人工智能背景下信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)新工科教學(xué)改革實(shí)踐研究＊

何家莉，胡小麗，王 琳

（玉林師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，廣西 玉林 537000）

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)與信息技術(shù)的發(fā)展，黨中央將人工智能技術(shù)發(fā)展放在了國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重要地位之中，并提出農(nóng)業(yè)智能化、醫(yī)療智能化、家居智能化的人工智能研發(fā)方向，以求推動(dòng)人工智能技術(shù)對(duì)人民生產(chǎn)生活的改變，為提高人民生活品質(zhì)提供信息技術(shù)保障。

從人工智能的核心技術(shù)來(lái)看，其中包含了語(yǔ)音技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，給人工智能技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，因此，高校信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)要充分發(fā)揮出其專(zhuān)業(yè)技術(shù)，在教學(xué)過(guò)程之中，不斷融入最新人工智能技術(shù)，改革創(chuàng)新傳統(tǒng)教學(xué)手段與方法，整合信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)核心技術(shù)，帶動(dòng)人工智能技術(shù)的發(fā)展。為培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)的人工智能技術(shù)型人才而制定科學(xué)的教學(xué)方案，優(yōu)化相關(guān)課程設(shè)置，在突出課程專(zhuān)業(yè)程度基礎(chǔ)上，不斷培養(yǎng)出適合人工智能時(shí)代發(fā)展的綜合型人才，將是未來(lái)高校信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)改革發(fā)展的根本方向[1]。

1 當(dāng)前信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)所面臨的困境

中國(guó)信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)自1998 年教育部設(shè)立以來(lái)，經(jīng)過(guò)20 多年的發(fā)展，中國(guó)已有470 多所高校開(kāi)設(shè)了此類(lèi)專(zhuān)業(yè)，為國(guó)家信息技術(shù)發(fā)展培養(yǎng)了大量專(zhuān)業(yè)人才。然而，隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)設(shè)置已然不適用當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展，因此，創(chuàng)新改革信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)，探究出人工智能時(shí)代下信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革路徑，就必須充足了解當(dāng)前信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)所面臨的困境。

1.1 人才培養(yǎng)方向模糊

信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)涉及多個(gè)學(xué)科，在教學(xué)過(guò)程中，某些院校并不能抓住時(shí)代需求重點(diǎn)，而是針對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行全面教學(xué)，因而從教學(xué)成果來(lái)說(shuō)學(xué)生雖然懂得了相關(guān)專(zhuān)業(yè)的全部知識(shí)，但是很難在某些方面有突出成就。而有的院校對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)還存在一定的偏差，認(rèn)為其是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的分支，對(duì)學(xué)生信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的程度不高。而高校這樣模糊的人才培養(yǎng)方向，導(dǎo)致信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的人才與國(guó)家要求的人才存在一定的偏差。

1.2 教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際需求存在偏差

由于許多院校并沒(méi)有了解信息與計(jì)算專(zhuān)業(yè)的社會(huì)需求，籠統(tǒng)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中很難把握教學(xué)的重點(diǎn)，從而認(rèn)為學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)“不實(shí)用”。而信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力與專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)學(xué)生有一定的差距，而在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面也與數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生有差距，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)之后專(zhuān)業(yè)能力有點(diǎn)“四不像”，很難從事相關(guān)行業(yè)，導(dǎo)致信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)人才流失。

1.3 課程設(shè)置不合理

當(dāng)前，中國(guó)高校信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置主要分為通識(shí)教育課程、專(zhuān)業(yè)教育課程、拓展教育課程以及實(shí)踐教學(xué)課程四個(gè)方面，這其中不僅包含了大學(xué)公共基礎(chǔ)知識(shí)以及國(guó)家法律形勢(shì)，還有相關(guān)的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐、拓展知識(shí)。人工智能時(shí)代不僅對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)訴求較高，更主要的是要求學(xué)生擁有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，但從當(dāng)前大學(xué)生課程設(shè)置可看出，設(shè)置的高數(shù)課程教學(xué)較少，并不能很好地提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力[2]。而專(zhuān)業(yè)拓展課程的設(shè)置也相對(duì)較少，學(xué)生對(duì)知識(shí)的延伸有限，對(duì)知識(shí)的把握及應(yīng)用存在一定局限性。

1.4 教師隊(duì)伍素質(zhì)有限

當(dāng)前，中國(guó)高校將信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)歸于數(shù)學(xué)系中，其專(zhuān)業(yè)教師大部分都是從事數(shù)學(xué)教學(xué)，雖然能充分夯實(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，但是在計(jì)算機(jī)科學(xué)及其他學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面有所欠缺，在將知識(shí)應(yīng)用到專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的時(shí)候會(huì)存在一定的困難[3]。比如，在專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中，由于教師不能很好地傳授學(xué)生如何將計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用在具體案例中，學(xué)生在面對(duì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，雖然能了解到產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程以及成效，但是在具體實(shí)施方面卻不知道從什么方面下手。特別是人工智能時(shí)代對(duì)圖像處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)以及路徑優(yōu)化等方面有著較高的要求，要在機(jī)器人與無(wú)人機(jī)等智能產(chǎn)品中應(yīng)用各種技術(shù)，需要提高學(xué)生應(yīng)用技術(shù)的能力。

2 人工智能背景下信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)新工科教學(xué)改革措施

2.1 精準(zhǔn)定位人才培養(yǎng)目標(biāo)

數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)技術(shù)是人工智能技術(shù)發(fā)展的核心。當(dāng)前，隨著國(guó)家對(duì)于高校數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)算法教育的投入，數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)當(dāng)成為信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)。因此，高校在改革創(chuàng)新信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)新工科教學(xué)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)定位人才培養(yǎng)目標(biāo)，不斷夯實(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，熟練計(jì)算機(jī)算法，從而提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)算法解決人工智能技術(shù)領(lǐng)域中實(shí)際問(wèn)題的能力[4]。

2.2 優(yōu)化人才培養(yǎng)方案

高校要依據(jù)信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)與社會(huì)需求來(lái)定位人才培養(yǎng)方向，以“高等數(shù)學(xué)”和“計(jì)算機(jī)算法”學(xué)習(xí)為根本教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化人工智能背景下人才培養(yǎng)方案。但是這些課程都需要學(xué)生進(jìn)行長(zhǎng)期積累[5]。因此，高?？梢詫⒃舅哪曛频膶W(xué)習(xí)制度改為五年制，讓學(xué)生能有充足的時(shí)間去學(xué)習(xí)與夯實(shí)課程基礎(chǔ)知識(shí)。在具體學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以在第三學(xué)年將課程重點(diǎn)集中在“計(jì)算機(jī)算法”以及“高等數(shù)學(xué)”中，而在第四、五年可以進(jìn)行知識(shí)拓展及實(shí)踐教學(xué)，以此來(lái)提高學(xué)生的基礎(chǔ)能力。

2.3 創(chuàng)新改革課程設(shè)置

根據(jù)中國(guó)提出的人工智能發(fā)展報(bào)告的相關(guān)要求，以人工智能技術(shù)的支撐知識(shí)體系結(jié)構(gòu)來(lái)完善課程設(shè)置，具體的知識(shí)體系如圖1 所示。高校要依據(jù)這類(lèi)知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)置相關(guān)課程，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系與人工智能技術(shù)發(fā)展相關(guān)聯(lián)。

圖1 人工智能技術(shù)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)圖

2.4 提高教師隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)素質(zhì)

高校要培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人工智能復(fù)合型人才，需要不斷提高教師隊(duì)伍的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，使教學(xué)隊(duì)伍具備專(zhuān)業(yè)、綜合的教學(xué)能力。在人工智能時(shí)代背景下，提高教學(xué)隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)能力與素養(yǎng)，首先，高?？梢越M織教師外出學(xué)習(xí)，可以去海外優(yōu)秀高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)進(jìn)修，也可以讓教師去國(guó)內(nèi)優(yōu)秀院校學(xué)習(xí)，不斷提高教師隊(duì)伍的理論知識(shí)水平，同時(shí)高校還可以組織教師參與到人工智能?chē)?guó)際會(huì)議中，可以邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外人工智能優(yōu)秀專(zhuān)家進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技術(shù)講解，以此來(lái)擴(kuò)寬教學(xué)隊(duì)伍的視野；其次，要不斷吸納專(zhuān)業(yè)的人工智能專(zhuān)業(yè)人才參與到高校人工智能技術(shù)人才培養(yǎng)隊(duì)伍之中，提高高校教學(xué)隊(duì)伍質(zhì)量；最后，要依據(jù)時(shí)代的發(fā)展，不斷改革創(chuàng)新教學(xué)硬件設(shè)施，如購(gòu)置專(zhuān)業(yè)設(shè)備、人工智能設(shè)備、AI 技術(shù)等，讓學(xué)生能充分了解當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

在人工智能時(shí)代背景下，信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)充滿了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，高校需要不斷依據(jù)時(shí)代發(fā)展和社會(huì)需求創(chuàng)新改革傳統(tǒng)信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)教育體系，為國(guó)家培養(yǎng)適用型專(zhuān)業(yè)人才。

本文針對(duì)當(dāng)前高校信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)存在的問(wèn)題提出相應(yīng)的改革措施，如定位人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，創(chuàng)新課程設(shè)置，提高教師隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，希望能為人工智能時(shí)代下信息與計(jì)算科學(xué)專(zhuān)業(yè)新工科教學(xué)改革提供一定的參考價(jià)值。同時(shí)，也希望能與大家進(jìn)行探討，不斷促進(jìn)中國(guó)智能化發(fā)展。