智能计算技术与应用
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1.2.1 “新医科”学生的基本素养

1.科学素养

科学素养是指一个人在从事某项工作时应具备的科学素质及修养。具有科学素养的人,应有一定的科学研究与技术创新能力,熟悉科学基本知识,掌握必要的科研方法与研究技能,能够运用科学思维进行科技探索与实践;善于发现问题,长于分析问题,能够找到解决问题的途径并有效加以解决;了解科学与技术的长处和局限性,能够客观认识科学、技术与人及社会的关系,具有与自然、他人及社会和谐相处的能力。上述对科学素养概念的定义,包含了对科学知识、研究技能、探索实践乃至国家经济发展、个人生活质量、社会责任感、对科技的认知、对科技本质的理解、环境因素的调控、科技文化塑造等多方面的考量。

2.工程素养

工程素养是指人们从事工程技术工作和解决复杂工程问题时必须具备的知识与品格、专业技能、发展潜力以及适应性等。工程素养的要素主要包括工程意识、工程知识、工程方法、工程思维、工程技能和工程伦理。其中,工程意识、工程知识、工程技能属于基本层次,工程方法、工程思维属于中间层次,而工程伦理(含工匠精神)则属于高级层次。培育并提升工程素养,需要激发工程意识,学习工程知识,掌握工程技能,建立工程思维,树立工匠精神。

从研究和应用的视角来看,科研工作者(尤其是从事理论研究和实验测量的研究者)一定要具备科学素养,而对工程素养要求不高。但是,对于从事技术开发和工程应用的工程师和技术员,则必须要具备工程素养。因此,从某种意义上说,具备科学素养的人不一定具备工程素养,而具备工程素养的人一定要具备科学素养。事实上,真正具有工程素养的人能够为工程带来新理念、新设计、新技术、新应用,能够为科技创新和工程应用提供强大的技术推动力。

3.计算思维与暗知识

计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等的一系列思维活动,是与形式化问题及其解决方案相关的思维过程,其解决问题的表示形式应该能有效地被信息处理代理执行。计算思维不同于人的思维方式,是计算机的思维方式。

2021年,DeepMind公司的AlphaFold团队对蛋白质结构的预测结果被施一公院士评价为人工智能对科学领域最大的一次贡献,是人类在认识自然界的科学探索征程中一个非常了不起的历史性成就。李国杰院士认为,机器学习可以正确预测蛋白质结构,说明机器已掌握了一些人类还不明白的“暗知识”。DeepMind与顶级数学家合作研发的AI成果也表明,存在一类人既不可以表达又不可以感受但计算机能明白的“暗知识”。“暗知识”的存在使我们更加确信计算机擅长的“计算思维”是一种客观存在。如果“新医科”专业的学生能从计算机的角度去思考问题,也就掌握了计算思维。