的我來(lái)說(shuō),這個(gè)新專(zhuān)業(yè)確實(shí)值得期待。當前,我國林業(yè)正由傳統林業(yè)向現代林業(yè)快速轉變,培養適應和引領(lǐng)現代林業(yè)發(fā)展所需的人才是我們義不容辭的責任和使命。
我是國內較早提出“智慧林業(yè)”概念的學(xué)者。在我的積極倡導下,學(xué)校從2020年開(kāi)始就在林學(xué)專(zhuān)業(yè)中選拔部分學(xué)生進(jìn)行智慧林業(yè)方向的差異化模塊培養,同時(shí)向教育部提交了“智慧林業(yè)”新專(zhuān)業(yè)的申請。
今年讀大三的陳楊同學(xué)是學(xué)校首批智慧林業(yè)方向的學(xué)生。她對智慧林業(yè)和傳統林學(xué)專(zhuān)業(yè)的差異體會(huì )頗深:“森林資源調查這門(mén)課上,以前,同學(xué)們拿著(zhù)尺子測量,費時(shí)費力還不一定準?,F在,我們運用無(wú)人機、激光雷達等裝備,在50米左右的高空對區域內林業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行精細化航拍作業(yè),再進(jìn)行3D點(diǎn)云分析與處理,得到的數據比之前更精準、更全面?!?/p>
陳楊同學(xué)告訴我,她將來(lái)想打造一個(gè)天空地一體化的生態(tài)感知體系,讓家鄉的山田湖草真正實(shí)現定量化、精細化和科學(xué)化管理。她對自己未來(lái)職業(yè)的規劃,正是這個(gè)行業(yè)最迫切的現實(shí)需求。
為此,我們在智慧林業(yè)課程設置上頗費心思。在主干課程上,除了植物學(xué)、樹(shù)木學(xué)、氣象與氣候學(xué)等生物科學(xué)與林業(yè)科學(xué)知識外,新增了林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、程序設計C語(yǔ)言、空間數據庫、數字圖像處理、林火智能監測與森林病蟲(chóng)害防治等融合信息科學(xué)和智能裝備的特色專(zhuān)業(yè)知識,以期實(shí)現教育鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合。
作為林學(xué)一級學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人,我還組織學(xué)科同人積極籌建以“林木室內表型艙”為核心內容的本科和研究生實(shí)驗教學(xué)與科研平臺,謀劃設立智慧林業(yè)二級學(xué)科,整體推進(jìn)智慧林業(yè)專(zhuān)業(yè)建設支撐體系。我們期待,用科技栽下的“智慧林”長(cháng)勢生機勃勃,為夢(mèng)想拼搏的“興林人”遍及青山綠水。
智能建造與智慧交通專(zhuān)業(yè)——智能+,交通強國“跑”出加速度
講述人:山東大學(xué)齊魯交通學(xué)院副院長(cháng) 葛智
大家常說(shuō),要想富,先修路。近年來(lái),隨著(zhù)交通強國、“一帶一路”建設以及“新基建”的加速推進(jìn),我國基礎設施建設進(jìn)入了新的黃金期。最讓我和同行有榮譽(yù)感的,莫過(guò)于看到自己的研究成果被應用到實(shí)際工程中去。
提起交通土木從業(yè)者,很多人的印象也許還停留在“頂著(zhù)大太陽(yáng),肩挑背扛趕施工”的畫(huà)面上。其實(shí),隨著(zhù)大數據、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G通信等新技術(shù)運用,城市和交通基礎設施建設及運維已經(jīng)邁進(jìn)了“智能化建造、智慧化服務(wù)”的新時(shí)代,許多以前需要人工操作的工序,完全可以被機器替代。
舉個(gè)例子,川藏鐵路康定2號隧道施工中,用到了我們學(xué)院研發(fā)的“地質(zhì)編錄與圍巖分級機器人”。以前單靠人工測量隧道,不僅費時(shí),準確度還不高?,F在,我們可以遙控機器人進(jìn)入隧道,通過(guò)激光掃描直接生成精確的三維模型。機器人還可以同時(shí)對隧道前方的巖石面進(jìn)行掃描,識別裂隙,對巖體分級,為后續調整挖掘方案提供依據。同樣的工作量,使用機器人可以節約3個(gè)人工,減少140分鐘作業(yè)時(shí)間,極大提高了工作效率。
今天,只懂施工的傳統土木人才已經(jīng)滿(mǎn)足不了行業(yè)發(fā)展需要了。為此,我校以“雙一流”建設為契機,提出布局建設以齊魯交通學(xué)院為牽頭單位的“智能建造與智慧工程”學(xué)科群,并成功獲批“智能建造與智慧交通”新工科專(zhuān)業(yè)。雖然是第一年招生,但學(xué)生報考十分踴躍,最終錄取了93名同學(xué)。
在人才培養模式上,我們充分考慮了學(xué)科交叉特性。從教師隊伍來(lái)說(shuō),除了傳統的土木交通專(zhuān)業(yè)教師,近幾年我們還招聘了不少軟件、機械、材料等專(zhuān)業(yè)的博士。在課程體系方面,我們打造了以土木類(lèi)知識為基礎,融合數學(xué)、計算機、控制、軟件、機械等專(zhuān)業(yè)知識的多學(xué)科交叉課程體系,同時(shí)還提供工程軟件、工程建造、交通工程、智能運維與管理等選修課模塊,充分滿(mǎn)足同學(xué)們個(gè)性化學(xué)習的需要。
我們相信,只要大家真心熱愛(ài)土木交通行業(yè),在實(shí)踐中潛心鉆研,一定能推動(dòng)交通強國建設“跑”出加速度。
智慧水利專(zhuān)業(yè)——“千里眼”“順風(fēng)耳”保障國家水安全
講述人:河海大學(xué)水利水電學(xué)院智慧水利系系主任 俞曉東
近年來(lái),隨著(zhù)遙感、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等一項項信息化手段的介入,水利工作者有了“千里眼”和“順風(fēng)耳”,能提前快速預警,有效減輕洪澇災害損失。
在新時(shí)代背景下,踐行“節水優(yōu)先、空間均衡、系統治理、兩手發(fā)力”治水思路,需要水利業(yè)務(wù)與信息技術(shù)的深度融合。舉個(gè)例子,我們想知道某個(gè)區域發(fā)生極端降雨后,會(huì )不會(huì )引發(fā)洪澇災害,怎樣有效降低損失。最有效的辦法是搭建一個(gè)一模一樣的虛擬區域,在里面設置一場(chǎng)暴雨,監測洪澇過(guò)程以及對該區域的影響,然后針對性地制定措施、降低損失,形成應急方案。當現實(shí)世界中暴雨來(lái)臨,就知道可能發(fā)生哪些危險,迅速采取應對措施。
智慧水利就是水利進(jìn)入數字時(shí)代的一種新形態(tài),基于數字虛擬技術(shù),實(shí)現預報、預警、預演、預案功能。面對當前智慧水利相關(guān)研發(fā)人才、應用開(kāi)發(fā)人才和實(shí)用技能人才需求的井噴態(tài)勢,河海大學(xué)率先提出創(chuàng )辦智慧水利專(zhuān)業(yè),依托學(xué)校水利工程一流學(xué)科和水利水電工程、水文與水資源工程、港口航道與海岸工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、通信工程、物聯(lián)網(wǎng)工程等水利類(lèi)和信息類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)的一流師資與辦學(xué)條件,開(kāi)展校企深度合作,構建“水利+人工智能”復合專(zhuān)業(yè)培養新模式,培養既懂水利又懂信息技術(shù)的復合型人才,為我國智慧水利建設持續注入強勁動(dòng)能。
作為新工科專(zhuān)業(yè),智慧水利很重視對創(chuàng )新思維和實(shí)踐能力的培養。希望選擇這個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生關(guān)注行業(yè)痛點(diǎn)、前沿動(dòng)態(tài),不要把思維局限在課本上,也不要把智慧固化在代碼中,而是重視每一次課程實(shí)驗、社會(huì )實(shí)踐,把專(zhuān)業(yè)技術(shù)應用到實(shí)踐中。
智慧能源工程專(zhuān)業(yè)——為“雙碳”目標提供人才支撐
講述人:中國工程院院士,上海交通大學(xué)國家電投智慧能源創(chuàng )新學(xué)院院長(cháng)、智慧能源工程專(zhuān)業(yè)負責人 黃震
作為世界上最大的發(fā)展中國家,我們要實(shí)現“雙碳”目標亟須推動(dòng)經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)結構、能源結構等綠色轉型,其中一項重要工作就是加強人才培養和儲備。對于高等院校來(lái)說(shuō),亟須以多學(xué)科交叉、協(xié)同創(chuàng )新,培養適合未來(lái)能源發(fā)展趨勢的復合型人才。
“智慧能源工程”本科專(zhuān)業(yè)就是依托上海交通大學(xué)國家電投智慧能源創(chuàng )新學(xué)院產(chǎn)教融合平臺,以“雙碳”背景下能源行業(yè)人才需求為導向而設立的。專(zhuān)業(yè)聚焦國家能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)需求,以能源類(lèi)和信息類(lèi)課程為主線(xiàn),在電氣工程、動(dòng)力與能源工程、控制科學(xué)與工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)與工程等領(lǐng)域進(jìn)行多學(xué)科交叉,旨在培養具有扎實(shí)的數理化基礎,將信息化技術(shù)與電氣工程、能源系統融會(huì )貫通,適應我國未來(lái)能源行業(yè)發(fā)展急需的復合型、創(chuàng )新型、實(shí)踐型人才,為“雙碳”目標的實(shí)現提供有力的人才支撐。
產(chǎn)教融合是這個(gè)專(zhuān)業(yè)的一大特色。為了提升學(xué)生學(xué)以致用的能力,我們設計了工學(xué)交替、逐級深化的實(shí)踐教育課程。四年制本科,實(shí)踐類(lèi)課程學(xué)時(shí)占全部課程學(xué)時(shí)的36%。大一有認知實(shí)踐,大二有拓展實(shí)踐,大三有研究實(shí)踐,到了大四,我們從企業(yè)一線(xiàn)征集研究課題,讓同學(xué)們在畢業(yè)設計的實(shí)踐中提前感受能源行業(yè),解決實(shí)際問(wèn)題。今年,我們從共建單位國家電力投資集團征集了183個(gè)課題,用于學(xué)生的探索研究。畢業(yè)設計將由學(xué)校和企業(yè)的“雙導師”共同指導,讓學(xué)生們充分體會(huì )學(xué)用相長(cháng)的意義。
我們期待,智慧能源工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生能運用所學(xué),推動(dòng)能源技術(shù)變革,創(chuàng )建全新的零碳能源系統,為早日實(shí)現“雙碳”目標貢獻聰明才智。
智慧海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè)——逐夢(mèng)深藍,“向海而行”更自信
講述人:哈爾濱工程大學(xué)未來(lái)技術(shù)學(xué)院常務(wù)副院長(cháng) 張勇剛
隨著(zhù)海洋強國建設深入推進(jìn),近年來(lái),發(fā)展海洋經(jīng)濟、保護海洋生態(tài)、維護海洋權益、構建海洋命運共同體日益成為國家迫切之需。身處智能化時(shí)代,設立智慧海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè),培養引領(lǐng)智慧海洋技術(shù)發(fā)展的未來(lái)領(lǐng)軍人才,是我們的職責所在。
智慧海洋技術(shù)聽(tīng)上去很高深,但其實(shí)離生活并不遙遠。比如近些年在我國推廣的“海洋牧場(chǎng)”,就是像在陸地放牧牛羊一樣,將海洋里的魚(yú)、蝦等,在一定海域內“圈養”起來(lái)??墒?,在水下怎樣監測和管理魚(yú)群呢?這就需要用到智能化海洋監測技術(shù)。通過(guò)搭載多種監測儀器和傳感器,海洋牧場(chǎng)不僅能實(shí)時(shí)監測水質(zhì)、水文、魚(yú)群動(dòng)態(tài)等信息,還能通過(guò)分析信息對生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)運營(yíng)進(jìn)行實(shí)時(shí)預警、預報,從而實(shí)現智能化牧場(chǎng)管理。
又如,我們學(xué)校研發(fā)的“悟空號”無(wú)纜水下機器人,去年年底在馬里亞納海溝“挑戰者”深淵完成了10896米深潛,刷新了世界紀錄。相比陸地,海洋環(huán)境對人類(lèi)來(lái)說(shuō)更加復雜,而海洋機器人的應用創(chuàng )新,對于我們探測海底地質(zhì)活動(dòng)、了解深海生物、進(jìn)行礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)等都有著(zhù)極大幫助。此外,在船舶領(lǐng)域,傳感器、通信、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)手段的介入,也讓未來(lái)的船舶變得更加安全、經(jīng)濟與環(huán)保。
與傳統的海洋工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)相比,智慧海洋技術(shù)專(zhuān)業(yè)特別強調學(xué)科專(zhuān)業(yè)的交叉融合,這也促使我們在人才培養模式上改革創(chuàng )新。我們從各專(zhuān)業(yè)選取了一批優(yōu)秀老師作為授課教師,在學(xué)生打好學(xué)科基礎后,鼓勵學(xué)生選擇自己感興趣的專(zhuān)業(yè)方向,帶著(zhù)交叉學(xué)科的思維進(jìn)行研究。同時(shí),我們將實(shí)踐創(chuàng )新能力提升作為培養學(xué)生的重要目標之一,注重過(guò)程性考核,將科研成果及時(shí)融入教學(xué),依托科研項目、科研平臺開(kāi)展人才培養。
開(kāi)學(xué)以來(lái),同學(xué)們對新專(zhuān)業(yè)的熱情很高。在接下來(lái)的學(xué)習中,我和同事們將注重培養學(xué)生在實(shí)踐中邊做邊學(xué)的能力,在海洋強國建設的新征程上,讓同學(xué)們擁有戰風(fēng)斗雨、劈波斬浪的勇氣和能力。
項目團隊:光明日報記者張勝、唐芊爾、蘇雁、顏維琦、趙秋麗、馮帆、張士英、王斯敏光明日報通訊員方彥蘅、趙怡寧、胡惠茹
《光明日報》( 2022年11月30日07版)