應(yīng)用型本科人工智能人才培養(yǎng)體系研究

王子炎 龔 凡 吳德林

廣州理工學(xué)院，廣東 廣州 510850

近年來(lái)，人工智能在許多領(lǐng)域表現(xiàn)突出，國(guó)家高度重視人工智能技術(shù)研發(fā)以及人工智能人才培養(yǎng)。未來(lái)，人工智能將作為影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心因素，也是國(guó)家科技實(shí)力的重要體現(xiàn)。人工智能推動(dòng)了一大批產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)初步形成了一條包含智能制造、智能家居、智慧交通、智慧金融以及智能醫(yī)療的產(chǎn)業(yè)鏈，人工智能的產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)了新的發(fā)展模式和新的機(jī)遇，推動(dòng)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展。人工智能在我國(guó)呈現(xiàn)急速上升的發(fā)展趨勢(shì)，這意味著有更多基于人工智能或需要人工智能技術(shù)支撐的產(chǎn)業(yè)會(huì)被開(kāi)發(fā)，有更多領(lǐng)域引入人工智能技術(shù)，這就需要大量人工智能專(zhuān)業(yè)人才。社會(huì)對(duì)于人工智能專(zhuān)業(yè)人才的需求量與日俱增，這就對(duì)高校提出了更高的要求。當(dāng)前，應(yīng)用型本科高校對(duì)于人工智能人才培養(yǎng)體系的建設(shè)還處于摸索階段，部分高校仍然采用傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)體系，對(duì)于人工智能這類(lèi)新工科專(zhuān)業(yè)，其包含的技術(shù)新穎，覆蓋領(lǐng)域廣，傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式不再適用。因此，國(guó)內(nèi)很多專(zhuān)家學(xué)者展開(kāi)了關(guān)于應(yīng)用型本科該如何建設(shè)人工智能專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系這一問(wèn)題的探討和研究。

董君等［1］從課程體系、創(chuàng)新教學(xué)模式以及智慧平臺(tái)的搭建等方面進(jìn)行闡述，并基于大數(shù)據(jù)人工智能技術(shù)對(duì)人工智能人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了研究，提出了一種高校建設(shè)新工科專(zhuān)業(yè)的新思路。曾毅等［2］提出打造“專(zhuān)業(yè)核心課+行業(yè)實(shí)踐+N方向選修課+專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)”的平臺(tái)理念，以培養(yǎng)符合企業(yè)需求的高質(zhì)量“人工智能+”應(yīng)用型人才。胡杰等［3］通過(guò)分析各地方院校人工智能專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的方式，并結(jié)合應(yīng)用型本科自身發(fā)展特點(diǎn)，提出了各地方院校需要建立覆蓋范圍廣的技能型人工智能人才培養(yǎng)方案的觀點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力為主，真正實(shí)現(xiàn)人工智能專(zhuān)業(yè)教育的創(chuàng)新發(fā)展。王少青等［4］從課程體系建設(shè)的角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)眾多一流大學(xué)人工智能專(zhuān)業(yè)進(jìn)行調(diào)研，以及考察目前市面上出版的人工智能專(zhuān)業(yè)課程相關(guān)教材，針對(duì)不同階段的人才培養(yǎng)目標(biāo)提出了對(duì)應(yīng)的合理化建議。梁兆春等［5］從行業(yè)的角度，分析了人工智能專(zhuān)業(yè)建設(shè)的必要性，并提出了基于項(xiàng)目導(dǎo)向的工程教學(xué)，改進(jìn)現(xiàn)有的人才培養(yǎng)評(píng)估機(jī)制，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)也讓學(xué)生重視人工智能專(zhuān)業(yè)課教育。姚琳等［6］針對(duì)人工智能專(zhuān)業(yè)各階段的課程進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃，同時(shí)對(duì)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)型教學(xué)的教學(xué)方法進(jìn)行探索和研究，并提出了檢驗(yàn)教學(xué)方法是否合理的評(píng)價(jià)模式。馮明佳［7］提出了將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人工智能課程體系，開(kāi)拓學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維，使學(xué)生意識(shí)到人工智能在社會(huì)各領(lǐng)域潛在的機(jī)遇，促進(jìn)學(xué)生的多元化發(fā)展。李海峰［8］通過(guò)對(duì)比中美人工智能專(zhuān)業(yè)的教育方式的不同，提出了我國(guó)需要在人工智能教育生態(tài)系統(tǒng)和研發(fā)機(jī)制進(jìn)行改革和建設(shè)，以促進(jìn)我國(guó)人工智能教育發(fā)展。郭士茹等［9］分析現(xiàn)有人工智能專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式存在的缺陷和不足，通過(guò)建立體驗(yàn)式教學(xué)平臺(tái)，開(kāi)展校企合作以及建立合作學(xué)習(xí)模式，提升教師自身的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，保證教學(xué)質(zhì)量。邱慧麗等［10］對(duì)人工智能專(zhuān)業(yè)整體建設(shè)進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計(jì)，提出了校政行企融一體的建設(shè)模式，以解決當(dāng)前應(yīng)用型人才存在的實(shí)踐和實(shí)操能力不足的問(wèn)題。

本文以人工智能專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)為研究目標(biāo)，結(jié)合應(yīng)用型本科辦學(xué)特點(diǎn)，從人才培養(yǎng)目標(biāo)定位、教學(xué)模式創(chuàng)新、課程考核與評(píng)價(jià)四個(gè)方面來(lái)進(jìn)行探討，形成一套適合于應(yīng)用型本科學(xué)生的人才培養(yǎng)體系。

一、人工智能專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

應(yīng)用型本科高校辦學(xué)特點(diǎn)是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主，尤其是理工科類(lèi)院校，辦學(xué)主旨不是為了培養(yǎng)學(xué)術(shù)型或研究型人才，而是培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力，以便學(xué)生能更好地適應(yīng)社會(huì)需求和發(fā)展。應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)主要面向三本院校學(xué)生，該層次學(xué)生往往具有以下的特征。

（一）學(xué)生對(duì)于學(xué)科的認(rèn)識(shí)不夠清晰，在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往忽略課程與課程之間的關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率低，這與學(xué)校所構(gòu)建的課程體系也有一定關(guān)系。

（二）學(xué)生對(duì)于自身要求不高，缺乏學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力，缺少學(xué)習(xí)目標(biāo)和方向，學(xué)校在這一方面做的工作比較少，學(xué)生往往處在被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，對(duì)于理工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)校除了課程實(shí)驗(yàn)之外，很少組織學(xué)生進(jìn)行課外的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，學(xué)生無(wú)法鞏固課上學(xué)到的知識(shí)，這也導(dǎo)致了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)缺乏深刻理解，在畢業(yè)時(shí)沒(méi)有一技之長(zhǎng)，缺乏就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力［11］。

（三）應(yīng)用型本科學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，課堂上所接受的專(zhuān)業(yè)知識(shí)很難消化，學(xué)習(xí)能力有待進(jìn)一步提升。

對(duì)此，應(yīng)用型本科需要首先確定人工智能人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)目標(biāo)可以從兩個(gè)方面著手。第一，確定專(zhuān)業(yè)方向，人工智能這一專(zhuān)業(yè)涵蓋的理論知識(shí)十分廣泛，其中包含的核心技術(shù)和數(shù)學(xué)原理也是相當(dāng)復(fù)雜，在設(shè)定培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)應(yīng)充分考慮學(xué)生的接受程度，如果在教學(xué)過(guò)程中核心原理涉及過(guò)多，難免出現(xiàn)課堂上學(xué)生抓不住重點(diǎn)，晦澀難懂的理論很容易消磨學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)授課過(guò)程有非常大的影響，而如果浮于表面避開(kāi)核心理論，又會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的實(shí)驗(yàn)課難以開(kāi)展。應(yīng)用型本科主要培養(yǎng)原則側(cè)重實(shí)際應(yīng)用，所以人工智能培養(yǎng)體系應(yīng)包括一些熟悉技術(shù)應(yīng)用層的教學(xué)工作，即多讓學(xué)生接觸實(shí)際落地產(chǎn)品，以自上而下的方式去了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和運(yùn)作原理，將課堂上傳授的知識(shí)與實(shí)際產(chǎn)品相結(jié)合，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。第二，確定發(fā)展方向，人工智能是一門(mén)新興學(xué)科專(zhuān)業(yè)，其所涵蓋的專(zhuān)業(yè)知識(shí)復(fù)雜，學(xué)生想要扎實(shí)掌握這些專(zhuān)業(yè)知識(shí)并達(dá)到企業(yè)的從業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是十分困難的，為了解決這一問(wèn)題，可適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，在保證專(zhuān)業(yè)知識(shí)教授的前提下，增加智能產(chǎn)品測(cè)試、維護(hù)及營(yíng)銷(xiāo)等一些授課內(nèi)容，更細(xì)致的劃分是智能系統(tǒng)維護(hù)、產(chǎn)品技術(shù)支持、智慧平臺(tái)構(gòu)建、智能產(chǎn)品售前售后服務(wù)。授課內(nèi)容的改進(jìn)很大程度上提升了學(xué)生的就業(yè)選擇性，也為后續(xù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)指明方向。

二、教學(xué)模式創(chuàng)新

現(xiàn)有的教學(xué)模式多以理論教學(xué)為主，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)占比較少，而人工智能是一門(mén)非常需要實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)作為支撐的專(zhuān)業(yè)。人工智能專(zhuān)業(yè)涵蓋大量的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，所涉及的領(lǐng)域需要學(xué)生有扎實(shí)的編程基礎(chǔ)和算法經(jīng)驗(yàn)，而目前的應(yīng)用型本科教育無(wú)法使大部分學(xué)生具備這種能力，需要改變教學(xué)方式來(lái)促進(jìn)人工智能專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)自身能力的提升。

實(shí)踐性是新工科的一大特點(diǎn)，傳統(tǒng)的理論與實(shí)踐分離式教學(xué)方式并不適用于人工智能專(zhuān)業(yè)，學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)無(wú)法及時(shí)得到驗(yàn)證。因此，將實(shí)踐融入課堂教學(xué)是十分必要的。實(shí)踐包括兩個(gè)環(huán)節(jié)，第一個(gè)環(huán)節(jié)由教師通過(guò)分析與本堂課所講內(nèi)容相符的案例，增加課堂信息量，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收，使授課過(guò)程更加生動(dòng)。第二個(gè)環(huán)節(jié)由老師布置相應(yīng)練習(xí)題讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，可將學(xué)生進(jìn)行分組，在實(shí)踐的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)。實(shí)踐時(shí)間和理論講解時(shí)間應(yīng)占比均衡，實(shí)踐內(nèi)容不要過(guò)于復(fù)雜，以提高學(xué)生動(dòng)手能力和興趣為主。在實(shí)踐過(guò)程中，教師主要充當(dāng)組織和引導(dǎo)的角色，鼓勵(lì)學(xué)生從多角度分析問(wèn)題，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中不斷反思和改進(jìn)，加強(qiáng)自我監(jiān)督自我學(xué)習(xí)能力。課堂結(jié)束前教師對(duì)每組學(xué)生的實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行考察，學(xué)生可以給同學(xué)分享本堂課的收獲和體會(huì)，其他同學(xué)也可以進(jìn)行提問(wèn)，這種交互方式能夠提高每位學(xué)生的參與感和積極性。

在新工科背景下，教育教學(xué)要以實(shí)踐創(chuàng)新為導(dǎo)向，在課堂實(shí)踐的基礎(chǔ)上建設(shè)與人工智能專(zhuān)業(yè)相匹配的教學(xué)模式，以提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。學(xué)?？赏ㄟ^(guò)校企結(jié)合的模式改善學(xué)校的硬件設(shè)施，以此強(qiáng)化學(xué)校資源配置。校企結(jié)合能夠給學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)和實(shí)踐資源，學(xué)生能夠更好地掌握人工智能領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用和技術(shù)開(kāi)發(fā)。企業(yè)能夠提供實(shí)際案例和應(yīng)用場(chǎng)景，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中體驗(yàn)實(shí)際工作環(huán)境，提前適應(yīng)工作內(nèi)容和要求，學(xué)?？蓪?duì)學(xué)生掌握情況進(jìn)行考核。校企合作間接性地為學(xué)生提供了更多就業(yè)機(jī)會(huì)，學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能能夠同時(shí)代接軌，使學(xué)生能夠更有效地接觸企業(yè)、了解企業(yè)，為將來(lái)的就業(yè)打下基礎(chǔ)。

人工智能涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，教師不僅需要具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且需要實(shí)時(shí)了解當(dāng)前人工智能領(lǐng)域發(fā)展情況，對(duì)前沿技術(shù)有一定的了解，能夠給人工智能專(zhuān)業(yè)學(xué)生未來(lái)的職業(yè)發(fā)展提出合理建議。當(dāng)前，人工智能發(fā)展迅速，這就要求教師具備敏銳的洞察力和前瞻性，具備創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，有能力引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。對(duì)于新開(kāi)設(shè)人工智能專(zhuān)業(yè)的院校而言，人工智能師資力量還不夠強(qiáng)大，結(jié)合人工智能專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，可通過(guò)國(guó)際合作交流項(xiàng)目吸引有經(jīng)驗(yàn)的海外人才加入高校師資隊(duì)伍。此外，對(duì)于團(tuán)隊(duì)已有教師，可定期舉辦教學(xué)研討會(huì)，讓教師之間相互交流、分享經(jīng)驗(yàn)和成果，形成良性循環(huán)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)能力。

三、課程考核與評(píng)價(jià)

課程考核應(yīng)以學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程為主，改進(jìn)傳統(tǒng)考核方式，以提高課程評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和有效性。結(jié)合人工智能專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，將課程考核分為課堂表現(xiàn)、實(shí)踐參與情況、課程答辯以及期末考試這四個(gè)模塊，其中課堂表現(xiàn)占25%，實(shí)踐參與情況占25%，課程答辯占20%，期末考試成績(jī)占30%。最終的考核成績(jī)需綜合以上四個(gè)模塊，其中任何一個(gè)模塊不合格，該課程評(píng)定結(jié)果為不合格。這種考核形式能夠促使學(xué)生積極投入課堂教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)。

此外，課程評(píng)價(jià)也應(yīng)該作為專(zhuān)業(yè)建設(shè)的重要一環(huán)。高校應(yīng)制定科學(xué)的教學(xué)管理制度，建立健全的教學(xué)管理體系，加強(qiáng)對(duì)教師的考核與評(píng)估，以保證教師的教學(xué)水平和質(zhì)量。增強(qiáng)課程內(nèi)容和對(duì)學(xué)生表現(xiàn)的重視，通過(guò)對(duì)課程內(nèi)容和學(xué)生表現(xiàn)的評(píng)價(jià)來(lái)評(píng)估課程的質(zhì)量，從而提高課程評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。引入新的評(píng)價(jià)工具，比如在線(xiàn)評(píng)測(cè)、多媒體評(píng)價(jià)、問(wèn)卷調(diào)查等，以更好地反映學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)包括課程內(nèi)容評(píng)價(jià)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容評(píng)價(jià)、教學(xué)評(píng)價(jià)等多個(gè)方面，學(xué)校應(yīng)充分利用學(xué)生的反饋信息加強(qiáng)課程和師資建設(shè)。通過(guò)課程考核和課程評(píng)價(jià)提高課程總體質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決教學(xué)中的問(wèn)題和難點(diǎn)，提升教師的教學(xué)效果和質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

本文從人才培養(yǎng)目標(biāo)定位、教學(xué)模式創(chuàng)新、課程考核與評(píng)價(jià)三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行探討，形成一套適合于應(yīng)用型本科學(xué)生的人才培養(yǎng)體系，全面提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)及學(xué)習(xí)能力。作為新興專(zhuān)業(yè)，人工智能專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)體系還需要做更多的實(shí)踐來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證和改進(jìn)，且院校的性質(zhì)和規(guī)模也是影響人工智能專(zhuān)業(yè)發(fā)展的重要因素，如何更好地梳理出更為契合的人工智能專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向，在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中還需深入思考和探索。