人工智能背景下專業(yè)學(xué)位研究生課程體系研究

包學(xué)才　樊棠懷　鄧承志

[摘 要]人工智能技術(shù)發(fā)展對地方院校信息類專業(yè)學(xué)位研究生的課程體系提出了新的挑戰(zhàn)。為建立與人工智能背景相適應(yīng)的課程體系，課題組提出以人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)需求為中心的地方院校課程體系改革思路;建設(shè)面向?qū)W科特色和創(chuàng)新應(yīng)用人才培養(yǎng)的課程體系與專業(yè)實踐體系，以實現(xiàn)差異特色化的人才培養(yǎng);構(gòu)建“五維一體”模式，設(shè)計課程改革和資源建設(shè)方案;從理論與實踐學(xué)習(xí)成效的角度，創(chuàng)新構(gòu)建多維度的課程與實踐考核方式，為適應(yīng)人工智能背景下信息類專業(yè)學(xué)位的創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供理念借鑒和實施參考。

[關(guān)鍵詞]人工智能;地方院校;專業(yè)學(xué)位研究生;課程體系改革

[中圖分類號] G643.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）11-0176-04

人工智能作為一項國家發(fā)展戰(zhàn)略，引起了產(chǎn)業(yè)界和高等教育的高度重視[1]。2018年教育部印發(fā)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，提出要加強人工智能以及人工智能+X相關(guān)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)，到2020年將建設(shè)100個人工智能+X復(fù)合特色專業(yè)以及一系列本科和研究生教材。該計劃對高校未來人工智能相關(guān)的人才培養(yǎng)提出了具體任務(wù)[2-3]。人工智能作為前沿學(xué)科，其理論技術(shù)涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，特別是涉及信息技術(shù)類學(xué)科之間的交叉融合，傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式不能照搬應(yīng)用于人工智能及人工智能+X相關(guān)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)，必須探索新的培養(yǎng)方式，這對現(xiàn)有人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)[4]。課程建設(shè)作為人才培養(yǎng)的核心，在人才培養(yǎng)中起著重要作用，建立人工智能背景下的專業(yè)學(xué)位研究生人才培養(yǎng)的課程體系，對未來培養(yǎng)人工智能相關(guān)創(chuàng)新應(yīng)用的高層次復(fù)合型人才具有重要作用。

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，人工智能必將影響眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，地方院校的信息類專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)應(yīng)該及時轉(zhuǎn)變觀念，順應(yīng)時代需要，改革和創(chuàng)新現(xiàn)有課程體系，強化人工智能與培養(yǎng)方向的交叉融合，這對提升人工智能+X的創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)合型人才培養(yǎng)質(zhì)量和促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

一、人工智能背景下課程體系改革的必要性

根據(jù)世界各國制訂的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略可知，人工智能發(fā)展必然會帶動社會各產(chǎn)業(yè)發(fā)生變革，同時人工智能技術(shù)將會成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的基礎(chǔ)性技術(shù)。從目前人工智能與5G、邊緣計算以及機器視覺等技術(shù)結(jié)合的發(fā)展趨勢看，新產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級對人工智能相關(guān)技術(shù)的人才需求量巨大，這對現(xiàn)有信息類研究生的人才培養(yǎng)提出了新的要求[5-6]。信息類研究生作為信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的重要力量，承擔(dān)著未來傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)信息化改造和轉(zhuǎn)型升級的重任，專業(yè)學(xué)位研究生是高層次創(chuàng)新應(yīng)用型人才的主要組成部分，因而培養(yǎng)具有扎實人工智能應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)的復(fù)合型人才具有重要作用。而現(xiàn)有信息類專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系主要圍繞學(xué)科方向、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)需求建立與設(shè)置，不能夠完全適用于人工智能背景下創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)合型人才的培養(yǎng)要求。因此，為適應(yīng)信息類研究生人工智能+X的復(fù)合型人才培養(yǎng)，按照人工智能技術(shù)特點，改革現(xiàn)有課程體系結(jié)構(gòu)，完善理論與實踐課程設(shè)置和安排，構(gòu)建適應(yīng)人工智能時代的信息類專業(yè)研究生的課程體系，對培養(yǎng)人工智能時代背景下的創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)合型人才具有重要意義。特別對地方院校來說，現(xiàn)有信息類專業(yè)學(xué)位研究生的課程體系對人工智能基礎(chǔ)理論、人工智能+行業(yè)應(yīng)用等相關(guān)課程涉及較少，在人工智能時代背景下，改革現(xiàn)有課程教學(xué)體系對地方特色院校轉(zhuǎn)型發(fā)展具有現(xiàn)實的必要性。

二、現(xiàn)有專業(yè)學(xué)位研究生課程體系存在的問題

（一）專業(yè)課程體系分散獨立

目前專業(yè)學(xué)位研究生的課程體系主要包括理論課程教學(xué)和實踐教學(xué)，以理論課程教學(xué)為主。在課程設(shè)置方面，傳統(tǒng)信息類專業(yè)學(xué)位研究生的課程體系較為固定，主要由公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)選修課組成，專業(yè)基礎(chǔ)課和選修課基本按學(xué)科大方向進行設(shè)置，各方向課程之間相對較為分散和獨立，缺乏融合交叉及關(guān)聯(lián)性的課程，學(xué)生無法進行人工智能背景下各學(xué)科知識的融合與創(chuàng)新應(yīng)用[7-8]。人工智能技術(shù)是一門多學(xué)科交叉融合的前沿學(xué)科，傳統(tǒng)獨立的理論課程難以適應(yīng)人工智能時代的人才需求，如何圍繞人工智能體系構(gòu)建人工智能+X的信息類專業(yè)學(xué)位研究生課程體系是目前需要解決的重要問題。

（二）課程教學(xué)模式相對單一

在課程教學(xué)內(nèi)容方面，目前研究生課堂教學(xué)模式還是以教師PPT+板書相結(jié)合的傳授方式為主，模式通常相對固定單一，加上研究生理論課程的課時較少（一般為2學(xué)分，按1學(xué)分16學(xué)時計算，共36學(xué)時），造成課程教學(xué)主要以基本理論為主，講授內(nèi)容相對淺顯和籠統(tǒng)，學(xué)生主要專注于獲取自身研究方向相對成熟的基礎(chǔ)理論，課堂給學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的時間不多，學(xué)生缺乏獨立思考和解決問題能力的培養(yǎng)。

（三）課程教學(xué)資源陳舊過時

專業(yè)學(xué)位研究生的課程資源相對本科課程較少，而且主要圍繞傳統(tǒng)學(xué)科方向進行建設(shè)，在人工智能背景下，這樣的課程資源顯得陳舊過時，不能滿足當(dāng)前學(xué)生的需求。此外，未針對研究生專業(yè)課程建立大量的線上慕課平臺，加上線上資源、應(yīng)用案例教學(xué)庫、課程網(wǎng)站等建設(shè)方面存在不足，這使學(xué)生不能充分了解課程知識體系和前沿理論情況，因而不能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。在人工智能和新工科建設(shè)背景下，學(xué)科知識的交叉融合以及新課程不斷涌現(xiàn)，人工智能技術(shù)迭代和創(chuàng)新應(yīng)用推廣加快，急需建立新形勢下的課程教學(xué)資源平臺來滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

（四）專業(yè)實踐體系機制滯后

專業(yè)實踐是專業(yè)學(xué)位研究生人才培養(yǎng)的重要組成部分，專業(yè)實踐體系機制建設(shè)直接關(guān)系著專業(yè)學(xué)位研究生實踐能力的培養(yǎng)質(zhì)量。從各高校專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)方案來看[9]，目前專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的專業(yè)實踐采用校內(nèi)外實踐相結(jié)合的方式，以校內(nèi)實踐為主，依托國家和省級平臺為學(xué)生提供實踐條件，缺乏系統(tǒng)的實踐體系機制和對應(yīng)的企業(yè)崗位實踐。此外，現(xiàn)有專業(yè)實踐體系機制建設(shè)沒有以學(xué)生實踐能力成效為依據(jù)，而且實踐內(nèi)容和實踐能力培養(yǎng)與學(xué)位論文的關(guān)聯(lián)度不夠。在實踐考核方面，通常以實踐報告作為實踐的最終考核，缺乏有效的實踐考核認(rèn)定辦法，不能有效評定學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)成效，造成學(xué)生對專業(yè)實踐重視不夠。在當(dāng)前國家重視工程教育和人工智能的背景下，建立新的信息類專業(yè)學(xué)位研究生專業(yè)實踐體系機制是目前迫切需要解決的問題。

三、人工智能背景下專業(yè)學(xué)位研究生課程體系改革策略

國家的“雙一流建設(shè)”“新工科建設(shè)”“高等工程教育”等相關(guān)教育戰(zhàn)略決策以及改革指導(dǎo)性文件，對人工智能及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的人才培養(yǎng)提出了新的要求。對于地方院校來說，學(xué)校自身的轉(zhuǎn)型發(fā)展是當(dāng)前面臨的重要問題，也是迫切需要解決的問題之一。人工智能時代已經(jīng)來臨，人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)融合是未來企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展方向，對創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)合型人才的需求將急劇增加，地方院校的信息類專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)更應(yīng)該抓住機遇，根據(jù)學(xué)校自身特點，做好信息類專業(yè)學(xué)位研究生的改革研究工作。課程體系作為專業(yè)學(xué)位研究生人才培養(yǎng)的重要組成部分，在當(dāng)前人工智能時代背景下，如何有效改革現(xiàn)有課程教學(xué)體系是地方院校創(chuàng)新應(yīng)用人才培養(yǎng)需要解決的重要問題。本文以南昌工程學(xué)院為例，結(jié)合學(xué)校學(xué)科特色，從以下幾個方面提出信息類專業(yè)學(xué)位研究生課程體系改革的思路和措施，為地方院校信息類研究生的課程教學(xué)改革提供參考和借鑒。

（一）圍繞人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)需求，探索課程體系改革思路

在人工智能背景下，課程體系改革的目的是推動信息類專業(yè)學(xué)位研究生能夠適應(yīng)人工智能技術(shù)的發(fā)展，為國家培養(yǎng)社會急需的創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)合型人才，滿足基于人工智能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)變革需要，讓信息類專業(yè)學(xué)位研究生成為人工智能創(chuàng)新應(yīng)用的主力軍。對于地方院校而言，應(yīng)明確信息類專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的定位是培養(yǎng)高層次創(chuàng)新應(yīng)用型人才，課程體系應(yīng)面向人工智能背景下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，不僅要重視基礎(chǔ)理論，還要重視創(chuàng)新應(yīng)用。課程教學(xué)改革還需結(jié)合學(xué)校特色，在人工智能+水利信息化應(yīng)用上創(chuàng)新培養(yǎng)方式，建立相應(yīng)的產(chǎn)學(xué)研合作機制，制訂配套的實踐課程教學(xué)內(nèi)容，為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的同時，還須為特色學(xué)科行業(yè)的人才培養(yǎng)做出貢獻(xiàn)。

結(jié)合上述分析，本文提出人工智能背景下地方院校信息類專業(yè)學(xué)位研究生的課程體系改革思路：首先結(jié)合人工智能技術(shù)特點、產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求以及學(xué)科特色等要素明確培養(yǎng)目標(biāo)，然后從課程教學(xué)體系構(gòu)成、課程設(shè)置、專業(yè)實踐、課程資源建設(shè)和課程與實踐考核等方面進行規(guī)劃，如圖1所示。

專業(yè)學(xué)位課程體系改革以人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為依據(jù)，分解為三個層次，即人才培養(yǎng)目標(biāo)、理論課程與實踐體系、具體改革內(nèi)容。人才培養(yǎng)目標(biāo)通過理論課程體系與專業(yè)實踐體系兩部分的實施來達(dá)成，理論課程體系改革內(nèi)容包括課程設(shè)置及考核方式、課程教學(xué)模式和課程資源建設(shè)。專業(yè)實踐體系改革內(nèi)容包括實踐設(shè)置及要求、實踐課程教學(xué)、實踐基地及產(chǎn)學(xué)研合作機制建設(shè)。整個課程體系從上至下分解具體改革內(nèi)容，從下至上完成目標(biāo)達(dá)成，每部分內(nèi)容都基于人工智能技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和學(xué)科特色進行規(guī)劃與設(shè)計。

（二） 瞄準(zhǔn)學(xué)校特色與創(chuàng)新應(yīng)用需求，重構(gòu)課程體系與專業(yè)實踐體系

2018年國家將工程專業(yè)學(xué)位類別調(diào)整為電子信息等8個專業(yè)學(xué)位類別，將信息類專業(yè)學(xué)位領(lǐng)域歸為電子信息授權(quán)類別，具體包括電子、通信、計算機、控制等信息類領(lǐng)域，也包括人工智能、大數(shù)據(jù)與云計算和物聯(lián)網(wǎng)等新興方向。這反映了國家對信息類專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的重視，也反映了信息類交叉復(fù)合型人才培養(yǎng)的重要性。作為地方院校，不僅要滿足國家人工智能時代背景下的高層次創(chuàng)新應(yīng)用型人才需求，還需要為學(xué)校特色學(xué)科行業(yè)培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才。

在人工智能背景下，傳統(tǒng)課程體系已不能滿足當(dāng)前地方院校自身發(fā)展需求，需要重新構(gòu)建面向?qū)W校行業(yè)特色和地方經(jīng)濟發(fā)展需求的理論課程體系和專業(yè)實踐體系。為更直觀地描述人工背景下的課程體系與專業(yè)實踐重構(gòu)思路，筆者以具有水利特色的地方院?！喜こ虒W(xué)院的電子信息專業(yè)學(xué)位授權(quán)類別為例，闡述其電子信息專業(yè)學(xué)位授權(quán)點課程體系的具體改革措施。作為水利特色院校，電子信息專業(yè)學(xué)位授權(quán)類型的課程教學(xué)體系需要考慮人工智能技術(shù)及產(chǎn)業(yè)需求、學(xué)校特色、學(xué)科特色以及自身定位等要素，課程體系需要圍繞人工智能背景下工程倫理、前沿技術(shù)、研究方向、學(xué)科特色以及社會與行業(yè)需求等方面進行考慮，重新構(gòu)建適應(yīng)人工智能背景下的新課程教學(xué)體系。課程體系由理論課程體系和專業(yè)實踐體系兩部分組成，專業(yè)實踐體系以理論課程體系和學(xué)位論文為支撐，開展具有創(chuàng)新應(yīng)用的專業(yè)實踐活動。理論課程體系和專業(yè)實踐體系以人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)需求為基礎(chǔ)，以研究方向為主線，以人工智能+方向的創(chuàng)新應(yīng)用為目標(biāo)，突出學(xué)校特色，強化專業(yè)實踐與理論教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)人工智能背景下具有創(chuàng)新應(yīng)用能力的復(fù)合型人才。

（三）構(gòu)建“五維一體”模式，推進課程改革與資源建設(shè)

根據(jù)教育部提出的新工科建設(shè)以及一流課程建設(shè)等一系列教育指導(dǎo)意見，地方院校信息類專業(yè)學(xué)位研究生教育作為創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要組成部分，需要構(gòu)建新的課程教學(xué)模式來適應(yīng)人工智能時代背景下的研究生課程建設(shè)。在分析傳統(tǒng)研究生教育教學(xué)模式和過程管理存在問題的基礎(chǔ)上，本文提出以線上線下混合式教學(xué)模式作為主體，以人工智能資源庫建設(shè)、課程教學(xué)設(shè)計、課程內(nèi)容安排、課程資源建設(shè)、課程案例庫建設(shè)五個方面為支撐的“五維一體”課程改革新模式，如圖2所示?！拔寰S一體”的內(nèi)涵包括：一是人工智能資源庫建設(shè)。收集當(dāng)前人工智能技術(shù)有效算法和相應(yīng)算法代碼，以期加快學(xué)生熟悉人工智能基礎(chǔ)理論和應(yīng)用開發(fā)。二是課程內(nèi)容安排。為培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才，需要從人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)理論、前沿性理論、創(chuàng)新應(yīng)用三方面來設(shè)定教學(xué)內(nèi)容。三是課程資源建設(shè)。需要把教學(xué)內(nèi)容與課程案例庫建設(shè)相結(jié)合，建立基于人工智能的相關(guān)創(chuàng)新應(yīng)用案例分析以及思考習(xí)題等系統(tǒng)化課程內(nèi)容。四是課程案例庫建設(shè)。建立理論應(yīng)用和基于人工智能技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用案例庫，為豐富線下教學(xué)內(nèi)容和課堂研討等提供豐富案例，強化工程應(yīng)用能力培養(yǎng)。五是課程教學(xué)設(shè)計。由于線下課程資源為學(xué)生提供了基本理論的學(xué)習(xí)內(nèi)容，線上教學(xué)設(shè)計主要面向知識難點、提問互動和問題研討等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生在課堂的思考、分析和解決問題的能力，讓學(xué)生深入掌握教學(xué)內(nèi)容。

（四）把握學(xué)生學(xué)習(xí)成效，創(chuàng)新課程與實踐考核方式

課程考核不僅是驗證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的方法，也是學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的導(dǎo)向。在人工智能背景下，信息類研究生不僅要掌握課程內(nèi)容，而且要具有解決問題和創(chuàng)新應(yīng)用的能力。因此，地方院校要以創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng)的成效為中心，對理論課程和專業(yè)實踐采用不同的考核方式，注重創(chuàng)新應(yīng)用和解決問題的考核，促進專業(yè)學(xué)位研究生人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高，如圖3所示。在理論課程考核方面，應(yīng)從平時線上學(xué)習(xí)情況、解決問題能力、創(chuàng)新應(yīng)用能力等三方面進行考核，以線上學(xué)習(xí)、研討提問、課堂測驗作為平時成績，結(jié)合應(yīng)用型報告、實踐操作或書面綜合性考試做出最終的評價，書面考試應(yīng)側(cè)重解決問題和創(chuàng)新思考等綜合性題型。

在專業(yè)實踐考核認(rèn)定方面，傳統(tǒng)專業(yè)實踐主要以實踐報告的形式來評估，不能完全保證專業(yè)實踐的實際效果。在人工智能背景下，創(chuàng)新應(yīng)用是信息類專業(yè)學(xué)位研究生的關(guān)鍵能力之一，切實加強專業(yè)實踐管理有助力提升研究生的實踐能力，其具體考核方式應(yīng)結(jié)合理論教學(xué)和學(xué)位論文的需要，以實踐操作情況、周記方式、指導(dǎo)教師評定作為平時成績，以實踐內(nèi)容的創(chuàng)新性、實踐成果匯報和實踐報告三部分作為期末考核的內(nèi)容，組織高校和企業(yè)導(dǎo)師進行集中考核認(rèn)定，讓專業(yè)實踐切實為專業(yè)能力提升起到促進作用。

四、結(jié)論

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，對創(chuàng)新性應(yīng)用型人才提出了新的要求，傳統(tǒng)信息類專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)體系不能有效適應(yīng)人工智能背景下創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)合型人才培養(yǎng)的需求，建立創(chuàng)新應(yīng)用型高層次人才培養(yǎng)的課程體系對滿足社會和產(chǎn)業(yè)需求具有重要意義。對于地方類院校，改革傳統(tǒng)信息類專業(yè)學(xué)位研究生課程體系是當(dāng)前人工智能背景下學(xué)校自身轉(zhuǎn)型發(fā)展需要解決的重要問題。本文通過對現(xiàn)有課程體系存在的問題和必要性進行分析，提出了人工智能背景下信息類專業(yè)學(xué)位研究生課程體系改革措施，主要包括人工智能背景下相應(yīng)的課程體系與專業(yè)實踐體系、課程教學(xué)改革與資源建設(shè)、理論課程與專業(yè)實踐考核等方面內(nèi)容，為人工智能背景下信息類專業(yè)學(xué)位研究生的人才培養(yǎng)課程體系改革提供思路和借鑒。

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]