“人工智能”熱潮下計算機專業(yè)人才培養(yǎng)探討

李暉 李曉林

摘要：當前，教育部印發(fā)了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，該計劃標志著計算機專業(yè)迎來了“人工智能”新時期。本文針對該新型人才培養(yǎng)模式下計算機專業(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)建在線學習平臺，結(jié)合人工智能技術(shù)，能夠自動分析學生學習的情況，期望在提升學生學習興趣的同時，也能夠提升學生的創(chuàng)新能力，達到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才的目標。

關(guān)鍵詞：人工智能;實驗教學改革;在線學習平臺

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：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。對于傳統(tǒng)高等教育領(lǐng)域，近年來，國內(nèi)外學者也紛紛結(jié)合人工智能這個時代大背景展開了相關(guān)創(chuàng)新性研究。2016年，劉清堂等人對智能教學的發(fā)展進行了研究和展望;2017年，閆志明、唐夏夏等人對人工智能的內(nèi)涵、關(guān)鍵技術(shù)與應用趨勢進行了跟蹤研究;隨后，馬玉慧等人研究了面向人工智能新時代下我國的教育發(fā)展路徑。2017年5月13日，中國科學院院士褚君浩做了關(guān)于當前智能化、自動化時代下的有關(guān)智慧教育的主題報告，重新闡述了面向人工智能這個時代大背景下智慧教育的內(nèi)涵。由此可見，上述這些相應的研究工作，為面向“人工智能”計算機專業(yè)人才培養(yǎng)，奠定了較為翔實的理論基礎(chǔ)。

2017年7月8日，國務院印發(fā)了《國務院關(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，為計算機人才培養(yǎng)指明了發(fā)展方向。2018年4月12日，為落實國務院的“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”，教育部印發(fā)了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》。該計劃目的是引導我國高等學校瞄準世界科技前沿——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)和國際合作交流等能力，為我國新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。教育部的此項計劃要求在推進“新工科”建設(shè)的同時，也需要重視人工智能與計算機、控制、數(shù)學、統(tǒng)計學、物理學、生物學、心理學、社會學、法學等各個傳統(tǒng)學科專業(yè)教育的深入交叉融合。這一計劃標志著專業(yè)計算機人才培養(yǎng)迎來“人工智能”時代專業(yè)人才培養(yǎng)新時期。

面向“人工智能”時代的計算機專業(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)新應用于計算機教育領(lǐng)域?？筛淖儺斍皞鹘y(tǒng)計算機教育的限制，是促進計算機教育公平、提高計算機教育質(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)計算機人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新和教學方法的改革。目標是構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)化、智能化和個性化的新型教學網(wǎng)絡(luò)和教育體系?？偟膩碚f，“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)新模式不僅要能夠提高計算機教學效率，而且還可提升計算機專業(yè)本科生的學習能力和創(chuàng)新能力。

面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)新模式涉及領(lǐng)域廣，參與方多、學科和學生多樣性等問題，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)計面向“人工智能”時代計算機專業(yè)課程群，用面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的教育創(chuàng)新驅(qū)動模式，探討新的本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)模式和方法，探索新的教育教學模式。

1人才培養(yǎng)模式的改革思路

對于面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)新模式，首先應該結(jié)合計算機教育模式改革的內(nèi)在需求，同時探討面向人工智能與計算機學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”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的本質(zhì)內(nèi)涵。從教育理論和教育實踐層面分析面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)目標和所涵蓋的內(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)教學方法的差異;在此基礎(chǔ)上建立面向“人工智能”時代計算機專業(yè)本科生人才培養(yǎng)教育教學模式和基本框架。

（2）深入研究面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)標準化體系。引人人工智能技術(shù)的教學方法，對面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的內(nèi)在要求進行研究，揭示面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式教學方法的本質(zhì)屬性，在此基礎(chǔ)上建立面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的標準化研究框架，對核心本質(zhì)教育規(guī)律進行標準化總結(jié)，同時兼顧計算機學科和學生特點，深入分析標準化的內(nèi)涵與外延，實現(xiàn)人工智能與計算機學科的交叉融合教學方法的可操作性，提高教學方法的可推廣性。

（3）教育創(chuàng)新驅(qū)動面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的發(fā)展。目前，我國計算機教育手段創(chuàng)新驅(qū)動不足。急需將人工智能技術(shù)應用在教育上進行創(chuàng)新，如可以基于圖像識別技術(shù)進行智能評卷、基于機器學習對線下學生學習行為監(jiān)督等，推動傳統(tǒng)計算機教育自身的不斷變革與創(chuàng)新。同時，利用人工智能技術(shù)構(gòu)建一個以學生需求為中心的新型實驗教學環(huán)境，以培養(yǎng)創(chuàng)新性人才為導向，滿足當前知識經(jīng)濟時代的發(fā)展需求。

（4）探索面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)國際化實現(xiàn)路徑。研究具有國際視野和計算機學科交叉背景的新模式，研究實現(xiàn)人工智能與計算機學科的交叉融合教學的國際化途徑與方法，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”時代計算機專業(yè)新型教學方法的引入，融合技術(shù)、工程、人文領(lǐng)域三方面知識，滿足社會、學科以及學生自身的發(fā)展需求。嘗試探討目前教學方法標準化、前沿性和國際化等方面的不足，提出相對應的解決辦法，切實提升本科生創(chuàng)新能力。

面向“人工智能”時代計算機專業(yè)課程群，改革傳統(tǒng)計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)課程，開設(shè)面向“人工智能”的python語言，并圍繞python語言開設(shè)后續(xù)的專業(yè)課程。為了有針對性地培養(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、機器學習、智能計算等課程;面向大數(shù)據(jù)，開設(shè)數(shù)據(jù)科學分析與處理、深度學習等課程。對于所設(shè)置的課程強化課程的實踐性，增加實驗動手環(huán)節(jié)，讓學生積極使用python語言進行相應的程序開發(fā)。另外，將慕課和微課引入課程學習，利用當前移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，增加課程的趣味性，讓學生真正體驗到隨時隨地學習的快樂。

面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)新模式能促進知識的傳播、管理和更新;通過機器學習建立線下學生學習和行為模型，當學生在網(wǎng)絡(luò)上進行學習和實驗時，該模型能夠自動感知學生學習情況并主動調(diào)控，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力;傳統(tǒng)的教學方式中，教師往往需要進行大量的重復性機械勞動，新的人才培養(yǎng)模式能使教師脫離這種煩瑣的重復性勞動，以便能更專注于學生的個性化教學;能改變師生傳統(tǒng)的交互方式，使學生能更加便捷咨詢老師，同時使老師更清楚了解學生的學習狀態(tài)，繼而開展針對性教學，這能讓學生獲得更多更有效的學習體驗，建立起一個新型的智能化教育生態(tài)。

面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)新模式主要的實踐方法有，建立計算機專業(yè)課程教學網(wǎng)站，并結(jié)合人工智能技術(shù)，分析傳統(tǒng)計算機專業(yè)課程教學模式，本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力評價與反饋機制，針對計算機專業(yè)本科生的創(chuàng)新能力展開研究和示范;設(shè)計人工智能與計算機學科交叉融合的引入機制，開展交流和推廣活動，向全校本科生課程建設(shè)和教學模式擴散，提升教學的示范作用，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對全校教學模式的示范和輻射作用。

3結(jié)束語

面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)新模式，將人工智能引入專業(yè)計算機學科人才培養(yǎng)中，實現(xiàn)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，同時探討了面向“人工智能”時代計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的標準化、前沿化和國際化的實現(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)模式進行標準化便于推廣，創(chuàng)新驅(qū)動，尊重人性，擴大專業(yè)的國際視野，對于我校其他專業(yè)的本科生培養(yǎng)模式具有較好的示范作用。