智能時代的信息類復(fù)合型應(yīng)用本科人才培養(yǎng)模式改革研究

于長青 郭建新 姚全珠 朱參世 鄧勤利

摘要：隨著“云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、人工智能”等技術(shù)的不斷發(fā)展，社會對人才的需求與高校人才培養(yǎng)之間出現(xiàn)了明顯的不匹配。為了有效解決高校教育培養(yǎng)符合國家戰(zhàn)略要求的信息類復(fù)合型人才，本文以西京學院信息工程學院為例，分析了信息類人才培養(yǎng)模式存在問題，然后提出了信息類人才培養(yǎng)模式改革方案，為信息類復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)提供現(xiàn)實依據(jù);形成信息大類統(tǒng)一架構(gòu)下的“云大物移智”人才培養(yǎng)改革優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：智能時代;信息類;人才培養(yǎng)

引言

“云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、人工智能”（以下簡稱：云大物移智）等新技術(shù)的涌現(xiàn)，標志著人類社會正步入智能時代。隨著上述技術(shù)在社會生產(chǎn)、分配、交換、消費等經(jīng)濟活動環(huán)節(jié)的影響日益加大，將在各個領(lǐng)域形成智能化的新需求、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)，這勢必會改變?nèi)祟惖纳罘绞缴踔辽鐣Y(jié)構(gòu)。目前，世界各主要發(fā)達國家都將人工智能作為國家發(fā)展戰(zhàn)略，加快推動產(chǎn)業(yè)布局，以期在新一輪國際競爭中取得主動。

智能時代的發(fā)展之爭，歸根結(jié)底是人才之爭。在我國，人工智能的社會需求和專業(yè)人才培養(yǎng)之間出現(xiàn)了明顯的不匹配。一方面，人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，不斷涌現(xiàn)出數(shù)目眾多的科技創(chuàng)新公司和項目，市場需求大;另一方面，由于人工智能涉及到多個專業(yè)領(lǐng)域，需要復(fù)合型的人才支撐，而滿足要求的復(fù)合型人才培養(yǎng)卻相對滯后，能夠直接從事人工智能技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)集成、項目管理、市場服務(wù)的人才極度缺乏，優(yōu)秀的工程師，市面上很難招到。2016年，我國人工智能產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長率為43.3%，規(guī)模達到了100.60億元;2017年增長率提高至51.2%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到152.10億元;2019年增長至344.30億元，即使這樣，10個人工智能崗位空缺9人，供需比例僅為1：10。人工智能人才缺失的根本原因除人工智能發(fā)展迅猛，速度出人意料之外，更為重要的原因在于高校相關(guān)學科重視不夠、人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)體系不完善，尤其是作為產(chǎn)業(yè)中堅力量的本科人才培養(yǎng)能力不足。為適應(yīng)智能時代的要求，如何在高校教育培養(yǎng)符合國家戰(zhàn)略要求的信息類復(fù)合型人才，是許多高校亟需思考與探索的一個極具挑戰(zhàn)性的問題。

1信息類人才培養(yǎng)模式存在問題

（1）信息類相關(guān)專業(yè)跟蹤新型信息類技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢、人才培養(yǎng)定位不準

信息技術(shù)發(fā)展日新月異，新知識、新技術(shù)層出不窮，這就意味著信息類產(chǎn)業(yè)和技能需求時刻都在變化中。在國務(wù)院《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，明確指出新一代信息技術(shù)是十三五期間的五大主要發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一，在實施的21項重大工程中，物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、集成電路、人工智能等信息類重大工程占了7項。上述內(nèi)容每一項都和新型信息技術(shù)相關(guān)，都迫切需要大量優(yōu)秀的信息類專業(yè)人才。而目前信息類專業(yè)跟蹤技術(shù)前沿和產(chǎn)業(yè)需求不緊，人才培養(yǎng)定位滯后時代發(fā)展。如許多高校的電子信息工程和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)還在培養(yǎng)學生基于51單片機的嵌入式開發(fā)技能，而51單片機已經(jīng)停產(chǎn)，企業(yè)也都不再使用，這種技能的培養(yǎng)何談與時代接軌？再如，我們都已步入4G時代，以5G為代表的萬物互聯(lián)時代正在發(fā)展部署，但我們還在教授學生掌握3G、甚至2G的知識;在RISC-V等處理器架構(gòu)正在成為業(yè)界焦點，被各IT巨頭爭相研發(fā)的今天，我們還在傳授給學生x86架構(gòu)的開發(fā)技能，甚至連當前市場主流移動計算的ARM架構(gòu)還涉足不多，這種傳授對學生競爭力提升有何幫助？

（2）現(xiàn)有信息類專業(yè)頂層籌劃不足，專業(yè)建設(shè)缺乏溝通、合作和共贏，所培養(yǎng)人才知識領(lǐng)域不寬、能力單一

現(xiàn)有的信息類專業(yè)，要么是建設(shè)較早的成熟專業(yè)——電子信息工程和計算機科學與技術(shù)（以下簡稱：電信和計科），要么是適應(yīng)時代發(fā)展而獲批的新增專業(yè)——物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能（以下簡稱：物網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和AI）。在進行專業(yè)建設(shè)時，受傳統(tǒng)觀念和模式影響，基本還是各建各的。雖然各學院在專業(yè)建設(shè)規(guī)劃中已經(jīng)提出各專業(yè)統(tǒng)一布局、統(tǒng)籌建設(shè)的思路，但在推進專業(yè)建設(shè)方面力度還有待加強，存在著開新車、走老路的問題。導致各專業(yè)本科畢業(yè)生生的知識基礎(chǔ)和專業(yè)技能都難以立即滿足新型人工智能行業(yè)要求。比如：“電信”的畢業(yè)生只擅長硬件設(shè)計和開發(fā)，對移動終端軟件開發(fā)（如：微信公眾號、小程序和APP開發(fā)等）幾乎不會，也缺乏從體系上進行深入思考的習慣;“計科”的學生只會進行C++、java、Python語言程序設(shè)計和簡單的數(shù)據(jù)庫開發(fā)，但程序要處理的數(shù)據(jù)如何引接？處理的結(jié)果如何輸出？計算結(jié)果如何去控制相應(yīng)的硬件？計算機處理如何和硬件電路板協(xié)同等等問題就不會了;“物網(wǎng)”學生還停留在傳感器基本原理和組網(wǎng)協(xié)議（Lora、NB-Iot、ZigBee等）的理論教學上，并沒有結(jié)合智能家居、質(zhì)量溯源、智慧教育等多個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，將各個傳感器、組網(wǎng)協(xié)議與底層的信息傳輸（“電信”專業(yè)知識）與上層的數(shù)據(jù)采集、分析控制（“計科”、“大數(shù)據(jù)”專業(yè)知識）整合起來等等。

（3）專業(yè)基礎(chǔ)課打通不深、共用不足，專業(yè)方向課需求不明、復(fù)合不夠

目前，信息類專業(yè)基礎(chǔ)課部分已經(jīng)打通，但打通深度普遍不夠，出現(xiàn)了個別專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容不一致、授課標準各異的問題。還有，目前各專業(yè)的方向課存在著照搬照用其他高校課程的現(xiàn)象，與學情不符，在內(nèi)容上滯后于新涌現(xiàn)的新技術(shù)，在授課方法上比較陳舊，在技能培養(yǎng)上與信息類企業(yè)人才能力需求有很大差距。

（4）課堂教學與第二課堂銜接不緊、實踐活動與理論知識（技能）無關(guān)或相關(guān)度不高

現(xiàn)有的實踐教學和第二課堂活動等雖然豐富，但卻各自孤立，且指導老師參與程度過大，很多活動與專業(yè)知識關(guān)系不大，對復(fù)合型應(yīng)用人才的綜合素質(zhì)提升效果有限。

2信息類人才培養(yǎng)模式改革

本文以西京學院信息工程學院為例，根據(jù)社會發(fā)展對信息類復(fù)合型人才的需求，基于應(yīng)用型本科院校，從培養(yǎng)方案、課程體系、課程內(nèi)容、校企協(xié)同、第二課堂等人才培養(yǎng)各環(huán)節(jié)進行思考，研究如何以“人工智能”技術(shù)應(yīng)用為牽引，實現(xiàn)信息工程學院5個信息類本科專業(yè)綜合優(yōu)化建設(shè)的問題，并給出面向智能時代的復(fù)合型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

（1）智能時代信息類復(fù)合型人才能力需求分析

深入分析研究智能時代、特別是以人工智能應(yīng)用為主要業(yè)務(wù)的行業(yè)對信息類人才的需求現(xiàn)狀及存在問題;掌握語音識別、圖像識別、自然語言處理、機器視覺、無人系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)θ瞬诺哪芰σ?，分析目前信息類本科畢業(yè)生在知識、技術(shù)和能力等方面的主要差距，形成總體現(xiàn)狀、專業(yè)設(shè)置及人才培養(yǎng)問題的調(diào)研報告。真正了解掌握國家人工智能行業(yè)對信息類人才的能力素養(yǎng)需求，為后續(xù)的專業(yè)建設(shè)優(yōu)化和人才培養(yǎng)工作開展奠定基礎(chǔ)。

（2）信息類復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)方案頂層設(shè)計

“云大物移智”五個領(lǐng)域同屬信息大類，在內(nèi)涵上既各具特色，又相互關(guān)聯(lián)，互為補充，在理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)和實踐應(yīng)用方面很難將它們分隔成一個個單一領(lǐng)域。但是，目前上述信息類專業(yè)在人才培養(yǎng)方案擬制時，大都各自為主，僅從自己專業(yè)的角度出發(fā)來確定培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、能力點分解，構(gòu)建課程體系和實踐實訓環(huán)節(jié)，還停留在原來的以教師為中心、老師有多少水平就交給學生多少東西、學生所學內(nèi)容到底有用沒用都得學的教育初級狀態(tài);也沒有引入OBE教學理念，沒有深入思考學生取得的學習成果是什么？為什么要讓學生取得這樣的學習成果？如何有效地幫助學生取得這些學習成果？如何知道學生已經(jīng)取得了這些學習成果？等實質(zhì)性問題。導致各專業(yè)的畢業(yè)學生專業(yè)技能單一，缺乏系統(tǒng)性，競爭力較弱。

針對上述問題，我們深入分析了人工智能對本科畢業(yè)生專業(yè)能力和素養(yǎng)，依照工程教育專業(yè)認證標準和《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》研究信息大類框架下持續(xù)優(yōu)化各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，研究信息類專業(yè)群的整體人才培養(yǎng)方案制定和優(yōu)化。通過從頂層上對信息類專業(yè)群的各個專業(yè)進行設(shè)計。在彰顯學院5個專業(yè)優(yōu)勢和特色的同時，明確信息類復(fù)合型應(yīng)用本科人才培養(yǎng)目標;精心設(shè)計支撐人才培養(yǎng)目標的畢業(yè)要求并進行指標點分解;設(shè)置各專業(yè)課程體系和進度安排，并科學關(guān)聯(lián)畢業(yè)要求;加大集中實踐教學環(huán)節(jié)等。通過持續(xù)優(yōu)化人才培養(yǎng)方案頂層設(shè)計，給出信息類復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)的綱領(lǐng)性指導文件。

（3）基于基礎(chǔ)課程打通的信息類課程體系優(yōu)化設(shè)計

計算機類、電子信息類技術(shù)所基于的基礎(chǔ)知識和基本規(guī)律具有非常高的統(tǒng)一性，因此，在信息類課程體系構(gòu)建時可以基于這一特點，研究通識教育類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程設(shè)置和授課內(nèi)容上的統(tǒng)一實施問題。以集中優(yōu)勢師資及教學資源，打通基礎(chǔ)課程，避免各個專業(yè)各自開設(shè)相同或相近課程，導致標準不高、資源浪費、知識關(guān)聯(lián)性不強等突出問題。

對于通識教育類課程，需要考慮信息類行業(yè)技術(shù)迭代更新較傳統(tǒng)行業(yè)更加迅速、信息類復(fù)合型人才綜合素質(zhì)要求相對較高等客觀實際，研究論證《大學生創(chuàng)新思維訓練》、《大學生創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)》、《企業(yè)創(chuàng)業(yè)案例》、《IT項目管理》等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類和管理類課程的增設(shè)問題;對于專業(yè)基礎(chǔ)課，研究打通或部分打通“物網(wǎng)”、“大數(shù)據(jù)”、“電信”、“計科”等專業(yè)的基礎(chǔ)課，構(gòu)建根基一致、側(cè)重清晰的專業(yè)基礎(chǔ)課群，便于老師在課程建設(shè)過程上團隊作戰(zhàn)、集中力量、打造精品課程。另外，也便于不同專業(yè)的老師之間借助基礎(chǔ)課群建設(shè)熟悉彼此專業(yè)特點，掌握專業(yè)知識間的聯(lián)系，從而夯實學生的專業(yè)基礎(chǔ)。

（4）面向產(chǎn)業(yè)需求，聯(lián)合人工智能企業(yè)的專業(yè)方向課程共建

課程設(shè)置要緊密結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)，突出專業(yè)特色，并具有前瞻性。研究了專業(yè)方向課的實用性和接地氣問題，充分論證聯(lián)合人工智能相關(guān)企業(yè)共建課程的各自優(yōu)勢和共贏點，思考學校老師、企業(yè)工程師在課程內(nèi)容方面的聯(lián)合設(shè)計問題和途徑。人工智能企業(yè)（如百度、阿里巴巴、騰訊、科大訊飛、華為等）指導市場需求，精準把握技術(shù)發(fā)展趨勢，但不具備完善的人才教育和培訓資源;高校人才資源豐富，但缺乏對知識技術(shù)的敏感性和應(yīng)用性，二者有機結(jié)合，共同建設(shè)專業(yè)方向類課程，探索建立多維度的校企合作模式，才能更好地發(fā)揮學校與企業(yè)、科研單位等多種不同教學環(huán)境和教學資源的各自優(yōu)勢，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研、用為一體的課程建設(shè)目標。

（5）強化第二課堂育人功能，培養(yǎng)校企緊密對接的信息類復(fù)合人才

第二課堂是人才培養(yǎng)的重要基地。在培養(yǎng)面向智能時代的信息類復(fù)合型應(yīng)用人才過程中，研究探索第二課堂的開展內(nèi)容、開展方式、考核方法以及學分置換等問題，形成“產(chǎn)教融合、校企合作”的開放式辦學模式，優(yōu)化和完善體現(xiàn)人工智能特點和行業(yè)特色的“實訓+競賽”實踐教學體系。通過豐富多彩的第二課堂活動讓學生寓教于學、寓教于練、寓教于賽、寓教于樂，在競賽，科研、講座和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目訓練等活動中掌握知識、獲取技能、培養(yǎng)能力。

3.結(jié)語

通過以上改革研究，掌握我國人工智能產(chǎn)業(yè)布局、發(fā)展趨勢和人才需求現(xiàn)狀及問題，為信息類復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)提供現(xiàn)實依據(jù);形成信息大類統(tǒng)一架構(gòu)下的“云大物移智”人才培養(yǎng)方案優(yōu)化建議，持續(xù)優(yōu)化“物網(wǎng)”、“計科”、“電信”和“大數(shù)據(jù)”人才培養(yǎng)方案，制定面向復(fù)合型、應(yīng)用型的“人工智能”專業(yè)人才培養(yǎng)方案;給出課程體系優(yōu)化設(shè)計思路，實現(xiàn)多專業(yè)共用的專業(yè)基礎(chǔ)課打通方案，形成上述5個專業(yè)交叉、跨界、連續(xù)和耦合的專業(yè)方向課程列表，結(jié)合各專業(yè)對應(yīng)的業(yè)界知名企業(yè)，給出校企聯(lián)合共建課程的思路和模式;探索給出一套促進復(fù)合型應(yīng)用本科人才培養(yǎng)的實踐教學新路徑，研究多種形式實踐活動與課程教學的結(jié)合方式和遞進關(guān)系。

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基金項目：西京學院教學改革項目面向智能時代的信息類復(fù)合型應(yīng)用本科人才培養(yǎng)模式改革（JGGH1902）。

作者簡介：于長青（1972-），男，陜西渭南人，高級工程師，碩士，CCF會員，主要研究方向智能計算、大數(shù)據(jù)、生物信息學。

（西京學院 信息工程學院?陜西西安?710123）