“人工智能”熱潮下計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)探討

李暉 李曉林

摘要：當(dāng)前，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，該計(jì)劃標(biāo)志著計(jì)算機(jī)專業(yè)迎來(lái)了“人工智能”新時(shí)期。本文針對(duì)該新型人才培養(yǎng)模式下計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)、人才培養(yǎng)模式等問題展開探討。通過構(gòu)建在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，結(jié)合人工智能技術(shù)，能夠自動(dòng)分析學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，期望在提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也能夠提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：人工智能;實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;在線學(xué)習(xí)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

人工智能延伸了人的腦力與體力，隨著人工智能的發(fā)展，越來(lái)越多的專業(yè)領(lǐng)域與其相結(jié)合，從而爆發(fā)出了全新的活力。對(duì)于傳統(tǒng)高等教育領(lǐng)域，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也紛紛結(jié)合人工智能這個(gè)時(shí)代大背景展開了相關(guān)創(chuàng)新性研究。2016年，劉清堂等人對(duì)智能教學(xué)的發(fā)展進(jìn)行了研究和展望;2017年，閆志明、唐夏夏等人對(duì)人工智能的內(nèi)涵、關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用趨勢(shì)進(jìn)行了跟蹤研究;隨后，馬玉慧等人研究了面向人工智能新時(shí)代下我國(guó)的教育發(fā)展路徑。2017年5月13日，中國(guó)科學(xué)院院士褚君浩做了關(guān)于當(dāng)前智能化、自動(dòng)化時(shí)代下的有關(guān)智慧教育的主題報(bào)告，重新闡述了面向人工智能這個(gè)時(shí)代大背景下智慧教育的內(nèi)涵。由此可見，上述這些相應(yīng)的研究工作，為面向“人工智能”計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)，奠定了較為翔實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2017年7月8日，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，提出了“智能教育”這一全新型教育模式，為計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)指明了發(fā)展方向。2018年4月12日，為落實(shí)國(guó)務(wù)院的“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》。該計(jì)劃目的是引導(dǎo)我國(guó)高等學(xué)校瞄準(zhǔn)世界科技前沿——人工智能領(lǐng)域，不斷提高在人工智能領(lǐng)域科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)和國(guó)際合作交流等能力，為我國(guó)新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。教育部的此項(xiàng)計(jì)劃要求在推進(jìn)“新工科”建設(shè)的同時(shí)，也需要重視人工智能與計(jì)算機(jī)、控制、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、法學(xué)等各個(gè)傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)教育的深入交叉融合。這一計(jì)劃標(biāo)志著專業(yè)計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)迎來(lái)“人工智能”時(shí)代專業(yè)人才培養(yǎng)新時(shí)期。

面向“人工智能”時(shí)代的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新模式，不僅僅是要培養(yǎng)人工智能的專業(yè)人才，也是為了加快將人工智能創(chuàng)新應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域?？筛淖儺?dāng)前傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)教育的限制，是促進(jìn)計(jì)算機(jī)教育公平、提高計(jì)算機(jī)教育質(zhì)量的重要手段。這種人才培養(yǎng)新模式利用人工智能技術(shù)支撐專業(yè)計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新和教學(xué)方法的改革。目標(biāo)是構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)化、智能化和個(gè)性化的新型教學(xué)網(wǎng)絡(luò)和教育體系?？偟膩?lái)說，“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新模式不僅要能夠提高計(jì)算機(jī)教學(xué)效率，而且還可提升計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新模式涉及領(lǐng)域廣，參與方多、學(xué)科和學(xué)生多樣性等問題，本文擬以本科生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)為主線，設(shè)計(jì)面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)課程群，用面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的教育創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)模式，探討新的本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)模式和方法，探索新的教育教學(xué)模式。

1人才培養(yǎng)模式的改革思路

對(duì)于面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新模式，首先應(yīng)該結(jié)合計(jì)算機(jī)教育模式改革的內(nèi)在需求，同時(shí)探討面向人工智能與計(jì)算機(jī)學(xué)科的交叉融合下的本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的內(nèi)在聯(lián)系與本質(zhì)內(nèi)涵。主要改革措施如下：

（1）明確面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的本質(zhì)內(nèi)涵。從教育理論和教育實(shí)踐層面分析面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和所涵蓋的內(nèi)容;分清在工程教育背景下的創(chuàng)新能力提升途徑與傳統(tǒng)教學(xué)方法的差異;在此基礎(chǔ)上建立面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生人才培養(yǎng)教育教學(xué)模式和基本框架。

（2）深入研究面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系。引人人工智能技術(shù)的教學(xué)方法，對(duì)面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的內(nèi)在要求進(jìn)行研究，揭示面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式教學(xué)方法的本質(zhì)屬性，在此基礎(chǔ)上建立面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的標(biāo)準(zhǔn)化研究框架，對(duì)核心本質(zhì)教育規(guī)律進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化總結(jié)，同時(shí)兼顧計(jì)算機(jī)學(xué)科和學(xué)生特點(diǎn)，深入分析標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)涵與外延，實(shí)現(xiàn)人工智能與計(jì)算機(jī)學(xué)科的交叉融合教學(xué)方法的可操作性，提高教學(xué)方法的可推廣性。

（3）教育創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的發(fā)展。目前，我國(guó)計(jì)算機(jī)教育手段創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)不足。急需將人工智能技術(shù)應(yīng)用在教育上進(jìn)行創(chuàng)新，如可以基于圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行智能評(píng)卷、基于機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)線下學(xué)生學(xué)習(xí)行為監(jiān)督等，推動(dòng)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)教育自身的不斷變革與創(chuàng)新。同時(shí)，利用人工智能技術(shù)構(gòu)建一個(gè)以學(xué)生需求為中心的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，以培養(yǎng)創(chuàng)新性人才為導(dǎo)向，滿足當(dāng)前知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展需求。

（4）探索面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)國(guó)際化實(shí)現(xiàn)路徑。研究具有國(guó)際視野和計(jì)算機(jī)學(xué)科交叉背景的新模式，研究實(shí)現(xiàn)人工智能與計(jì)算機(jī)學(xué)科的交叉融合教學(xué)的國(guó)際化途徑與方法，拓展創(chuàng)新教育的視野，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的層次與實(shí)際作用。

2人才培養(yǎng)新模式的具體措施

力圖通過面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)新型教學(xué)方法的引入，融合技術(shù)、工程、人文領(lǐng)域三方面知識(shí)，滿足社會(huì)、學(xué)科以及學(xué)生自身的發(fā)展需求。嘗試探討目前教學(xué)方法標(biāo)準(zhǔn)化、前沿性和國(guó)際化等方面的不足，提出相對(duì)應(yīng)的解決辦法，切實(shí)提升本科生創(chuàng)新能力。

面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)課程群，改革傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，開設(shè)面向“人工智能”的python語(yǔ)言，并圍繞python語(yǔ)言開設(shè)后續(xù)的專業(yè)課程。為了有針對(duì)性地培養(yǎng)本科生，將后續(xù)課程分不同方向，設(shè)置專業(yè)課程群，如面向圖像處理，開設(shè)數(shù)字圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能計(jì)算等課程;面向大數(shù)據(jù)，開設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)分析與處理、深度學(xué)習(xí)等課程。對(duì)于所設(shè)置的課程強(qiáng)化課程的實(shí)踐性，增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)手環(huán)節(jié)，讓學(xué)生積極使用python語(yǔ)言進(jìn)行相應(yīng)的程序開發(fā)。另外，將慕課和微課引入課程學(xué)習(xí)，利用當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，增加課程的趣味性，讓學(xué)生真正體驗(yàn)到隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的快樂。

面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新模式能促進(jìn)知識(shí)的傳播、管理和更新;通過機(jī)器學(xué)習(xí)建立線下學(xué)生學(xué)習(xí)和行為模型，當(dāng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)時(shí)，該模型能夠自動(dòng)感知學(xué)生學(xué)習(xí)情況并主動(dòng)調(diào)控，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力;傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，教師往往需要進(jìn)行大量的重復(fù)性機(jī)械勞動(dòng)，新的人才培養(yǎng)模式能使教師脫離這種煩瑣的重復(fù)性勞動(dòng)，以便能更專注于學(xué)生的個(gè)性化教學(xué);能改變師生傳統(tǒng)的交互方式，使學(xué)生能更加便捷咨詢老師，同時(shí)使老師更清楚了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，繼而開展針對(duì)性教學(xué)，這能讓學(xué)生獲得更多更有效的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，建立起一個(gè)新型的智能化教育生態(tài)。

面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新模式主要的實(shí)踐方法有，建立計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)網(wǎng)站，并結(jié)合人工智能技術(shù)，分析傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)模式，本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制，針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的創(chuàng)新能力展開研究和示范;設(shè)計(jì)人工智能與計(jì)算機(jī)學(xué)科交叉融合的引入機(jī)制，開展交流和推廣活動(dòng)，向全校本科生課程建設(shè)和教學(xué)模式擴(kuò)散，提升教學(xué)的示范作用，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)全校教學(xué)模式的示范和輻射作用。

3結(jié)束語(yǔ)

面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)新模式，將人工智能引入專業(yè)計(jì)算機(jī)學(xué)科人才培養(yǎng)中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，同時(shí)探討了面向“人工智能”時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的標(biāo)準(zhǔn)化、前沿化和國(guó)際化的實(shí)現(xiàn)途徑，為探索本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)提供新的思路。該新模式在本科生的專業(yè)培養(yǎng)中具有重要的作用，將成功的培養(yǎng)模式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化便于推廣，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，尊重人性，擴(kuò)大專業(yè)的國(guó)際視野，對(duì)于我校其他專業(yè)的本科生培養(yǎng)模式具有較好的示范作用。