產(chǎn)教融合背景下的“人工智能”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

摘 要：本文旨在探討在產(chǎn)教融合和多學(xué)科交叉的背景下，人工智能教學(xué)改革的實(shí)踐與挑戰(zhàn)。本文首先分析了東莞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院“人工智能”課程的現(xiàn)狀，強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)教融合和多學(xué)科交叉對(duì)該課程的重要性，指出這種融合能夠?yàn)閷W(xué)生提供更廣闊的視野和更實(shí)際的技能培養(yǎng)；其次從課程內(nèi)容更新、教學(xué)方法創(chuàng)新、實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化和師資培訓(xùn)四個(gè)方面詳細(xì)介紹了教學(xué)改革的策略，并探討了這些策略在提高學(xué)生實(shí)踐能力和深化產(chǎn)教融合方面的成效。通過(guò)這些措施，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，為未來(lái)的職業(yè)生涯打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：人工智能；產(chǎn)教融合；人才培養(yǎng)；教學(xué)實(shí)踐

Abstract：This paper aims to explore the practice and challenges of artificial intelligence teaching reform in the context of industryeducation integration and multidisciplinary crossborder.The article first analyzes the current status of our school's artificial intelligence courses，emphasizes the importance of industryeducation integration and multidisciplinary crossborder to this course，and points out that this integration can provide students with a broader vision and more practical skills training.Then，this article introduces the strategies of teaching reform in detail from four aspects：course content update，teaching method innovation，practical teaching reinforcement and teacher training，and explores the effectiveness of these strategies in improving students' practical ability and deepening industryeducation integration.Through these measures，it aims to cultivate students' innovative thinking and ability to solve complex problems，laying a solid foundation for their future careers.

Keywords：Artificial Intelligence；IndustryEducation Integrations；Talent Cultivation；Teaching Practice

在當(dāng)今時(shí)代，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為關(guān)鍵支撐的信息技術(shù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動(dòng)技術(shù)、云計(jì)算等前沿領(lǐng)域更是日新月異，它們正全方位重塑人類的生產(chǎn)模式與生活方式，各行業(yè)對(duì)此類專業(yè)人才的需求日益迫切，人才缺口持續(xù)擴(kuò)大。產(chǎn)教融合、協(xié)同育人是高校人才培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)飛速發(fā)展的必由之路，產(chǎn)教融合的教學(xué)理念廣泛地提升了大學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力［1］。東莞理工學(xué)院以培養(yǎng)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為計(jì)算機(jī)類的老牌專業(yè)，也是該校各學(xué)科發(fā)展的支撐專業(yè)，在新工科的發(fā)展背景下正面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的艱難挑戰(zhàn)［2］。因此，在產(chǎn)教融合的大趨勢(shì)下，緊密跟隨產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展的前沿趨勢(shì)，持續(xù)優(yōu)化計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)體系，推動(dòng)其與多學(xué)科深度融合，這已成為該院新工科學(xué)科建設(shè)的關(guān)鍵目標(biāo)之一。

1 人工智能課程現(xiàn)狀

目前，東莞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院結(jié)合華為人工智能認(rèn)證體系［3］開(kāi)設(shè)的具有產(chǎn)教融合特色的人工智能選修課程有“華為認(rèn)證HCIAAI”和“華為認(rèn)證HCIPAI”。課程從2021年9月開(kāi)設(shè)以來(lái)，經(jīng)過(guò)三年多的努力和建設(shè)，隨著人工智能技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下方面。

1.1 課程內(nèi)容滯后，跨學(xué)科能力不足

在“大模型+大數(shù)據(jù)+大算力”的加持下，人工智能能夠通過(guò)自然語(yǔ)言交互完成多種任務(wù)，具備了多場(chǎng)景、多用途、跨學(xué)科的任務(wù)處理能力［4］。人工智能作為一個(gè)多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，需要學(xué)生具備跨學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維能力。在多領(lǐng)域有重要作用，是未來(lái)人工智能領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。然而，現(xiàn)用教材為2020年開(kāi)發(fā)，雖不斷完善，但內(nèi)容稍顯滯后，缺少當(dāng)下流行的深度學(xué)習(xí)大模型等介紹，學(xué)生無(wú)法系統(tǒng)了解最新技術(shù)和工具。

1.2 學(xué)生基礎(chǔ)不同，課程評(píng)價(jià)方式單一

目前東莞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)的兩門(mén)課程分別為56學(xué)時(shí)和48學(xué)時(shí)，修讀課程需要學(xué)生具有計(jì)算機(jī)編程知識(shí)（Python/R/C/C++等）和理論基礎(chǔ)。因?qū)W生來(lái)自不同專業(yè)，學(xué)習(xí)能力、接受能力和學(xué)科喜好及掌握程度有差異?，F(xiàn)階段課程雖然采用“平時(shí)實(shí)驗(yàn)+期末測(cè)驗(yàn)”的評(píng)價(jià)體系，但期末測(cè)驗(yàn)的比例仍然過(guò)高，對(duì)平時(shí)實(shí)踐技能的考核略有不足。

1.3 人才培養(yǎng)方案固化，產(chǎn)教融合不夠深入

學(xué)校制訂人才培養(yǎng)方案前期雖進(jìn)行企業(yè)調(diào)查，但受專業(yè)設(shè)置、學(xué)時(shí)安排、學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施等限制，且方案沿用4年，與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)，學(xué)生難以將所學(xué)應(yīng)用于實(shí)際工作。校企合作中，學(xué)生的實(shí)踐操作能力難以滿足崗位需求，企業(yè)不愿投入時(shí)間和成本培訓(xùn)，導(dǎo)致產(chǎn)教融合難以深入。

2 課程教學(xué)改革方案和實(shí)踐

針對(duì)當(dāng)前東莞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院“人工智能”課程存在的問(wèn)題，本文提出以下教學(xué)改革策略，在一定程度上提升了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.1 整合課程內(nèi)容，重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)

首先，緊跟時(shí)代熱點(diǎn)，融入思政教育。培養(yǎng)出專業(yè)技能扎實(shí)的人才固然關(guān)鍵，但思想政治理論教育也同等關(guān)鍵。因此，在教學(xué)過(guò)程里秉持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，順著芯片行業(yè)的重要性、工匠風(fēng)骨以及數(shù)據(jù)來(lái)源合法合理這一中心路線，從誠(chéng)信品質(zhì)、社會(huì)責(zé)任、愛(ài)國(guó)熱忱等各角度把計(jì)算機(jī)科學(xué)和思政教育深度結(jié)合，助力學(xué)生樹(shù)立正確的三觀。另外，課程內(nèi)應(yīng)用的華為AI開(kāi)發(fā)框架與ModelArts人工智能算力平臺(tái)，也能大幅增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本土企業(yè)的自豪感，進(jìn)一步提升文化自信心。

其次，緊隨學(xué)科發(fā)展，持續(xù)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。近年來(lái)人工智能領(lǐng)域迅速發(fā)展，為幫助學(xué)生更好把握相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)，結(jié)合最新的人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)引入華為培訓(xùn)和課程體系等方法來(lái)逐步完善和提升學(xué)校創(chuàng)新人才培養(yǎng)能力。比如，在2024年9月新一輪的教學(xué)中，課程教師加入了大模型發(fā)展過(guò)程和大模型演進(jìn)趨勢(shì)兩個(gè)部分的內(nèi)容，講述AI的發(fā)展歷程從“感知理解世界”到“生成創(chuàng)造世界”的進(jìn)程［5］，特別是現(xiàn)階段LLAMA、ChatGlM、盤(pán)古、文心、星火等大模型百花齊放的局面。

東莞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)的“華為認(rèn)證HCIAAI”和“華為認(rèn)證HCIPAI”這兩門(mén)課程內(nèi)容上相輔相成，通過(guò)HCIAAI課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將了解人工智能發(fā)展歷史、華為昇騰AI體系、全棧全場(chǎng)景AI知識(shí)、人工智能前沿應(yīng)用場(chǎng)景，掌握傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的相關(guān)算法，具備利用MindSpore開(kāi)發(fā)框架進(jìn)行搭建、訓(xùn)練、部署神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的能力。通過(guò)HCIPAI課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將系統(tǒng)地理解并掌握神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、圖像處理理論和應(yīng)用開(kāi)發(fā)、語(yǔ)音處理理論和應(yīng)用開(kāi)發(fā)、自然語(yǔ)言處理理論和應(yīng)用開(kāi)發(fā)以及ModelArts平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，具備擔(dān)任企業(yè)業(yè)務(wù)人工智能領(lǐng)域的售前、售后技術(shù)支持、項(xiàng)目管理、圖像、語(yǔ)音及自然語(yǔ)言處理開(kāi)發(fā)工程師等崗位的能力。

2.2 變革傳統(tǒng)課堂，優(yōu)化教學(xué)方法

教學(xué)過(guò)程中融合課前中后、線上線下及多種教學(xué)法，“線上+線下”模式拓展教學(xué)時(shí)間，化解學(xué)時(shí)與內(nèi)容的沖突，滿足不同層次學(xué)生的需求，全方位提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

授課前，教師精心梳理資料、設(shè)計(jì)教法與案例。案例源于教師課題、經(jīng)典實(shí)例及華為大數(shù)據(jù)平臺(tái)，兼具代表性與實(shí)用性。在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中，以行業(yè)典型案例搭建個(gè)性化學(xué)習(xí)場(chǎng)景，學(xué)生既能循著自身節(jié)奏在模擬實(shí)踐中釋放主動(dòng)性，更能在 “身臨其境” 中深度拆解問(wèn)題、自由探索多元解決方案。在學(xué)生探索知識(shí)的過(guò)程中，綜合案例教學(xué)模式為學(xué)生營(yíng)造了一個(gè)人際溝通與協(xié)作的教育生態(tài)環(huán)境，有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神與溝通技巧，教會(huì)學(xué)生相互溝通、團(tuán)結(jié)協(xié)作，在增長(zhǎng)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)健全學(xué)生人格。

2.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，深化產(chǎn)教融合

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，積極組織學(xué)術(shù)講座、科技競(jìng)賽等活動(dòng)，拓寬學(xué)生的學(xué)術(shù)視野和科技創(chuàng)新能力。改變以往傳統(tǒng)的考核方式，采用“課堂參與度”+“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”+“期末考查”的形式。鼓勵(lì)學(xué)生在獲得學(xué)分的同時(shí)，積極參與藍(lán)橋杯大賽、華為ICT大賽、“大灣區(qū)杯”粵港澳AI4S科技競(jìng)賽、華為認(rèn)證考試等，將所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行整合和運(yùn)用，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

同時(shí)，為提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)能力，并突出ICT融合技術(shù)特色，學(xué)院積極與企業(yè)合作，開(kāi)發(fā)共建課程，每學(xué)期會(huì)有2～4學(xué)時(shí)邀請(qǐng)企業(yè)講師授課，安排相應(yīng)的實(shí)踐項(xiàng)目，例如，學(xué)生通過(guò)華為AI Gallery等開(kāi)發(fā)者社區(qū)和平臺(tái)上的項(xiàng)目練習(xí)和比賽挑戰(zhàn)，獲得一些知名大廠的實(shí)習(xí)就業(yè)機(jī)會(huì)。

2.4 師資隊(duì)伍建設(shè)，提升教師專業(yè)素養(yǎng)

學(xué)校多次組織教師參加全國(guó)高校計(jì)算機(jī)類課程能力提升高級(jí)研修班、華為ICT學(xué)院師資培訓(xùn)班等活動(dòng)，提高教師的專業(yè)知識(shí)水平和教育教學(xué)能力。同時(shí)，學(xué)校還可資助教師踴躍投身科研項(xiàng)目及學(xué)術(shù)研討活動(dòng)，借此拓寬教師學(xué)術(shù)眼界與科研素養(yǎng)。此外，學(xué)校還可以建立教師激勵(lì)機(jī)制和評(píng)價(jià)體系，激發(fā)教師的積極性和創(chuàng)造力，推動(dòng)教學(xué)改革不斷向前發(fā)展。

3 課程教學(xué)改革效果

通過(guò)教學(xué)改革實(shí)踐的實(shí)施，本課程的教學(xué)質(zhì)量得到了顯著提升，具體有以下幾個(gè)方面。

（1）選課人數(shù)和評(píng)教數(shù)據(jù)均得到提高：選課人數(shù)逐年提升，由原來(lái)的1個(gè)教學(xué)班（80人一班）提升到3個(gè)教學(xué)班。評(píng)教分?jǐn)?shù)提升至95.34分，排名前5（共111人）。

（2）學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性得到提高：創(chuàng)新的教學(xué)方法和手段激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。學(xué)生在課堂上積極參與討論，課后也能夠主動(dòng)查閱資料和學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。這種積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度為學(xué)生的未來(lái)學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。同時(shí)，多元化的評(píng)價(jià)方式讓學(xué)生能夠發(fā)揮所長(zhǎng)，通過(guò)參加比賽獲得成果既可作為課程的“加分項(xiàng)”，又可鍛煉動(dòng)手能力。

（3）學(xué)生的實(shí)踐能力顯著提高：通過(guò)系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目訓(xùn)練，學(xué)生不僅掌握了扎實(shí)的專業(yè)技能，更在解決實(shí)際問(wèn)題方面展現(xiàn)出突出能力。在

人工智能應(yīng)用領(lǐng)域，學(xué)生已能熟練完成包括房?jī)r(jià)預(yù)測(cè)、圖像分類、語(yǔ)音識(shí)別、情感分析、機(jī)器翻譯等在內(nèi)的多個(gè)典型實(shí)踐項(xiàng)目，并具備獨(dú)立設(shè)計(jì)算法、優(yōu)化模型的能力。這種實(shí)踐能力的提升在各類學(xué)科競(jìng)賽中得到充分驗(yàn)證，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，助力他們?cè)谌A為 ICT 大賽、藍(lán)橋杯大賽等高水平賽事中屢創(chuàng)佳績(jī)，多次斬獲省級(jí)、國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院憑借在實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域的突出成果，2022年和2023年連續(xù)兩年被評(píng)為 “優(yōu)秀 ICT 學(xué)院”，先后兩位主講教師也因在實(shí)踐教學(xué)中的卓越表現(xiàn)榮獲 “華為 ICT 優(yōu)秀教師” 稱號(hào)，形成了教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。

此外，學(xué)生在參加華為人工智能工程師（HCIAAI）以及高級(jí)人工智能工程師的認(rèn)證考試（HCIPAI）的通過(guò)率也較以往有很大提升，特別是難度較高的HCIPAI的認(rèn)證考試，通過(guò)率從原來(lái)的45%提升至75%，這遠(yuǎn)高于該認(rèn)證考試的官方通過(guò)率。這種多元化的模式將所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行整合和運(yùn)用，提升學(xué)生的實(shí)踐能力，不斷深化復(fù)合型技術(shù)技能人才培養(yǎng)。

結(jié)論

在產(chǎn)教融合和多學(xué)科交叉背景下，人工智能教學(xué)改革具有重要意義。作為學(xué)校重點(diǎn)發(fā)展的學(xué)科，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院現(xiàn)下采用“低年級(jí)厚基礎(chǔ)深化學(xué)科能力，高年級(jí)重技術(shù)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”的人才培養(yǎng)思路。為進(jìn)一步深化產(chǎn)教融合，東莞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院在與華為簽署產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略合作協(xié)議框架下開(kāi)辦了產(chǎn)業(yè)學(xué)院，通過(guò)合作共建實(shí)驗(yàn)室，將華為技術(shù)及服務(wù)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)與東莞理工學(xué)院本地化創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，助推學(xué)校創(chuàng)新發(fā)展，堅(jiān)持知行合一、立德樹(shù)人，著力培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。

借助校企協(xié)作、交叉學(xué)科課程設(shè)計(jì)、以賽促教等一系列舉措，能夠有效提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維能力和多學(xué)科協(xié)同合作能力，為社會(huì)輸送更多高素質(zhì)的人工智能專業(yè)人才。以企業(yè)應(yīng)用需求為目標(biāo)，學(xué)生為本，使學(xué)生在快樂(lè)中學(xué)習(xí)，突出實(shí)踐，以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，增加學(xué)生的過(guò)程性體驗(yàn)，力爭(zhēng)建成高質(zhì)量、可共享、具有示范價(jià)值的課程體系。產(chǎn)教融合是推動(dòng)計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)效提升，打造符合市場(chǎng)需求的高技能人才的關(guān)鍵路徑。未來(lái)，我們將繼續(xù)深化產(chǎn)教融合，探索更多有效的教學(xué)模式，以適應(yīng)人工智能技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的需求。

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［5］ZHU Shiqiang，YU Ting，Tao Xu，et al.Intelligent Computing：The Latest Advances，Challenges，and Future［J］.Intell Comput，2023（2）：0006.

基金項(xiàng)目：2022年度東莞理工學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目“產(chǎn)教融合和多學(xué)科交叉背景下人工智能的教學(xué)改革與實(shí)踐”（202202013）；2022年度廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目“以學(xué)生為中心的《離散數(shù)學(xué)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐”；2022年廣東省研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“《人工智能》高水平課程及教材建設(shè)”（2022SFKC080）

作者簡(jiǎn)介：李青青（1991— ），女，河南平輿縣人，博士研究生，特聘副教授，研究方向：人工智能及生物統(tǒng)計(jì)；張宇輝（1990— ），男，廣東梅州人，博士研究生，特聘副教授，研究方向：群體智能與進(jìn)化計(jì)算。

*通信作者：潘曉衡（1983— ），男，湖南衡陽(yáng)人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：云計(jì)算及人工智能。