人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)與計(jì)算機(jī)視覺1+X證書融合路徑研究

鄧 柳

(1.長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院,湖北 武漢 430074；2.湖北技能型人才培養(yǎng)研究中心，湖北 武漢 430074)

繼國(guó)務(wù)院發(fā)布《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》后,教育部等四部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于在院校實(shí)施“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”制度試點(diǎn)方案，強(qiáng)調(diào)試點(diǎn)院校要“將證書培訓(xùn)內(nèi)容有機(jī)融入專業(yè)人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容”。2019年6月，在《教育部關(guān)于職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂與實(shí)施工作的指導(dǎo)意見》中，提出將職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)內(nèi)容及要求有機(jī)融入專業(yè)課程教學(xué)，優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案。多個(gè)文件的密集出臺(tái)，且均對(duì)1+X證書的概念、實(shí)施路徑和要求進(jìn)行了多方位的闡述，由此可見，在職業(yè)院校中全面推行1+X證書，是職業(yè)教育改革的重要手段，將1+X證書考核要點(diǎn)與技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)融入人才培養(yǎng)方案，融入課堂教學(xué)，可切實(shí)提升職業(yè)教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。

一、人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)與計(jì)算機(jī)視覺1+X證書融合的理論基礎(chǔ)

人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，是教育部2019年度增補(bǔ)的9個(gè)專業(yè)之一。培養(yǎng)目標(biāo)是掌握人工智能基礎(chǔ)專業(yè)理論知識(shí)與應(yīng)用技術(shù)，具備人工智能技術(shù)應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)管理與維護(hù)等能力，從事人工智能相關(guān)的應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)集成與運(yùn)維、產(chǎn)品銷售與咨詢以及售前售后技術(shù)支持等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

計(jì)算機(jī)視覺1+X證書，是由北京百度網(wǎng)訊科技有限公司發(fā)起的職業(yè)技能等級(jí)證書。根據(jù)證書標(biāo)準(zhǔn)，考核重點(diǎn)為人工智能理論和技術(shù)在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的應(yīng)用，面向的高職專業(yè)為人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)。

圖1 人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才規(guī)格與計(jì)算機(jī)視覺1+x證書技能標(biāo)準(zhǔn)映射圖

融合的涵義是將不同事物經(jīng)過接觸與碰撞之后，在體系結(jié)構(gòu)、價(jià)值目標(biāo)上融為一體。[1]人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)與計(jì)算機(jī)視覺1+X證書的融合，是以《教育部關(guān)于職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂與實(shí)施工作的指導(dǎo)意見》等文件精神為指導(dǎo)，挖掘二者在技能定位、認(rèn)證體系與課程體系、培訓(xùn)資源與教學(xué)資源以及培訓(xùn)手段與教學(xué)方法等維度的內(nèi)在聯(lián)系，創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，達(dá)到培養(yǎng)服務(wù)國(guó)家高質(zhì)量發(fā)展的人工智能領(lǐng)域高素質(zhì)技術(shù)技能人才這一共同目標(biāo)。

從圖1可看出，二者在培養(yǎng)對(duì)象和考核對(duì)象應(yīng)具備的知識(shí)、技術(shù)以及專業(yè)能力上，具有較高關(guān)聯(lián)度，具備融合基礎(chǔ)。

二、人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)與計(jì)算機(jī)視覺1+X證書融合的現(xiàn)實(shí)依據(jù)

(一)計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用是人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)優(yōu)選方向

計(jì)算機(jī)視覺是人工智能的核心技術(shù)之一，也是人工智能的發(fā)展應(yīng)用的重要驅(qū)動(dòng)力。[2]計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是最早取得突破性進(jìn)展、也是落地應(yīng)用最廣泛的人工智能技術(shù)。[3]中國(guó)企業(yè)在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的成就為培養(yǎng)高質(zhì)量人才創(chuàng)造了良好的土壤。在產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)上，龍頭企業(yè)均推出了硬件開放和軟件開源的策略，發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢(shì)，為中下游企業(yè)增值賦能。在從業(yè)者生態(tài)上，龍頭企業(yè)推出了開發(fā)者粘性措施，海量的數(shù)據(jù)資源為計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域優(yōu)秀的從業(yè)者持續(xù)產(chǎn)出提供了條件。職業(yè)教育作為重要的技術(shù)技能人才培養(yǎng)和輸出基地，具備有大產(chǎn)業(yè)可融合、知名企業(yè)可合作的優(yōu)良背景。

計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用規(guī)模保障了人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的出口。根據(jù)工業(yè)和信息化部人才交流中心發(fā)布的《人工智能產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展報(bào)告(2019-2020 年版)》顯示，我國(guó)當(dāng)前人工智能有效人才缺口約30萬，其中機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺人才供需不平衡最為突出，在整體崗位需求中占比分別為39.1%和33.4%，但相關(guān)技術(shù)方向的人才極度稀缺，人才供需比僅為0.23和0.09，有效供給嚴(yán)重不足。[4]將計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用作為人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的優(yōu)選方向，符合產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，服務(wù)國(guó)家新一代人工智能發(fā)展戰(zhàn)略。此外，人才培養(yǎng)過程有著優(yōu)渥的土壤，人才出口順應(yīng)國(guó)家急需。

(二)計(jì)算機(jī)視覺1+X證書是職業(yè)技能等級(jí)證書在人工智能領(lǐng)域的典型代表

教育部職業(yè)技術(shù)教育中心研究所公布的第一至第四批國(guó)家職業(yè)技能等級(jí)證書中，與人工智能專業(yè)關(guān)聯(lián)度較高的約有10個(gè)，通過分析比對(duì)各證書的技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)視覺1+X證書技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了人工智能技術(shù)從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)標(biāo)注和從模型部署到推理等典型應(yīng)用的全部環(huán)節(jié)，定位于應(yīng)用廣泛的計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，在1+X證書中具有較好的代表性，也是人工智能應(yīng)用專業(yè)優(yōu)先開展1+X融合的證書之一。

三、人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)與計(jì)算機(jī)視覺1+X證書融合的主要內(nèi)容

(一)計(jì)算機(jī)視覺1+X證書職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)分析

計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級(jí)證書(計(jì)算機(jī)視覺1+X證書)的標(biāo)準(zhǔn)中，將認(rèn)證對(duì)象面向的崗位規(guī)范在圖像標(biāo)注師、圖像處理工程師、人工智能視覺方向算法測(cè)試員、計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)工程師、視覺方向算法工程師等。[5]對(duì)應(yīng)的主要工作任務(wù)為數(shù)據(jù)標(biāo)注、智能產(chǎn)品模型訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)、計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)測(cè)試以及人工智能算法調(diào)優(yōu)。根據(jù)初、中、高級(jí)技能標(biāo)準(zhǔn)不同，工作領(lǐng)域覆蓋面逐步擴(kuò)大，能力要求逐漸提升，如表1所示。

結(jié)合技能標(biāo)準(zhǔn)中各工作領(lǐng)域?qū)?yīng)的工作任務(wù)，根據(jù)職業(yè)教育課程開發(fā)邏輯，可歸納行動(dòng)領(lǐng)域如表2所示。

結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)中所列證書的工作領(lǐng)域和工作任務(wù)的內(nèi)在邏輯，其涵蓋了從圖形圖像的采集和圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理，再到深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練、模型的獲得和端側(cè)的部署，最后再到調(diào)優(yōu)、評(píng)估以及交付的工作環(huán)節(jié)，覆蓋了完整的計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)的崗位鏈，是按照企業(yè)計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)及工程應(yīng)用的工作過程來設(shè)計(jì)的。從初級(jí)到高級(jí)的技能要求遞進(jìn)，符合從業(yè)者的職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律和知識(shí)形成規(guī)律，對(duì)職業(yè)教育開展基于產(chǎn)教深度融合的“課、崗、證”融通，提供了科學(xué)的企業(yè)方案。

表1 計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級(jí)證書工作領(lǐng)域

表2 計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級(jí)證書工作領(lǐng)域與行動(dòng)領(lǐng)域

(二)人才培養(yǎng)定位融合

人工智能的飛速發(fā)展與一項(xiàng)項(xiàng)標(biāo)志性成果的形成，離不開數(shù)學(xué)的強(qiáng)大支撐。人工智能算法研究、深度學(xué)習(xí)框架研發(fā)以及數(shù)據(jù)分析的從業(yè)人員，離不開扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。站在職業(yè)教育角度，培養(yǎng)的是高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能人才，并不需要過多的數(shù)學(xué)與深度學(xué)習(xí)理論，而要注重深度學(xué)習(xí)框架和算法的落地實(shí)施。不難發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)確定位培養(yǎng)對(duì)象在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的工作性質(zhì)、工作環(huán)境和任務(wù)流程尤為重要。計(jì)算機(jī)視覺職業(yè)技能等級(jí)證書面向的初、中級(jí)崗位和部分高級(jí)崗位，既體現(xiàn)了企業(yè)在崗位實(shí)際工作中對(duì)技術(shù)技能型員工的真實(shí)用人需求和標(biāo)準(zhǔn)，又體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域崗位工作的職業(yè)性、技術(shù)性和實(shí)踐性。這與職業(yè)院校的人才培養(yǎng)高度吻合。為此，將人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)計(jì)算機(jī)視覺方向人才培養(yǎng)定位與計(jì)算機(jī)視覺職業(yè)技能等級(jí)證書初、中級(jí)崗位融合，并部分關(guān)聯(lián)高級(jí)崗位，體現(xiàn)了高等職業(yè)教育的職業(yè)性，也展示了職業(yè)教育在新時(shí)代高質(zhì)量發(fā)展階段，作為職業(yè)高等教育類型，彰顯了高端性和學(xué)術(shù)屬性回歸。

(三)認(rèn)證技能體系與課程體系“五鏈”融合

針對(duì)計(jì)算機(jī)視覺方向的人才培養(yǎng)定位，參考表2中對(duì)計(jì)算機(jī)視覺行動(dòng)領(lǐng)域的歸納，結(jié)合學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開發(fā)邏輯，打造語言鏈、視覺處理基礎(chǔ)鏈、人工智能基礎(chǔ)鏈、深度學(xué)習(xí)鏈、工程實(shí)踐鏈的“五鏈”專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程體系，是對(duì)計(jì)算機(jī)視覺職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)響應(yīng)，也是“課、崗、證”融通的有效途徑。具體內(nèi)容如表3所示。

表3 計(jì)算機(jī)視覺方向“五鏈”專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程體系

嵌入式平臺(tái)及操作系統(tǒng)選擇與證書對(duì)接的端側(cè)部署平臺(tái)，基于國(guó)產(chǎn)處理器的EAIDK系列開發(fā)終端；深度學(xué)習(xí)框架可優(yōu)先選擇業(yè)內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用的Paddle Paddle；基于云服務(wù)的計(jì)算機(jī)視覺項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)可選擇百度AI STUDIO提供的算力和接口。

通過“五鏈”專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程體系的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生將全面掌握主流計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的程序設(shè)計(jì)能力、深度學(xué)習(xí)框架應(yīng)用能力、模型訓(xùn)練能力和端側(cè)推理應(yīng)用能力，掌握的知識(shí)和技能全面覆蓋計(jì)算機(jī)視覺1+X證書，也能具備了一定的外延能力，使可持續(xù)發(fā)展得到支撐。

(四)基于1+X證書的云資源與線下課程融合

人工智能的三大要素是算力、算法和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)過程中的模型訓(xùn)練，因巨大的運(yùn)算量，對(duì)算力要求較高。主要有兩種算力模式，即本地算力模式和云算力模式。職業(yè)院校作為以人才培養(yǎng)為中心的實(shí)體，從財(cái)力、必要性和技術(shù)迭代速度等方面考慮，本地算力的大規(guī)模建設(shè)都是非必要的。隨著5G通信技術(shù)的普及，分布式云算力平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，云算力將獲得前所未有的體驗(yàn)，云算力模式可作為職業(yè)教育人才培養(yǎng)過程中的首選。計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)職業(yè)技能等級(jí)證書評(píng)價(jià)組織百度建設(shè)了相當(dāng)規(guī)模的云資源，包括面向AI學(xué)習(xí)者的在線一體化開發(fā)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)AI Studio、百度大腦推出的面向企業(yè)和個(gè)人的零門檻AI開發(fā)平臺(tái)EasyDL等,從數(shù)據(jù)集、深度學(xué)習(xí)框架到集成開發(fā)環(huán)境，滿足了數(shù)據(jù)采集與標(biāo)注、模型訓(xùn)練以及模型部署的一站式開發(fā)需求，是百度開發(fā)者和AI學(xué)習(xí)者的集散地。將云資源與線下課程對(duì)接，開展基于1+X證書云資源的線下課程開發(fā)和教學(xué)資源建設(shè)，成為專業(yè)課程與1+X證書有效融合的突破口。

(五)線上線下混合教學(xué)模式與PBL教學(xué)模式融合

計(jì)算機(jī)視覺課程在實(shí)施過程中的云依賴程度，決定了課程對(duì)于線上線下混合式教學(xué)的天然適應(yīng)性。充分利用線上數(shù)據(jù)集、云算力平臺(tái)和一站式開發(fā)平臺(tái)開展數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)標(biāo)注、深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練和模型調(diào)優(yōu)教學(xué)，線下實(shí)施端側(cè)部署和應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)施，是計(jì)算機(jī)視覺核心課程開展的不二選擇。另一方面，各工作環(huán)節(jié)的相對(duì)獨(dú)立和完整性，適合通過問題或項(xiàng)目的方式導(dǎo)引學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐，有利于PBL(Project-Based Learning)教學(xué)模式的開展。兩種模式的有機(jī)結(jié)合，使得課程的推進(jìn)更具有效性。

四、人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)與計(jì)算機(jī)視覺1+X證書融合的路徑分析

以“三教”改革來推動(dòng)專業(yè)與1+X證書的融合，以1+X證書作為支點(diǎn)來支撐“三教”改革的開展，是專業(yè)與1+X證書進(jìn)行融合的有效路徑。

以證書賦能教師，打造教學(xué)和培訓(xùn)能力兼具的師資隊(duì)伍。1+X證書的培訓(xùn)和認(rèn)證，程序規(guī)范，過程嚴(yán)謹(jǐn)，需要有專業(yè)的考評(píng)員隊(duì)伍。以1+X證書考評(píng)員資格為突破口，加快培養(yǎng)具有“培訓(xùn)師”能力的“雙師型”教師、培育具備教學(xué)、職業(yè)培訓(xùn)、創(chuàng)新能力的“職業(yè)教育教師教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”。

將證書內(nèi)容融入課程，校企雙元開發(fā)“立體化”教材。計(jì)算機(jī)視覺1+X證書的認(rèn)證內(nèi)容，涉及線上數(shù)據(jù)集運(yùn)用、模型訓(xùn)練和線下推理、終端部署，證書的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)以及考證實(shí)施過程，也依賴線上線下雙環(huán)境配合實(shí)施。要實(shí)現(xiàn)證書內(nèi)容與課程體系的融合，要聯(lián)合評(píng)價(jià)組織，校企共同研制專業(yè)教學(xué)和課程標(biāo)準(zhǔn)，共同開發(fā)教材，將證書涉及的新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范以及新要求納入教材，通過開發(fā)新型活頁式、工作手冊(cè)式教材和信息化課程資源，構(gòu)成“立體化”教材。

基于證書培訓(xùn)視角，全方位革新教學(xué)方法和模式。革新教學(xué)方式，教師要借鑒企業(yè)和評(píng)價(jià)組織開展證書培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)，圍繞計(jì)算機(jī)視覺1+X證書的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容，充分利用認(rèn)證資源，構(gòu)建教學(xué)情境和實(shí)訓(xùn)環(huán)境，開展項(xiàng)目教學(xué)、情景教學(xué)和案例教學(xué)。革新教學(xué)方法，教師要基于教學(xué)項(xiàng)目和情境，綜合運(yùn)用討論式和探究式等教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，能自行分析問題并自主解決問題。革新教學(xué)設(shè)計(jì)理念，教師要根據(jù)證書內(nèi)容，線上線下教學(xué)資源，設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)、教學(xué)項(xiàng)目和教學(xué)案例，在項(xiàng)目與任務(wù)設(shè)計(jì)中有針對(duì)性地設(shè)計(jì)有關(guān)問題，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生思考、討論及探索問題的解決，在解決問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用資源、工具選擇、設(shè)計(jì)程序以及性能評(píng)估等方面的能力，實(shí)現(xiàn)以計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用能力為核心的人工智能技術(shù)應(yīng)用綜合能力提升。

五、結(jié)語

綜上所述，人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)設(shè)立是職業(yè)教育服務(wù)國(guó)家高質(zhì)量發(fā)展和順應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)創(chuàng)新發(fā)展驅(qū)動(dòng)的智慧決策，在未來較長(zhǎng)一段時(shí)間，伴隨國(guó)家建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)進(jìn)程，得到深入的挖掘和發(fā)展，為國(guó)家培養(yǎng)數(shù)以百萬計(jì)的技術(shù)技能型人才?？茖W(xué)實(shí)踐《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》和《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動(dòng)計(jì)劃(2020—2023年)》等文件精神，圍繞產(chǎn)教融合與校企合作，將專業(yè)人才培養(yǎng)各要素精準(zhǔn)對(duì)接1+X證書，開展課程體系、教材與教法改革，將使人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)得到高質(zhì)量建設(shè)，更好地服務(wù)區(qū)域人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。