新工科下人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)策略

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摘要:探討了新工科背景下人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)對策，論述了新工科背景下人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)模式建設意義，分析了新工科背景下人才培養(yǎng)面臨的問題，提出了新工科背景下高等職業(yè)教育人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)對策:建立體驗式教學平臺，開展校企合作模式，建立合作學習模式，建立質(zhì)量評價體系，加強師資隊伍培養(yǎng)和建設，構建合理的知識體系，建設實踐教學體系，從而構建新工科人工智能專業(yè)人才智能教育生態(tài)環(huán)境，使不同層次的學生獲得基礎性、綜合性和創(chuàng)新性等多層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

關鍵詞:新工科;人工智能專業(yè);人才培養(yǎng);對策

近年來，市場對于人工智能專業(yè)人才需求不斷增加。結合相關調(diào)研數(shù)據(jù)，當前，我國人工智能專業(yè)人才缺口在500萬人以上，國內(nèi)供求比為1∶10，導致人工智能人才供需嚴重失衡。結合網(wǎng)絡資料、根據(jù)市場規(guī)模可知，2015年我國人工智能市場規(guī)模突破100億元，2016年為145億元，同比增長27.0%，2017年為217億元，同比增長56.0%，2019年為500億元，同比增長50.0%，遠超全球17.0%的同比增長水平。可見，我國人工智能專業(yè)發(fā)展迅速，本文基于新工科背景，探討人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)模式的制訂策略。

1新工科背景下人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)模式建設意義

過去繁重的科學計算、工程計算主要由人腦承擔，自21世紀以來這些工作均可以依靠計算機進行，計算機的計算速度高于人腦，且精準度較高。隨著科學技術的不斷進步，對工作的定義也在不斷變化，人工智能學科也隨之迅速發(fā)展起來。人工智能的發(fā)展已經(jīng)勢不可擋，迅速滲入到人們的生活、生產(chǎn)中，在競爭日益激烈的市場環(huán)境下，很多企業(yè)引入人工智能技術以加速自身發(fā)展，人工智能替代人工勞動是企業(yè)發(fā)展的重要方向。而人工智能技術的出現(xiàn)，也加劇了全球范圍內(nèi)的就業(yè)困難問題。但不可否認的是，人工智能技術可以有效解放勞動力，為生產(chǎn)工作帶來較大動力。例如，在抗震救災、火災救援、高空作業(yè)等領域應用人工智能技術，以此減少高危活動對人們生命健康的威脅。

2新工科背景下人才培養(yǎng)面臨的問題

2.1培養(yǎng)目標的重新制訂

隨著高等教育人才培養(yǎng)目標的不斷優(yōu)化改革，各高校也在專業(yè)設置完善、實踐能力培養(yǎng)等方面積極努力，但是在專業(yè)的交叉融合、綜合能力培養(yǎng)等方面仍無法滿足新工科建設需求。因此，需要重新制訂符合新工科教育理念的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標。

2.2課程體系的重組構建

新工科理念體現(xiàn)多學科交叉融合、產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，而傳統(tǒng)教育則是通過通識教育、普適化教育來完成的。因此，需要對現(xiàn)有課程體系進行重新設置，圍繞互聯(lián)網(wǎng)和云計算，將數(shù)據(jù)、控制、人工智能等領域與傳統(tǒng)工科專業(yè)緊密結合，設計符合新工科理念的課程體系。深入開展創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新教育，通過校企合作提升工程實踐能力，打造第二課堂育人體系。結合新工科建設要求，推進高校課程體系建設。

2.3人才培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新

傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式是在特定目標上，制訂相對穩(wěn)定的教學內(nèi)容、教學體系與制度，配備了針對性評估方式，以此實現(xiàn)人才教育。新工科理念下的人才培養(yǎng)模式則應具有多學科交叉的特點，整合全學科，涵蓋各學科背景，完善課程體系，創(chuàng)新教學內(nèi)容。在人才培養(yǎng)階段，高校需要注重學生實踐能力的培養(yǎng)與提升，新工科人才培養(yǎng)模式要務實求真，提升育人質(zhì)量，實施復合型教學方案。

3新工科背景下高等職業(yè)教育人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)對策

為更好地適應社會發(fā)展，提升經(jīng)濟水平，滿足社會服務需求，以新工科建設為立足點，專業(yè)技術人才培養(yǎng)模式改革勢在必行。基于新工科理念，探索專業(yè)技術人才培養(yǎng)模式的建設路徑是一次改革創(chuàng)新的有益嘗試，重新制訂人才培養(yǎng)目標、設置教學內(nèi)容和課程體系、優(yōu)化師資隊伍建設，以校企合作的形式開展協(xié)同育人，開展產(chǎn)教融合，加速技術發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展提供人才支持。在系統(tǒng)推進環(huán)境教育轉型，實現(xiàn)環(huán)境教育方式多元化的工作中，提出構建“互聯(lián)網(wǎng)+實踐+跨學科滲透”模式，系統(tǒng)推進、協(xié)同育人。在產(chǎn)教融合的基礎上，構建“1+N”人才培養(yǎng)模式，即在傳統(tǒng)工科專業(yè)的基礎上交叉融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及人工智能教育的復合型人才培養(yǎng)模式，以此激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的認同感，了解行業(yè)需求與發(fā)展，培養(yǎng)應用型技術人才。

3.1建立體驗式教學平臺

第一，在實踐性思維基礎上，設定相應的目標理論。新工科本身具有較強的實踐性，其主要任務為目標設計，也是實踐性思維培養(yǎng)的關鍵點。實踐性思維目標價值、核心理念的實現(xiàn)需要體系的支持，還需要注重各方目標關系的協(xié)調(diào)，借助實踐性思維和創(chuàng)新手段，創(chuàng)建外部目標，完善相應體系。第二，建立實踐性問題系統(tǒng)體系。實踐性問題體系建設，需要結合自身認知活動，借助實踐性思維，建設相應體系，實踐性問題體系需要結合認知復雜度開展針對性建設。第三，強化實踐性，注意流程問題的解決。通過設計相應的平臺，以確保教學順利完成。實踐性問題教學設計本身具有顯著的體驗、多元與反思性特點，基于此，體驗式教學過程設計要求學生融合環(huán)境、知識經(jīng)驗與感受等，從多角度開展問題分析，以有效解決問題，促使學生不斷進行實踐反思，加強體驗，完善學生實踐性思維培養(yǎng)與鍛煉。體驗式教學階段，要突出教材內(nèi)容的多元化與情景化特征，借助實踐、反思、評價等，實現(xiàn)問題的有效解決。第四，完善學生體驗體系，促使學生真正領悟知識，明確知識蘊含的道理，同時注重實踐培訓，激發(fā)學習動力，促使學生完成自我超越，實現(xiàn)學習目標。一般而言，體驗式教學包含知識技能體驗、講座體驗、過程設計與工程體驗、案例體驗、工程與崗位體驗，授課形式包括講解操作流程、案例分析、專業(yè)課程教學、創(chuàng)新創(chuàng)造能力培養(yǎng)、實訓與成果展覽等。

3.2開展校企合作模式

其他學科是構建新工科的重要支撐。新工科之“新”主要體現(xiàn)在新工科的多學科背景及與“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃相適應上，其主要涵蓋大數(shù)據(jù)、模擬技術、物聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)集成(包括橫向與縱向)、智能機器人等核心技術。在新工科環(huán)境下，通過建設與人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)環(huán)境相契合的模式，可提升學生的實踐技能，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，塑造良好的創(chuàng)新精神。可通過完善學校的硬件設施建設，搭建相應平臺，以此強化資源的優(yōu)化配置和應用。建設教學工廠，提升學生的裝備生產(chǎn)能力，設置崗位操作任務，積極組織學生開展教學實踐。通過建設有針對性的實訓教學基地，可為學生構建真實的操作環(huán)境，促使學生在真實的環(huán)境中了解操作規(guī)程，掌握評價體系，開展定點管理等，更好地提升學生的職業(yè)素養(yǎng)。加強研學體系建設，以成果為導向，創(chuàng)新課程體系，提高學生的創(chuàng)新意識，加強實踐實訓，與行業(yè)接軌，突破傳統(tǒng)的教學理念，促使學生自主學習，提升學生的實踐能力與職業(yè)技能，加強人工智能特色化專業(yè)學科建設。

3.3建立合作學習模式

強化網(wǎng)絡平臺的應用，開展有針對性的學習，加強人工智能工程項目研究，加強操作評估，定期進行效果反饋。在課程內(nèi)整合網(wǎng)絡技術，可加強師生的學習體驗，通過建設在線學習平臺，可實現(xiàn)關鍵問題的探索，提供多媒體技術教學活動，創(chuàng)新教學形式。通過使用移動學習設備，學生能夠隨時隨地開展學習，借助虛擬技術可實現(xiàn)交互協(xié)作，增強學習現(xiàn)實感。借助實踐互動，穿插實驗，以加深學生對知識點的理解，促使學生更好地掌握知識，并激發(fā)其學習興趣，借助相應體驗，提升實踐能力和職業(yè)技能。同時，在人工智能專業(yè)教學期間，跨學科合作方案的應用，可為師生共享實驗室和教學設施奠定基礎，能夠探索最佳學習合作機會，聯(lián)合不同院校，強化協(xié)同效應，以此提升學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

3.4建立質(zhì)量評價體系

新工科背景下，人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)由學向做轉變，促使學生的學習能力朝著綜合性與應用性方向發(fā)展，建設“混合+虛擬”的教學環(huán)境，借助遠程學習方式，實現(xiàn)跨校學習。當前，世界范圍內(nèi)的第四次工業(yè)革命興起，這就對新工科人工智能專業(yè)改革提出了全新的要求，同時也帶來了全新的挑戰(zhàn)，新工科教育目標為創(chuàng)新型、實踐型與綜合型人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)奠定了基礎。在新工科背景下，人工智能專業(yè)要以新經(jīng)濟為前提、以新產(chǎn)業(yè)為目標，創(chuàng)新教學模式，貫徹新教學理念，從各層面、各環(huán)節(jié)入手，強化實踐，探索新工科背景下人工智能專業(yè)教學新思路，創(chuàng)新人工智能專業(yè)實踐教學方案。

3.5加強師資隊伍培養(yǎng)和建設

目前，全球范圍內(nèi)的人工智能專業(yè)人才儲備總計30萬人，而高校僅占據(jù)1/3。針對這一現(xiàn)狀，需要借助校企合作模式，強化理論與實踐相結合，以此彌補這一人才缺口。作為百度與高校合作的經(jīng)典模式之一，深度學習師資培訓班自2018年5月起，已連續(xù)舉辦4期，培訓教師超過400人次，內(nèi)容包含學術交流、實驗實訓、課程構建及平臺應用等，搭建專門平臺，引入企業(yè)助力，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)型、算力型稀缺人工智能專業(yè)人才的有效培養(yǎng)。

3.6構建合理的知識體系

人工智能本身是一項交叉性、綜合性的學科，高校應加強人工智能學科與其他學科的交叉聯(lián)系，逐步形成復合型人才培養(yǎng)模式，以此實現(xiàn)人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。人工智能本身涉及計算機、軟件技術與信息工程等知識，應打造優(yōu)秀的教師隊伍，促進研究成果的共享，開展交叉授課，實現(xiàn)復合型人才培養(yǎng)目標，為人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)提供師資保障，提升教學質(zhì)量和效果。

3.7建設實踐教學體系

基于“三元一體”多維結構的實踐教育指導，依托與機械設計制造及其自動化卓越工程師計劃專業(yè)理論課程體系相接軌、儀器設備和環(huán)境設施等硬件資源相共享、管理和開放運行機制相匹配的多層次不同特征實踐硬件系統(tǒng)，建立具有模塊化、分層次、系統(tǒng)性特征的多維模塊化實踐教學體系。多維模塊化實踐教學體系將教學計劃、課外選修模塊納入其中，開展分層次、多主題實踐教學。教學計劃模塊包含基礎課、融合課、專業(yè)課等較為獨立的實踐課程、集中課程，課外實踐包含開放性實驗、學科競賽、科技活動及社會調(diào)研等部分。多維模塊化實踐教學體系主要由以下3個層次組成。第1層次:基礎層，以知識掌握為基礎的開放性多維結構實踐教育模式。第2層次:主體層，實踐教學系統(tǒng)、理論教學體系結合，工程技能、科研能力協(xié)同，綜合素質(zhì)與創(chuàng)新精神同步的多維結構實踐教育教學體系。第3層次:拓展層，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)系統(tǒng)的建設融入多維結構實踐教育教學體系，實現(xiàn)綜合素質(zhì)的全面提升。通過多維結構實踐教育教學體系開展的實踐教學，使不同層次的學生獲得基礎性、綜合性和創(chuàng)新性等多層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，深化知識，突破能力，提升素質(zhì)。

4結語

在新時代背景下，人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)應以人才發(fā)展為基礎，結合新理念，打造全新的人工智能教育環(huán)境。產(chǎn)學研商的人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)模式，可滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，能夠承擔社會責任、履行歷史使命，高校、企業(yè)、社會應協(xié)同努力，構建新工科人工智能專業(yè)人才智能教育生態(tài)環(huán)境。

作者：郭士茹 王誠林 郭永峰 朱絢曼 單位：長春電子科技學院