人工智能背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)雙創(chuàng)人才培養(yǎng)模式探索

陳建國(guó)，陸慧娟，周杭霞，周永霞，衛(wèi) 偉

（中國(guó)計(jì)量大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 杭州 310018）

0 引 言

2015年7月，國(guó)務(wù)院出臺(tái)《關(guān)于積極推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，首次提出將培育及發(fā)展人工智能（artificial intelligence,AI）產(chǎn)業(yè)。2016年公布的《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》和《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案》等文件都對(duì)發(fā)展AI產(chǎn)業(yè)作出詳細(xì)安排。2017年3月和2017年10月，AI分別被寫入政府工作報(bào)告和黨的十九大報(bào)告。2018年10月31日，習(xí)近平總書記主持中共中央政治局，在就AI發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)舉行的第九次集體學(xué)習(xí)中強(qiáng)調(diào)，AI是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力量，能否做到加快發(fā)展新一代AI事關(guān)我國(guó)能否抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇。習(xí)近平總書記還特別指出，要加強(qiáng)AI人才隊(duì)伍的建設(shè)，要以更大的決心、更有力的措施，打造多種形式的高層次人才培養(yǎng)平臺(tái)；要加強(qiáng)后備人才培養(yǎng)力度，為科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更加充分的人才支撐[1]。

AI具有多學(xué)科綜合、高度復(fù)雜的特征，然而，AI通常被認(rèn)為是利用計(jì)算機(jī)的模型、程序、方法和概念實(shí)現(xiàn)科學(xué)的認(rèn)知過(guò)程，因此，它所在的學(xué)科屬于計(jì)算機(jī)一級(jí)學(xué)科下設(shè)的二級(jí)學(xué)科。在大多數(shù)高校中，計(jì)算機(jī)專業(yè)歸屬工程教育范圍。

為深化工程教育改革和建設(shè)工程教育強(qiáng)國(guó)，教育部高等教育司（簡(jiǎn)稱高教司）對(duì)工程科技人才提出更高要求，提倡加快工程教育的改革創(chuàng)新。高教司2017年發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》（教高司函（2017）6號(hào)），提出人才培養(yǎng)的新模式，即要求開展深化產(chǎn)教融合、校企合作體制機(jī)制和人才培養(yǎng)模式改革的研究和實(shí)踐。這個(gè)通知還提及了一個(gè)2017年以來(lái)在高校頻繁出現(xiàn)的流行語(yǔ)，即“新工科”。新工科是指新產(chǎn)業(yè)、新專業(yè)，如AI、云計(jì)算等，也包括傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造。對(duì)新工科的研究，就是對(duì)新結(jié)構(gòu)、新質(zhì)量、新理念、新體系、新模式“五新”為標(biāo)志的項(xiàng)目研究與實(shí)踐[2]。另外，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)（簡(jiǎn)稱雙創(chuàng)）教育理念融入人才培養(yǎng)規(guī)劃，培養(yǎng)滿足社會(huì)急需的雙創(chuàng)人才，是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)改革創(chuàng)新面臨的重大挑戰(zhàn)。

1 AI發(fā)展及人才短缺分析

AI尚未有一個(gè)明確一致的定義。有專家認(rèn)為，AI是關(guān)于知識(shí)的學(xué)科，是研究知識(shí)表達(dá)、知識(shí)獲取及知識(shí)使用的科學(xué)；也有專家認(rèn)為，AI是研究如何讓計(jì)算機(jī)做只有人能做的智能工作。

自1956年美國(guó)達(dá)特茅斯會(huì)議首次提出AI理念以來(lái)，它的發(fā)展幾經(jīng)起伏。近年來(lái)，在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新理論、新技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，AI加速發(fā)展，呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、人機(jī)協(xié)同、跨界融合等新特征。

AI的發(fā)展嚴(yán)重倚重高端人才，其人才的質(zhì)量和數(shù)量決定著AI發(fā)展的潛力與水平。目前，AI人才出現(xiàn)全球性短缺現(xiàn)象。據(jù)近期全球職業(yè)社交平臺(tái)LinkedIn的數(shù)據(jù)分析，平臺(tái)中全球AI現(xiàn)有人才數(shù)量約為25萬(wàn)。根據(jù)AI人才人數(shù)排列，主要分布在美國(guó)、歐洲、印度、加拿大、澳大利亞、中國(guó)等，比較中美兩國(guó)AI人才的從業(yè)年限構(gòu)成及比例，結(jié)果為：①10年以上經(jīng)驗(yàn)的：美國(guó)接近50%，中國(guó)不到25%；②5年以下經(jīng)驗(yàn)的：美國(guó)約為28%，中國(guó)超過(guò)40%。可見(jiàn)，我國(guó)AI人才人數(shù)總量偏少，10年以上資深人才嚴(yán)重缺乏，不過(guò)我國(guó)年輕一代的AI人才比例較高，未來(lái)人才培養(yǎng)和發(fā)展空間廣闊。

解決現(xiàn)有的全球AI領(lǐng)軍人才數(shù)量與質(zhì)量無(wú)法滿足技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展巨大需求等問(wèn)題的方案有2個(gè)：①與他國(guó)爭(zhēng)奪全球的存量人才，制訂優(yōu)惠政策，積極吸引海外AI人才回國(guó)創(chuàng)業(yè)；②設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)方案和人才發(fā)展規(guī)劃，改進(jìn)教學(xué)模式，培養(yǎng)本地化AI人才。

我國(guó)在理工科若干專業(yè)（如計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)等）的人才培養(yǎng)方面有良好的基礎(chǔ)，這些專業(yè)均為從事AI應(yīng)用開發(fā)的核心基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)AI領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的分析可以看到，計(jì)算機(jī)、軟件工程等專業(yè)是中國(guó)AI人才培養(yǎng)的主力專業(yè)，其中計(jì)算機(jī)專業(yè)與AI相關(guān)性最強(qiáng)，因此，開展高校計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究很有必要，有利于AI人才培養(yǎng)體系的建立及高校AI學(xué)科的建設(shè)。

2 現(xiàn)有計(jì)算機(jī)專業(yè)雙創(chuàng)人才培養(yǎng)模式分析

經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，大多數(shù)高校在計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的課程體系、教學(xué)模式、實(shí)踐教學(xué)等方面取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，但在雙創(chuàng)人才的培養(yǎng)方面，不少高校仍存在著一些共性問(wèn)題，如教師雙創(chuàng)教育意識(shí)薄弱，學(xué)生培養(yǎng)的定位不準(zhǔn)確，知識(shí)體系規(guī)劃缺乏系統(tǒng)性，學(xué)生不具備完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)思維，學(xué)生缺乏實(shí)踐過(guò)程中解決復(fù)雜性工程問(wèn)題的能力等[3]。

2.1 雙創(chuàng)教育意識(shí)薄弱

高校中關(guān)于雙創(chuàng)的教育仍處于起步階段，具體表現(xiàn)為教師不清楚雙創(chuàng)的目標(biāo)與過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生雙創(chuàng)能力的意識(shí)薄弱，無(wú)法將課程教學(xué)與雙創(chuàng)教育相結(jié)合。

2.2 培養(yǎng)定位不準(zhǔn)確

計(jì)算機(jī)專業(yè)覆蓋內(nèi)容較廣泛，高校若對(duì)專業(yè)方向定位不準(zhǔn)確，就無(wú)法明確專業(yè)人才培養(yǎng)的重點(diǎn)。當(dāng)前一些高校的人才培養(yǎng)規(guī)劃或方案包括眾多與計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程，而這些課程并未經(jīng)廣泛的市場(chǎng)調(diào)研，且未經(jīng)高校教師與企業(yè)專家共同商定。高校大多數(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中的學(xué)分有限制，課程門數(shù)越多，平均每門課的學(xué)分就越少。依據(jù)現(xiàn)有的人才培養(yǎng)規(guī)劃或方案進(jìn)行教學(xué)的后果是學(xué)生對(duì)許多課程只有初步了解，缺乏深度理解，這樣培養(yǎng)出來(lái)的畢業(yè)生與企業(yè)的要求相距甚遠(yuǎn)。由于課程體系缺乏方向，無(wú)法側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生在某一方向的技能，會(huì)在一定程度上影響學(xué)生雙創(chuàng)能力的培養(yǎng)，使畢業(yè)生缺乏雙創(chuàng)動(dòng)力。

2.3 教學(xué)模式不先進(jìn)

不少高校仍在使用傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式，即學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)的灌輸，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式已難以跟上發(fā)展的步伐。在雙創(chuàng)方面，部分高校開始在常規(guī)教學(xué)過(guò)程中融入學(xué)生雙創(chuàng)培養(yǎng)舉措與策略，即獨(dú)立開設(shè)雙創(chuàng)課程。這種教學(xué)模式局限較大，教育效果不佳，無(wú)法與其他課程關(guān)聯(lián)，沒(méi)有注重各學(xué)科之間的融合，無(wú)法有效發(fā)展學(xué)生將各學(xué)科進(jìn)行實(shí)際融合應(yīng)用的能力，難以支持學(xué)生的雙創(chuàng)活動(dòng)。

2.4 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不充足

為配合理論教學(xué)，通常的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有：①在理論教學(xué)過(guò)程中，設(shè)置一定時(shí)數(shù)的實(shí)驗(yàn)；②設(shè)置獨(dú)立的課程設(shè)計(jì)課。這些實(shí)踐環(huán)節(jié)的主要目的是鞏固理論、熟悉知識(shí)點(diǎn)，缺點(diǎn)是缺少對(duì)學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、工程實(shí)踐能力等的培養(yǎng)，忽略學(xué)生對(duì)新興領(lǐng)域的實(shí)踐與探索，使得學(xué)生的雙創(chuàng)能力難以形成。學(xué)生大四期間的2～3周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)因時(shí)間短，目標(biāo)不明確，也存在類似的不足。另外，不少高校對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的雙創(chuàng)實(shí)踐基地建設(shè)投入不足，無(wú)法合理利用第3方提供的雙創(chuàng)科技園、實(shí)踐孵化基地等提高學(xué)生的技能和雙創(chuàng)能力。雖然雙創(chuàng)競(jìng)賽能在一定程度上鍛煉學(xué)生的雙創(chuàng)能力，但是因其存在一定的功利性，難以真正發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生雙創(chuàng)能力的作用[4]。

2.5 師資力量不完善

高校中的教師通常具有較高的專業(yè)理論水平和較強(qiáng)的科研能力，但是很多教師沒(méi)有工程實(shí)踐背景，實(shí)踐能力相對(duì)薄弱。這些教師由于平時(shí)的教學(xué)任務(wù)繁重，很少有時(shí)間參加培訓(xùn)或者企業(yè)頂崗實(shí)踐，這樣的師資隊(duì)伍難以教導(dǎo)出具備雙創(chuàng)能力的學(xué)生。

3 人才培養(yǎng)模式革新

為提高雙創(chuàng)能力的培養(yǎng)質(zhì)量，高校雙創(chuàng)人才培養(yǎng)方案應(yīng)融入整個(gè)教學(xué)過(guò)程，因此，要統(tǒng)籌規(guī)劃培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求、教學(xué)模式、課程設(shè)置、實(shí)踐活動(dòng)、師資隊(duì)伍建設(shè)，為更好地培養(yǎng)學(xué)生雙創(chuàng)綜合素養(yǎng)和專業(yè)技能奠定基礎(chǔ)。

3.1 明確培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求

高校應(yīng)以工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求設(shè)定專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，并建立畢業(yè)要求對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐關(guān)系表。培養(yǎng)目標(biāo)是指學(xué)生畢業(yè)后5年應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)，如具有較強(qiáng)開拓創(chuàng)新精神和雙創(chuàng)思維能力，具有一定的科研能力與實(shí)際工作能力，能夠勝任計(jì)算機(jī)領(lǐng)域技術(shù)相關(guān)的管理、生產(chǎn)、銷售、產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)等崗位工作。畢業(yè)要求是指學(xué)生本科學(xué)業(yè)畢業(yè)時(shí)應(yīng)達(dá)到的要求，如能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。

3.2 改進(jìn)教學(xué)模式

在教學(xué)模式上，建議采用工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的OBE（outcome based education）教學(xué)模式，即產(chǎn)出導(dǎo)向教育，這是一種基于學(xué)習(xí)結(jié)果的教學(xué)模式，它代表著專業(yè)教學(xué)未來(lái)變革的方向[5]。這一教育模式的核心是將學(xué)生的素質(zhì)和潛能表現(xiàn)作為衡量教學(xué)成果的依據(jù)，建立“評(píng)價(jià)—反饋—改進(jìn)” 的閉環(huán)機(jī)制，促進(jìn)高校持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量。此模式的重點(diǎn)是以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向。

具體做法：首先，教師以學(xué)生畢業(yè)目標(biāo)和畢業(yè)要求為中心，設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案、教學(xué)活動(dòng)、資源投入等，這些設(shè)計(jì)的績(jī)效最終落腳在學(xué)生能力培養(yǎng)的達(dá)成；其次是建立針對(duì)全體學(xué)生的合格性評(píng)價(jià)機(jī)制。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生是教學(xué)的主體，教師則是管理者、監(jiān)督者、引導(dǎo)者。另外，可適當(dāng)調(diào)整理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)的比例，增加教學(xué)實(shí)踐和學(xué)生自學(xué)的時(shí)間，為雙創(chuàng)能力培養(yǎng)提供時(shí)間保證。

3.3 優(yōu)化課程體系

高校應(yīng)制訂科學(xué)合理的課程教育體系，既要激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，又要潛移默化地在教學(xué)中融入雙創(chuàng)理念，為學(xué)生未來(lái)獨(dú)自創(chuàng)業(yè)打下良好的理論基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)相關(guān)課程時(shí)，尤其要重視理論與實(shí)踐的結(jié)合。

從工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求出發(fā)，課程體系應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)畢業(yè)要求的支撐。以畢業(yè)要求為例，應(yīng)設(shè)置的配套課程是計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理、社會(huì)實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐等。

3.4 完善實(shí)踐環(huán)節(jié)

高校應(yīng)構(gòu)建計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)雙創(chuàng)實(shí)踐平臺(tái)，建立由課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、課外實(shí)踐、企業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等不同層次構(gòu)成的多維創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)體系。由于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域許多應(yīng)用需求來(lái)自于社會(huì)與企業(yè)，因此應(yīng)加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)在AI及互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的深度融合，構(gòu)建學(xué)校、在線平臺(tái)、企業(yè)實(shí)習(xí)基地等多途徑立體實(shí)踐訓(xùn)練體系，建設(shè)校內(nèi)外聯(lián)合實(shí)習(xí)、校企協(xié)同融合的雙創(chuàng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。

3.5 優(yōu)化師資隊(duì)伍

AI背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)雙創(chuàng)人才的培養(yǎng)，要求計(jì)算機(jī)專業(yè)教師將適應(yīng)時(shí)代需求及雙創(chuàng)理念的新知識(shí)、新觀點(diǎn)引入專業(yè)課程教學(xué)中。工欲善其事，必先利其器，因此，要構(gòu)建計(jì)算機(jī)專業(yè)教師隊(duì)伍建設(shè)方案，探索提高教師理論和技術(shù)水平的方式方法，充分利用AI領(lǐng)域的優(yōu)秀成果，鼓勵(lì)計(jì)算機(jī)專業(yè)教師通過(guò)多種途徑參加培訓(xùn)。

4 教學(xué)模式改革實(shí)踐

在人才培養(yǎng)方面，中國(guó)計(jì)量大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系以工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求為學(xué)生培養(yǎng)的出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)確定培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，建立畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系與畢業(yè)目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣，努力優(yōu)化課程建設(shè)、改進(jìn)教學(xué)模式、完善實(shí)踐環(huán)節(jié)、促進(jìn)師資隊(duì)伍建設(shè)等，進(jìn)行教學(xué)模式的改革。

為促進(jìn)AI學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的合作，學(xué)校擬參照法國(guó)高校的做法，在高校中開設(shè)“企業(yè)教席”[6]，即以2～3門計(jì)算機(jī)專業(yè)課程為試點(diǎn)，聘請(qǐng)企業(yè)專家擔(dān)任這些課程的主講教師。學(xué)院也鼓勵(lì)教師與企業(yè)合作開展科研項(xiàng)目,以扭轉(zhuǎn)多數(shù)高校教師沒(méi)有工程實(shí)踐背景、實(shí)踐能力相對(duì)薄弱的困境。學(xué)院還鼓勵(lì)教師和學(xué)生在條件成熟時(shí)成立AI初創(chuàng)企業(yè)。

在教師能力培養(yǎng)方面，學(xué)院安排專業(yè)教師參加培訓(xùn)，方式有2種：①送教師去培訓(xùn)機(jī)構(gòu)；②聘請(qǐng)培訓(xùn)專家來(lái)學(xué)校。2017年，5名老師參加在杭州的Python語(yǔ)言培訓(xùn)；2018年暑假，學(xué)院派遣2名教師到北京參加Python深度培訓(xùn)班；2018年暑假，學(xué)院聘請(qǐng)北京一數(shù)據(jù)公司的培訓(xùn)教師專程來(lái)校集中講授AI典型算法及其應(yīng)用課程，40余名來(lái)自各個(gè)學(xué)院的師生參加培訓(xùn)，效果良好，受到參訓(xùn)師生的好評(píng)。

為促進(jìn)計(jì)算機(jī)專業(yè)特色建設(shè)和人才培養(yǎng)，同時(shí)為了完善課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革，學(xué)院還成功申請(qǐng)教育部與企業(yè)共同支持的協(xié)同育人項(xiàng)目。希望通過(guò)這些項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)課程資源的共享、專業(yè)的校企共建、人才培養(yǎng)體系的完善等。

5 結(jié) 語(yǔ)

在AI日益得到重視的大背景下，高校應(yīng)培養(yǎng)雙創(chuàng)型的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，以滿足目前當(dāng)今社會(huì)對(duì)AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的需求。未來(lái)的人才培養(yǎng)模式將以多學(xué)科交叉融合為指導(dǎo)。構(gòu)建適應(yīng)AI、“互聯(lián)網(wǎng)+”等時(shí)代特色以及融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、新工科、工程教育等多種理念的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式和課程體系，搭建支持雙創(chuàng)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，培養(yǎng)具有AI及“互聯(lián)網(wǎng)+”思維的新型計(jì)算機(jī)專業(yè)高級(jí)人才，將是計(jì)算機(jī)專業(yè)教師未來(lái)持續(xù)努力的方向。