國外高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)：基本特征與借鑒路向

蔣馨培 趙磊磊 吳小凡

江南大學教育學院

一、 問題提出與研究設(shè)計

自然語言處理、機器學習、生物識別等智能技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)變革為社會發(fā)展提供了新的機遇與平臺，也催生了大量的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域。各國政府也相繼發(fā)布了人工智能領(lǐng)域的政策報告，關(guān)注本國人工智能人才的培養(yǎng)。例如，中國發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》［1］和《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》［2］。本研究選擇國外五所人工智能專業(yè)較為成熟的高校為研究對象，查閱各個學校的官方網(wǎng)站，整理出這五所高校人工智能專業(yè)開設(shè)的概況（表1）。

表1 國外五所高校人工智能專業(yè)開設(shè)概況

（續(xù)表）

筆者選擇以Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中2000—2021年人工智能人才培養(yǎng)的相關(guān)英文文獻為研究對象，以Artificial Intelligence Talents或Talent Training等為主題進行檢索，共檢索出113條記錄。通過數(shù)據(jù)庫的分析報告發(fā)現(xiàn)，2017年關(guān)于人工智能人才培養(yǎng)的相關(guān)文獻開始增多，到2021年相關(guān)論文數(shù)量呈爆炸式增長。已有文獻多基于對人才培養(yǎng)模式的探究，以“教師”“學習行為”“教學過程”“機器學習”為核心內(nèi)容。因此，本研究從理念、課程、教學、資源四個維度分析國外高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的基本特征，指出我國人工智能人才培養(yǎng)的實踐路向，以期為我國人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)體系化提供現(xiàn)實指導。

二、 國外高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的基本特征

有關(guān)人工智能人才培養(yǎng)向度的論斷存在一定的視角差異，Zaitseva認為，人才培養(yǎng)中要引入創(chuàng)新教育技術(shù)，注重教育資源的作用［3］；Yang、Sun提出，在人工智能時代下專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)該關(guān)注人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)理念、培養(yǎng)目標的創(chuàng)新，以應(yīng)對現(xiàn)實問題的挑戰(zhàn)［4］；谷騰飛等認為，人才培養(yǎng)應(yīng)關(guān)注培養(yǎng)理念、專業(yè)設(shè)置、課程設(shè)置、教學組織等要素［5］。綜上，本研究嘗試從教育理念、課程設(shè)置、教學模式、教學資源四個方面對國外高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的基本特征予以分析。

（一） 教育理念：對接市場需求，注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)

新一代人工智能發(fā)展浪潮賦能高校新的發(fā)展機遇，而應(yīng)用型人才培養(yǎng)則成為高校抓住現(xiàn)實機遇的抓手。一方面，國外高校在教育理念層面上注重對接市場需求，加大對學生應(yīng)用能力和內(nèi)隱技能的培養(yǎng)力度。比如，倫敦大學、劍橋大學將抽象的教育理念具體化，把學生參加團隊項目作為專業(yè)成績考核標準的一部分，在此過程中同步提升學生的應(yīng)用能力以及團隊協(xié)作能力。斯坦福大學與加州大學伯克利分校通過讓學生參與研究項目與課題研究，提升學生的實操能力。東京大學以項目研究為依托，以實驗室培養(yǎng)為主要形式，對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)規(guī)制更加清晰。另一方面，國外高校還建立了與行業(yè)內(nèi)頂尖企業(yè)的合作關(guān)系。比如，倫敦大學與微軟研究院、IBM研究院、NEC歐洲實驗室、FaceBook、谷歌和NASA建立了合作，多樣化的培養(yǎng)形式有利于豐富學生知識體系的構(gòu)建，契合人工智能市場的發(fā)展需求，這也進一步倒逼國內(nèi)高校注重市場層面對于人才的多方面素質(zhì)要求。

（二） 課程設(shè)置：聚焦場景體驗，鼓勵跨學科自主學習

人工智能屬于交叉學科領(lǐng)域，需加強與其他學科的內(nèi)在聯(lián)系，促進人工智能專業(yè)本身的發(fā)展和創(chuàng)新。首先，國外高校在課程設(shè)置上聚焦于學生實際的場景體驗，為學生提供真實的研究情境，如參與企業(yè)的真實項目等，順應(yīng)了學生知識生長的內(nèi)在邏輯。其次，結(jié)合人工智能專業(yè)的特性和場景化課程對于人才的要求，國外高校在課程設(shè)置方面主張打破知識的邊界，更多地融入跨學科課程知識，同時鼓勵行業(yè)多種形式的“原生態(tài)”經(jīng)驗和情境化的專業(yè)知識在不經(jīng)過加工的前提下，直接進入課堂供學生學習。東京大學在校內(nèi)開設(shè)涵蓋神經(jīng)、大腦等醫(yī)學專業(yè)知識的講座，邀請人工智能專業(yè)的學生來聽，在一定程度上豐富了人機信息融合的新路徑，體現(xiàn)“人工智能+X”的特性，充實復合型智能人才的內(nèi)涵。綜合來說，國外高校場景化的課程設(shè)置打破了原先課程空間的局限，有利于培養(yǎng)學生跨領(lǐng)域知識的應(yīng)用遷移能力，構(gòu)建多元學科背景。

（三） 教學模式：彰顯教學自由，注重學生個人興趣與實際收獲

智能技術(shù)在一定程度上改變了師生之間以及學生之間的關(guān)系，在所謂的“學習”過程中，教師只是學生學習過程的促進者。人工智能專業(yè)的教學兼具理論與實踐雙重特性，應(yīng)關(guān)注教師教學的靈活性與學生學習的自主性。具體來說，國外高校在教學模式上關(guān)注學生個人興趣取向與實際收獲。比如，倫敦大學的學生能夠獨立完成大型項目并掌握進度，教師只充當學生項目的輔助者與問題溝通者，體現(xiàn)出學生的自主學習權(quán)利。斯坦福大學讓學生根據(jù)其興趣選擇課程學習，并且可以隨時調(diào)整專業(yè)，賦予學生較多的學習自主權(quán)。東京大學的教學極度關(guān)注學生的體驗與收獲，關(guān)注學生實際的操作與獲得的技能。值得一提的是，國外高校在教學評價上有其獨特之處，在評價中更加關(guān)注學生的個人項目完成度，這種多元化的評價方式相對來說較為靈活且較為契合開放度高的教學模式。

（四） 教學資源：關(guān)注社會資源引入，有效整合跨學科師資

人工智能與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、技術(shù)更新之間存在天然聯(lián)系。在社會資源引入方面，國外高校更多關(guān)注企業(yè)人工智能的設(shè)備配置以及軟件升級在教學中的使用。在劍橋大學，所有學生都可以使用英特爾實驗室的MCS設(shè)施，學校還從MathWorks購買了MATLAB和Simulink網(wǎng)站許可證，該許可證涵蓋了教師和學生在家庭電腦上的使用。倫敦大學配有最先進的大數(shù)據(jù)集群，包括32個處理器、32 TB的磁盤存儲空間、GPU和RDMA網(wǎng)絡(luò)，讓學生可以進行實際案例研究。東京大學與日本多所知名企業(yè)建立合作并推動產(chǎn)學研實踐發(fā)展，與之合作的企業(yè)有三菱UFJ NICOS株式會社、凸版印刷有限公司、日立制作所、三菱電機信息系統(tǒng)株式會社等。作為國際一流高校，東京大學師資力量雄厚，且經(jīng)常整合多所學院的教師進行聯(lián)合教學，包含生物學、數(shù)學、工學、經(jīng)濟學等多領(lǐng)域的師資力量，多領(lǐng)域的教師和專業(yè)人員可以個性化指導學生的發(fā)展方向，加深了學科間的聯(lián)系，還能夠拓寬學生的知識域。

三、 國內(nèi)高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的借鑒路向

目前，國內(nèi)多數(shù)高校開設(shè)了人工智能專業(yè)，但當前人工智能專業(yè)體系還不夠完善。本研究基于對國外高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)特征的分析，為國內(nèi)高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)提出以下借鑒路向（圖1）。

圖1 國內(nèi)高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)路向圖

（一） 關(guān)注社會與市場的人才需求，重塑設(shè)計思維取向的人工智能育人觀

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和時代的變化，社會對人工智能人才的能力要求也在提高，除了專業(yè)知識的考量，還非常注重其解決實際問題的能力。如聯(lián)通主義理論所述，人才培養(yǎng)應(yīng)是信息、聯(lián)系和資源建立網(wǎng)絡(luò)的過程，這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于解決實際問題［6］。高校應(yīng)該注重人工智能專業(yè)和社會需求的契合度。其一，設(shè)計思維是創(chuàng)新能力的必要組成部分，國內(nèi)高校已有教師將設(shè)計思維培養(yǎng)課程引入計算機的基礎(chǔ)教學中，設(shè)計思維強調(diào)以項目實踐理念，人工智能人才培養(yǎng)也需要借助項目實踐進行引導。其二，高校需培養(yǎng)能發(fā)現(xiàn)問題、界定問題，并提出解決方案的學生，同時使學生在圖式化表達和語言溝通等方面的能力有所提升。其三，高校教學應(yīng)引導人工智能專業(yè)的學生成為情感關(guān)系的設(shè)計者，培養(yǎng)其能夠設(shè)身處地為他人考慮的能力，以便有效對接社會和市場需求。

（二） 適度精簡知識類基礎(chǔ)課程，構(gòu)建多樣化人工智能課程體系

人工智能專業(yè)課程的設(shè)置需優(yōu)化時間分配，適度精簡課程安排。人工智能具有“至大無外”的滲透特點, 但是在本科專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，要首先重視人工智能“至小有內(nèi)”的內(nèi)涵特性，通過強化專業(yè)課程屬性來培養(yǎng)本科人才［7］。第一，適度精簡基礎(chǔ)類知識課程。除了計算機相關(guān)知識的學習，高校應(yīng)避免相近學科內(nèi)容的重復學習，合理安排教學時間，提高學生的學習效率。第二，高校需關(guān)注基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的銜接，保持課程的連貫性。當學生學習完基礎(chǔ)課程后，課程建設(shè)可以適當?shù)卦黾由疃纫约翱鐚I(yè)的融合度，以便推動復合型專業(yè)人才的培養(yǎng)。第三，擴大學科的交叉性與跨學科結(jié)合的廣度，構(gòu)建多樣化人工智能課程體系。高校應(yīng)打破學院與專業(yè)的限制，不僅開設(shè)與計算機專業(yè)相關(guān)的專業(yè)課程，還要為學生提供人文社科甚至音樂、舞蹈類的選修課程。

（三） 創(chuàng)新跨學科導師群建設(shè)模式，促進復合型人工智能人才培養(yǎng)

從人才培養(yǎng)的角度來看，進行多學科交叉融合發(fā)展和跨學科教育是必然的。在這個體系中，跨部門的緊密合作和跨學科的教育方法可以作出新的貢獻［8］。當前高校應(yīng)注重創(chuàng)新跨學科導師群建設(shè)模式。首先，跨學科導師群教師隊伍應(yīng)當自覺學習人工智能相關(guān)專業(yè)知識，獲悉人工智能的前沿知識和技術(shù)，為學生提供跨專業(yè)的課程和個性化的學習方案。其次，跨學科導師群有別于傳統(tǒng)的教師，除應(yīng)掌握學科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新知識、現(xiàn)代教育技術(shù)技能外，導師還應(yīng)具備一些重要的個人素質(zhì)，其中包括獨立性、責任感、自我組織能力、自我完善、創(chuàng)造性等［8］，導師群應(yīng)當引導學生多關(guān)注人工智能領(lǐng)域的前沿研究以及現(xiàn)實生活中的具體問題。再者，高校需注重教師跨學科能力的創(chuàng)新，加大人工智能專業(yè)教學的學科橫向跨度，定期邀請不同學科的教師進行交流研討，改變傳統(tǒng)的導師指導模式過于集中在某個單一學科的情況，以便借助學科統(tǒng)整助力學生創(chuàng)新思維培養(yǎng)，推動復合型人工智能專業(yè)人才的有效培養(yǎng)。

（四） 創(chuàng)設(shè)基于大數(shù)據(jù)的數(shù)智融合資源平臺，構(gòu)建校本化人工智能專業(yè)教學資源庫

隨著“智能技術(shù)+大數(shù)據(jù)”在教育領(lǐng)域的全方面滲透，數(shù)智融合在人工智能專業(yè)教學當中的地位更加重要。應(yīng)構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的數(shù)智融合資源平臺，著力創(chuàng)建人工智能專業(yè)教育空間。首先，各高校提供的大多數(shù)人工智能教學資源往往是依托個人使用的計算機和其他設(shè)備的視頻資源，而缺乏專門為教育而設(shè)計的智能系統(tǒng)，應(yīng)該積極創(chuàng)設(shè)基于大數(shù)據(jù)的資源共享服務(wù)。例如，美國麻省理工學院（MIT）的計算機課程瀏覽量就高達50多萬次，課程參與對象并不僅限于本校學生。其次，高校應(yīng)有選擇地在數(shù)智時代進行數(shù)字資源整合，更好地實現(xiàn)課程資源的生成與篩選。高校可將人工智能、大數(shù)據(jù)與課程建設(shè)、實驗實訓、教學研討、教育評價等多方面進行融合，以搭建更好的教學資源服務(wù)一體化平臺。我國高校應(yīng)當建立專屬教學資源平臺，跨越網(wǎng)絡(luò)層面的壁壘，為人工智能專業(yè)的學生提供全球精品課程。

四、 結(jié)語

當前我國人工智能人才培養(yǎng)體系在快速發(fā)展，形成不同層次人工智能人才培養(yǎng)體系對于我國人工智能發(fā)展至關(guān)重要?；趯飧咝Ｈ斯ぶ悄軐I(yè)人才培養(yǎng)的模式特征分析，結(jié)合國內(nèi)人工智能人才培養(yǎng)的現(xiàn)實困境，給出借鑒國外優(yōu)秀經(jīng)驗的人工智能人才培養(yǎng)發(fā)展路向。人工智能既是國家推行的“新工科”專業(yè)，又是高等教育中教育教學的手段和工具。通過探尋高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)困境并給出相應(yīng)的解決路徑，對我國高校人工智能專業(yè)發(fā)展有很大幫助。關(guān)于人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的研究，未來應(yīng)該更多關(guān)注本科層次教育與企業(yè)的緊密對接。