AI背景下高職院校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)和教學(xué)的思考

張生瑞　楊振宇　李波

摘 要：本文先介紹了人工智能行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了AI背景下高職院校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人工智能人才的培養(yǎng)和教學(xué)過(guò)程中的一些思考。

關(guān)鍵詞：AI;人工智能;人才培養(yǎng);教學(xué)

1 緒論

2016年谷歌開(kāi)發(fā)的AlphaGo在對(duì)戰(zhàn)世界圍棋冠軍李世石的比賽中取得勝利，使得人工智能這一技術(shù)越來(lái)越多地暴露在了社會(huì)各界的視野之中。2016年我國(guó)公布的文件，如《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》和《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案》等，都對(duì)發(fā)展AI產(chǎn)業(yè)作出了戰(zhàn)略上的規(guī)劃安排。而在2017年的“兩會(huì)”上，AI也分別被寫(xiě)入政府工作報(bào)告和黨的十九大報(bào)告。斯坦福大學(xué)近年的一份報(bào)告指出：人工智能將顯著影響交通、服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療健康、教育、低資源社區(qū)、公共安全保障、工作就業(yè)、娛樂(lè)等幾大領(lǐng)域[1]。我們看到人工智能的應(yīng)用在影響和改變著我們的生活，那么針對(duì)高職院校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，應(yīng)如何培養(yǎng)人工智能方向的人才，是我們必須思考的一個(gè)問(wèn)題。

2 人工智能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

自人工智能誕生以來(lái)，人工智能的理論和技術(shù)日益成熟，它的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，在智能搜索，組合調(diào)度問(wèn)題，感知問(wèn)題，模式識(shí)別，邏輯程序設(shè)計(jì)，復(fù)雜系統(tǒng)及人類(lèi)思維方式等方面得到了廣泛的關(guān)注和研究。目前人工智能領(lǐng)域最廣泛的實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)中最為流行和有效的是深度學(xué)習(xí)技術(shù)。它利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)算法依賴(lài)大量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行模型訓(xùn)練、并且模型的訓(xùn)練測(cè)試還需要高性能的計(jì)算能力，因此人工智能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)大數(shù)據(jù)技術(shù)框架下的巨量數(shù)據(jù)提供的數(shù)據(jù)樣本支撐、并行分布式計(jì)算系統(tǒng)提供的算力支撐。

作為國(guó)家未來(lái)的發(fā)展的重點(diǎn)方向，人工智能對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和科技進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。而AI項(xiàng)目從研發(fā)到應(yīng)用離不開(kāi)領(lǐng)域內(nèi)各方向的人才的配合，他們是推動(dòng)人工智能發(fā)展的關(guān)鍵因素?；A(chǔ)研究型人才專(zhuān)注于算法理論的改進(jìn)創(chuàng)新;技術(shù)研發(fā)型人才主要面向AI項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)與落地;應(yīng)用實(shí)踐類(lèi)人才則主要指勝任人工智能帶來(lái)的新型職業(yè)要求，能滿足新型工作崗位的技能需求的應(yīng)用實(shí)踐型人才。目前中國(guó)人工智能人才存在較大缺口。根據(jù)中國(guó)教育部門(mén)測(cè)算，我國(guó)人工智能人才目前缺口超過(guò)500萬(wàn)，國(guó)內(nèi)的供求比例為1∶10，供需比例嚴(yán)重失衡。不斷加強(qiáng)人才培養(yǎng)，補(bǔ)齊人才短板，是我國(guó)的當(dāng)務(wù)之急[2]。

3 高職院校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)AI人才的培養(yǎng)與教學(xué)的分析

3.1 人才培養(yǎng)路線

與研究型的高校相比，職業(yè)院校的人工智能人才培養(yǎng)方向應(yīng)該更貼近實(shí)踐和技能應(yīng)用的層面。從學(xué)習(xí)的難易程度來(lái)看，人工智能的學(xué)習(xí)可劃分為三個(gè)階段。入門(mén)應(yīng)圍繞大數(shù)據(jù)的Hadoop框架開(kāi)始，使學(xué)生逐步掌握數(shù)據(jù)收集、處理、存儲(chǔ)、分析的一些技術(shù)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的一些知識(shí)。在這個(gè)基礎(chǔ)的階段，同時(shí)也會(huì)對(duì)分布式計(jì)算框架MapReaduce、Spark等數(shù)據(jù)處理思路有更深的理解。下一階段則主要學(xué)習(xí)python爬蟲(chóng)、數(shù)據(jù)分析、操作和可視化等。在熟練掌握上一階段的數(shù)據(jù)操作、并對(duì)數(shù)據(jù)分析有了一定的了解之后，就可以進(jìn)入最后一階段，機(jī)器學(xué)習(xí)以及深度學(xué)習(xí)。在最后一個(gè)階段，學(xué)生將對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)所解決的問(wèn)題、機(jī)器學(xué)習(xí)的整體流程、模型選擇及訓(xùn)練的方法有所掌握。

由于職業(yè)院校學(xué)生的有效的在校學(xué)習(xí)時(shí)間只有2年，在進(jìn)入AI方向之前還需學(xué)習(xí)如C語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)等計(jì)算機(jī)通用專(zhuān)業(yè)課程及其他課程，因此上述培養(yǎng)路線在實(shí)際操作時(shí)，可根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)以及專(zhuān)業(yè)定位作適度的側(cè)重和取舍。例如學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)比較薄弱、對(duì)相關(guān)的算法理解吃力，則可將教學(xué)重心放在大數(shù)據(jù)收集及處理、python數(shù)據(jù)操作、可視化等偏向技能類(lèi)的教學(xué)上。

3.2 教學(xué)模式的思考與改進(jìn)

目前高校內(nèi)人工智能專(zhuān)業(yè)的教育也存在一些問(wèn)題。首先是在教育體系內(nèi)，能夠有效實(shí)施人工智能教育的教師數(shù)量無(wú)法滿足需求;其次學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間有限，難以覆蓋大而全的人工智能領(lǐng)域;最后則是校園教學(xué)環(huán)境與實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境存在區(qū)別，容易出現(xiàn)“紙上談兵”的問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，筆者有以下的思考：

（1） 深化校企合作，聘請(qǐng)企業(yè)講師授課，結(jié)合企業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的從業(yè)者的技能知識(shí)優(yōu)勢(shì)和學(xué)校方教學(xué)與學(xué)生管理的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)校內(nèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)教師缺乏的現(xiàn)象;同時(shí)在校企合作的同時(shí)，利用企業(yè)資源實(shí)現(xiàn)高校教師的技能提升，防止學(xué)校過(guò)度依賴(lài)企業(yè)講師的現(xiàn)象出現(xiàn)。

（2） 優(yōu)化學(xué)生課程體系，一方面考慮削減部分課程。如AI方向本身因?yàn)榇髷?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析的學(xué)習(xí)需求，本身就需要學(xué)習(xí)Java和Python編程語(yǔ)言，那么計(jì)算機(jī)入門(mén)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是否可以由C語(yǔ)言替換為Java或Python呢？另一方面，可考慮結(jié)合校企合作，將學(xué)習(xí)課程拆分為學(xué)生在校學(xué)習(xí)和在企業(yè)實(shí)訓(xùn)兩個(gè)部分。如在校期間針對(duì)AI的基礎(chǔ)Hadoop、Python數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)分析等進(jìn)行學(xué)習(xí)，而在企業(yè)實(shí)訓(xùn)時(shí)則側(cè)重拔高并加深到機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容，最終完成AI的教學(xué)任務(wù)。同時(shí)，學(xué)生在企業(yè)實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐時(shí)，能夠接觸到真實(shí)的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)環(huán)境，這對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)AI的應(yīng)用會(huì)有更符合實(shí)際的理解。

參考文獻(xiàn)：

[1]Stone P，Brooks R，Brynjolfsson E，et al.Artificial intelligence and life in 2030[J].One Hundred Year Study on Artificial Intelligence：Report of the 2015-2016 Study Panel，2016：4.

[2]姚凱.缺口超500萬(wàn)中國(guó)如何補(bǔ)齊人工智能人才短板[N].第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)，2019-07-10（A11版）.

作者簡(jiǎn)介：張生瑞（1966-），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，理學(xué)學(xué)士，副教授，研究方向：數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究。

*通訊作者：楊振宇（1994-），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，碩士，助教，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用和軟件工程。