人工智能時(shí)代“新工科”人才培養(yǎng)模式研究

彭偉功 李鎮(zhèn)

摘 要：本文簡述了人工智能時(shí)代的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，分析了傳統(tǒng)工科專業(yè)人才培養(yǎng)過程中存在的問題，并對人工智能時(shí)代對新工科人才培養(yǎng)的發(fā)展要求進(jìn)行了分析。為培養(yǎng)具有“跨界創(chuàng)新精神”的新工科專業(yè)人才，本文就人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新從培養(yǎng)方案重構(gòu)、社會(huì)需求倒逼、校企協(xié)同培養(yǎng)、校內(nèi)橫向協(xié)同培養(yǎng)交叉融合和改變傳統(tǒng)教育教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)等方面提出了改革思路和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：人才培養(yǎng) 新工科 橫向交叉融合 協(xié)同

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（b）-0-03

未來將是萬物互聯(lián)、人物相聯(lián)、萬物智能的時(shí)代，萬物互聯(lián)后，產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)具有超強(qiáng)商業(yè)價(jià)值，需要人工智能來進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析處理，這將使現(xiàn)有的生活、生產(chǎn)方式被徹底改變，帶來很多商業(yè)模式的顛覆。對于已經(jīng)在某些細(xì)分行業(yè)占據(jù)了重要的位置，并積累獲得大量數(shù)據(jù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，在未來的人工智能時(shí)代，是有一定優(yōu)勢的[1]。教育部號(hào)召高校開展新工科創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，深化工程教育領(lǐng)域的改革，促進(jìn)新工科的建設(shè)發(fā)展，主要從理念、結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)模式、培養(yǎng)質(zhì)量以及體系構(gòu)建5個(gè)方面展開。

從一定意義上而言，新工科就是有別于傳統(tǒng)工科的學(xué)科交叉產(chǎn)物[2]。眼下，新技術(shù)革命與國內(nèi)供給側(cè)改革和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)會(huì)促生大量新興產(chǎn)業(yè)，這些新興產(chǎn)業(yè)將會(huì)是我國實(shí)現(xiàn)彎道超車，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展層面和技術(shù)層面上超越相關(guān)發(fā)達(dá)國家的有效途徑。當(dāng)然，技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展都離不開人才創(chuàng)新，想要發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，那就必須培養(yǎng)相關(guān)人才作為支撐[3-5]。所以，發(fā)展新工科在某種意義上而言，就是要培養(yǎng)出能夠達(dá)成上述目標(biāo)的新型人才。

因此，在人工智能時(shí)代全面來臨之前，培養(yǎng)出一批能夠適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展需要和社會(huì)需求的新工科人才，勢在必行；而如何有成效地進(jìn)行“新工科”專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究也就成為當(dāng)今高等教育首要解決的任務(wù)。本文旨在介紹我?！靶鹿た啤睂I(yè)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新嘗試，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，并提出今后改革思路。

1 老工科人才培養(yǎng)現(xiàn)況

當(dāng)下，傳統(tǒng)制造業(yè)人才培養(yǎng)與企業(yè)實(shí)際需求脫節(jié)嚴(yán)重，產(chǎn)教融合的深度不夠、工程教育實(shí)踐環(huán)節(jié)較為薄弱，學(xué)?；A(chǔ)能力建設(shè)相對滯后，教育發(fā)展不均衡與社會(huì)發(fā)展對人才不同層次需求之間的結(jié)構(gòu)性矛盾問題較為突出。

在當(dāng)今這個(gè)飛速發(fā)展的后工業(yè)時(shí)代，扁平化成了社會(huì)組織呈現(xiàn)出的明顯特點(diǎn)[6]，客戶對終端產(chǎn)品的要求越來越高，從只關(guān)注商品本身，向售后和前端生產(chǎn)兩側(cè)延伸。新制造與新服務(wù)唯有不斷創(chuàng)新理念，發(fā)展新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)以應(yīng)對消費(fèi)需求的差異化，才能取得競爭優(yōu)勢。現(xiàn)有培養(yǎng)模式無法服務(wù)于智能制造對于人才需求的新形勢變化，主要在于培養(yǎng)單位對于培養(yǎng)理念、模式以及方法的領(lǐng)會(huì)及運(yùn)行仍沿用傳統(tǒng)制造時(shí)代的體制，這與現(xiàn)如今傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不斷跨界整合并不斷孕育新業(yè)態(tài)的飛速發(fā)展時(shí)代存明顯脫節(jié)。本課題組經(jīng)深度調(diào)研總結(jié)，將這種不適應(yīng)主要?dú)w結(jié)為以下幾個(gè)方面。

（1）專業(yè)培養(yǎng)方案仍停留于傳統(tǒng)的學(xué)院式模式，培養(yǎng)目標(biāo)與計(jì)劃課程體系之間明顯脫節(jié)，不論是培養(yǎng)目標(biāo)還是具體支撐的畢業(yè)要求都缺乏具體的課程依托，映射關(guān)系模糊，畢業(yè)要求中所提及的素質(zhì)、能力和素養(yǎng)在實(shí)踐中由于缺乏針對性的具體課程導(dǎo)致無法有效落地，當(dāng)然也沒能形成人才培養(yǎng)的有效評(píng)價(jià)機(jī)制。

（2）專業(yè)建設(shè)不關(guān)心產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加之人才培養(yǎng)具有滯后效應(yīng)，學(xué)生畢業(yè)后發(fā)展困難，上升空間有限。這實(shí)質(zhì)上就是不關(guān)心社會(huì)對人才需求的動(dòng)態(tài)變化，缺乏有效的外部溝通機(jī)制，不顧及對人才的“用戶”反饋，沒有對其進(jìn)行有效價(jià)值判斷。最終結(jié)果就是由于專業(yè)建設(shè)缺乏前瞻性而致使人才培養(yǎng)跟社會(huì)真實(shí)需求之間嚴(yán)重脫鉤，招生就業(yè)困難，難以為繼。

（3）校企協(xié)同培養(yǎng)合作不夠深入。傳統(tǒng)工科教育缺乏企業(yè)深度參與，大多僅涉及到部分實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)與技能缺乏實(shí)踐機(jī)會(huì)，無法進(jìn)行有效的能力提升來增強(qiáng)就業(yè)適應(yīng)度。這對于迫切需要培育“大國工匠”的智能制造而言，是極為不利的。自然也就不可能校企聯(lián)合，孕育新興交叉復(fù)合專業(yè)，也就不可能真正實(shí)現(xiàn)教育創(chuàng)新。

（4）不夠重視校內(nèi)相近專業(yè)的橫向協(xié)同培養(yǎng)和交叉融合以及加強(qiáng)工科學(xué)生的人文素養(yǎng)，“跨專業(yè)、跨學(xué)科”的復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)還有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。大多傳統(tǒng)工科專業(yè)的建設(shè)發(fā)展都依托某特定的行業(yè)背景，在某個(gè)特定領(lǐng)域里形成了一定程度的傳統(tǒng)優(yōu)勢，在教學(xué)過程中也保持特有風(fēng)格，這些都是值得提倡的。但是在具體培養(yǎng)環(huán)節(jié)由于過去的“窄而精”意識(shí)主導(dǎo)，主要針對工程領(lǐng)域的某一具體環(huán)節(jié)重點(diǎn)展開人才培養(yǎng)，而沒能夠樹立起面向全過程的培養(yǎng)思想，導(dǎo)致了人才培養(yǎng)視野和格局相對較窄，沒有能夠建立起相近專業(yè)協(xié)同培養(yǎng)的良好機(jī)制。在校內(nèi)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，缺乏有效的橫向交叉融合和協(xié)同培養(yǎng)，所以傳統(tǒng)工科學(xué)生普遍存在綜合素質(zhì)與知識(shí)結(jié)構(gòu)方面的缺陷問題，這是今后需要進(jìn)一步加強(qiáng)和提高的方面所在。

（5）傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)機(jī)制不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。眼下對高校學(xué)生就業(yè)等方面的考核評(píng)估等大多以考研升學(xué)、就業(yè)、參軍等出口方面?zhèn)鹘y(tǒng)的短期效益指標(biāo)來對學(xué)校進(jìn)行人才培養(yǎng)效果評(píng)價(jià)。在這樣的目標(biāo)和價(jià)值導(dǎo)向作用驅(qū)使下，學(xué)校和學(xué)生都可能會(huì)趨利避害而急功近利、舍遠(yuǎn)求近。再就是對學(xué)生的學(xué)業(yè)成績考核方式單一，大多都采用卷面考試形式，不利于營造創(chuàng)新能力培養(yǎng)氛圍。人工智能時(shí)代對人才的最大厚望就是要具有跨領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，以便于為社會(huì)組織的持續(xù)創(chuàng)新戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施提供強(qiáng)有力的智力支持。所以要調(diào)整現(xiàn)有教育理念和教育模式，系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力，在實(shí)踐中不斷摸索，逐步建立起人工智能時(shí)代的“新工科”教育發(fā)展新模式。

2 新工科人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新嘗試

面向未來的高素質(zhì)復(fù)合應(yīng)用型人才，不僅要在自己的專業(yè)領(lǐng)域?qū)W業(yè)精深，而且還需要具有“學(xué)科交叉融合”的特點(diǎn)；不但能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決現(xiàn)有問題，而且還有能力通過自適應(yīng)自學(xué)習(xí)去解決在未來發(fā)展過程中出現(xiàn)的新問題；不但在技術(shù)上優(yōu)秀，而且還要懂得經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和管理，更兼具良好人文素養(yǎng)。人工智能時(shí)代新經(jīng)濟(jì)新產(chǎn)業(yè)對人才提出的這種新的目標(biāo)定位與需求為“新工科”發(fā)展提供了契機(jī)，時(shí)代的發(fā)展在呼喚著“新工科”的發(fā)展。

教育過程需要把學(xué)生將來的持續(xù)發(fā)展前景和社會(huì)對人才需求的動(dòng)態(tài)變化有機(jī)結(jié)合起來，本課題組認(rèn)為可以從培養(yǎng)方案重構(gòu)、社會(huì)需求倒逼授課內(nèi)容更新、校企協(xié)同培養(yǎng)、校內(nèi)橫向協(xié)同培養(yǎng)交叉融合和改變傳統(tǒng)教育教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)等多渠道并舉來適應(yīng)人工智能時(shí)代“新工科”人才培養(yǎng)的需求。

2.1 基于OBE教育理念的人才培養(yǎng)方案重構(gòu)

在充分做好OBE教育理念培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求設(shè)計(jì)調(diào)研、課程體系支撐培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度與實(shí)施方式調(diào)研和充分論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校定位和專業(yè)發(fā)展實(shí)際，對傳統(tǒng)工科專業(yè)人才培養(yǎng)方案重構(gòu)。專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)要打破以往傳統(tǒng)教學(xué)模式指導(dǎo)下的思維僵化局面，著力引導(dǎo)實(shí)施以成果為導(dǎo)向的反向拉動(dòng)式教學(xué)設(shè)計(jì)。在此過程中要認(rèn)真思考和把握國家、社會(huì)及行業(yè)發(fā)展的需要，綜合行業(yè)發(fā)展需求，學(xué)校發(fā)展定位及發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，畢業(yè)生持續(xù)發(fā)展前景及學(xué)生家長與社會(huì)各界的殷切期盼等多種因素，科學(xué)制定人才培養(yǎng)目標(biāo)，依據(jù)明確的培養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)合理地制定畢業(yè)要求，再依據(jù)畢業(yè)要求來制定與之相對應(yīng)的課程體系，確保目標(biāo)有較高的達(dá)成度，課程依托明確，兩者之間相互映射關(guān)系清晰且容易實(shí)現(xiàn)。OBE教育理念的核心理念就是基于成果導(dǎo)向的教育，是一種反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┑倪^程[7]，它克服了傳統(tǒng)教育理念引領(lǐng)下一般只能夠滿足內(nèi)部需求卻無法滿足外部需求的詬病?；谶@種拉動(dòng)式的反向教學(xué)設(shè)計(jì)，既有利于提高人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度，更能夠較好地理解和把握專業(yè)定位與發(fā)展內(nèi)涵，真正實(shí)現(xiàn)服務(wù)于社會(huì)的專業(yè)建設(shè)目的。

2.2 根據(jù)社會(huì)需要進(jìn)行專業(yè)建設(shè)，并保持授課內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)不斷更新

以繼承創(chuàng)新、交叉融合、協(xié)同共享為主要渠道，努力實(shí)現(xiàn)專業(yè)建設(shè)與發(fā)展逐步從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向以行業(yè)需求為導(dǎo)向，從被動(dòng)適應(yīng)服務(wù)轉(zhuǎn)向主動(dòng)創(chuàng)新引領(lǐng)。要充分做好行業(yè)發(fā)展對人才需求的廣泛調(diào)研，實(shí)施專業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)整戰(zhàn)略，并推動(dòng)傳統(tǒng)專業(yè)的交叉融合、培育適合行業(yè)需求的交叉專業(yè)。為了能夠適應(yīng)技術(shù)發(fā)展對人才要求以及期望程度的提高，要不斷鼓勵(lì)廣大一線授課教師積極關(guān)心行業(yè)和技術(shù)發(fā)展的前沿，及時(shí)把行業(yè)發(fā)展變化的最新情況引入到課內(nèi)外的教學(xué)過程，科學(xué)認(rèn)真更新授課內(nèi)容和規(guī)范知識(shí)體系，建設(shè)更新教材資源。為此，需要不斷加強(qiáng)高水平師資隊(duì)伍建設(shè)，特別是要重視廣大青年教師的成長，學(xué)?？梢圆扇『侠碛行У姆e極措施鼓勵(lì)青年教師，特別是剛畢業(yè)的從學(xué)校到學(xué)校的年輕教師深入到相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)一線進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)，不斷提高行業(yè)認(rèn)知。

2.3 加強(qiáng)校企企業(yè)協(xié)同培養(yǎng)深度，創(chuàng)新人才培養(yǎng)途徑

廣泛而又深度的客戶體驗(yàn)是人工智能時(shí)代一個(gè)明顯的特點(diǎn)。通過客戶體驗(yàn)來驗(yàn)證或者說判斷產(chǎn)品或者服務(wù)創(chuàng)新自身社會(huì)價(jià)值，實(shí)質(zhì)上就是讓用戶加入了產(chǎn)業(yè)鏈，真正實(shí)現(xiàn)市場導(dǎo)向的理念創(chuàng)新。新工科人才培養(yǎng)，就是為其發(fā)展提供人才支撐，自然也不能置身事外，要想培養(yǎng)出深受用戶歡迎的新工科專業(yè)人才，這就需要企業(yè)作為用戶參與人才培養(yǎng)過程。校企產(chǎn)學(xué)研合作，可以實(shí)現(xiàn)信息共享和互惠互利。企業(yè)不論是在實(shí)踐教學(xué)方面，還是在產(chǎn)業(yè)以及行業(yè)發(fā)展預(yù)測、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、制造過程以及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的理解把握等方面都具有自身優(yōu)勢，可以協(xié)助高校實(shí)現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化；此外讓用戶參與人才培養(yǎng)過程，既能起到質(zhì)量監(jiān)督把關(guān)作用，還可以對人才培養(yǎng)方案不斷完善提高，甚至還可以對專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提出科學(xué)合理的建議，既增強(qiáng)了契合度，也提高用戶對新工科人才培養(yǎng)的滿意度。

校企協(xié)同培養(yǎng)，既能夠增強(qiáng)學(xué)生的行業(yè)認(rèn)知，還有利于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，同時(shí)也擴(kuò)大了學(xué)校在行業(yè)內(nèi)的影響力，一定程度上增強(qiáng)人才培養(yǎng)的外部適應(yīng)性。

2.4 以行業(yè)平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)橫向協(xié)同培養(yǎng)

新工科實(shí)質(zhì)上就是讓學(xué)生在更廣闊的視角下學(xué)習(xí)，也就是所謂的厚基礎(chǔ)。對校內(nèi)相近專業(yè)的橫向協(xié)同培養(yǎng)和交叉融合，讓“跨專業(yè)、跨學(xué)科”的復(fù)合型人才培養(yǎng)成為共識(shí)。在具體操作模式上可以采取多種方式有機(jī)結(jié)合的手段進(jìn)行。以“大平臺(tái)、多專業(yè)融合”為基本原則，以工程項(xiàng)目為主線，搭建跨專業(yè)的教學(xué)平臺(tái)，組建跨專業(yè)的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，制定出統(tǒng)一的教學(xué)大綱和授課計(jì)劃，合作編寫教學(xué)資料，實(shí)行聯(lián)合授課[8]。教師之間互相聽課，集體備課，深度掌握其他專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，在教學(xué)過程中不斷融合相關(guān)專業(yè)知識(shí)。學(xué)生在傳統(tǒng)工科專業(yè)模式下從各自專業(yè)的角度來“仰視”行業(yè)，新工科培養(yǎng)模式下通過行業(yè)平臺(tái)課程的學(xué)習(xí)，是站在行業(yè)的高度上來“俯瞰”專業(yè)，理解各自專業(yè)在行業(yè)中的地位與作用，理解各自專業(yè)與相關(guān)專業(yè)的關(guān)系，著有利于提高專業(yè)課程學(xué)習(xí)的目的性與自覺性。此外，構(gòu)建跨學(xué)科、多專業(yè)、集成化、融合式橫向協(xié)同實(shí)踐能力訓(xùn)練體系，開展聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)和社會(huì)實(shí)踐[9]，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同能力。組建跨專業(yè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)開展聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)可以將整個(gè)項(xiàng)目過程有機(jī)統(tǒng)一，既培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，又可以幫助學(xué)生樹立全局意識(shí)，提高工程實(shí)踐綜合應(yīng)用能力。

2.5 改變傳統(tǒng)教育教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

今后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，我國教育的矛盾將主要表現(xiàn)為教育發(fā)展不均衡與社會(huì)發(fā)展對不同層次人才需求之間的結(jié)構(gòu)性矛盾。由于社會(huì)對人才需求存在層次結(jié)構(gòu)區(qū)別，學(xué)生的興趣和稟性各異，所以就不能按照統(tǒng)一的尺度標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)高等教育教學(xué)效果，應(yīng)該按照不同的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位分別評(píng)價(jià)。通過不斷提高學(xué)生科技創(chuàng)新在教育評(píng)價(jià)中的權(quán)重來建立良好的導(dǎo)向機(jī)制，從而合理引導(dǎo)學(xué)生投入科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。從國家和社會(huì)層面來看，考慮到人才的結(jié)構(gòu)性矛盾現(xiàn)實(shí)，不能再以“就業(yè)率”或者“升學(xué)率”等單一的效益指標(biāo)來衡量和評(píng)估高校的教育質(zhì)量和效果，而應(yīng)該考慮到“大國工匠”所需要的文化底蘊(yùn)和寬厚的專業(yè)基礎(chǔ)以及創(chuàng)新思維，采取多維度評(píng)價(jià)高校教育質(zhì)量；從學(xué)生角度來講，由于學(xué)校出臺(tái)了相關(guān)鼓勵(lì)政策從而可以結(jié)合個(gè)人興趣和能力基礎(chǔ)，積極投身于科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，充分發(fā)展自己；學(xué)校層面，改革課程考核方式，采用綜合考核模式，政策導(dǎo)向也要鼓勵(lì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，努力構(gòu)筑以創(chuàng)新競賽、創(chuàng)新基地以及社會(huì)實(shí)踐為主要內(nèi)容的多元化創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，全面提升學(xué)生的產(chǎn)業(yè)視野、創(chuàng)新競爭精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3 結(jié)語

新工科人才培養(yǎng)模式改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及面廣，既需要考慮人才培養(yǎng)方案自身的內(nèi)部適應(yīng)性和教育教學(xué)自然規(guī)律，還需要加強(qiáng)人才培養(yǎng)的外部協(xié)同環(huán)境、社會(huì)需求變更、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展變化、教學(xué)手段的創(chuàng)新、激勵(lì)機(jī)制、社會(huì)預(yù)期等。

隨著數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，云物大智等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，人工智能時(shí)代正向我們走來，培養(yǎng)面向人工智能時(shí)代人才的任務(wù)已日漸緊迫。人工智能時(shí)代對人才的需求也越來越多樣化，新工科人才培養(yǎng)模式不僅要注重滿足社會(huì)以及行業(yè)發(fā)展需求，更要重視對學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)；既要在更加開放和包容的氛圍中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，也要加強(qiáng)家國情懷培養(yǎng)，塑造健康的身心。

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