“人工智能+”背景下的電子信息工程專業(yè)本科教學(xué)改革研究

郭智威 胡 鵬 王 恒

（1.重慶工商大學(xué)人工智能學(xué)院，中國 重慶 400000；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，河南 鄭州 450000）

0 引言

當(dāng)今社會，人工智能正在深刻改變?nèi)藗兊纳罘绞?，也在逐漸影響著各行各業(yè)。 而電子信息產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的命脈，是推動我國經(jīng)濟發(fā)展的澎湃動力，隨著“人工智能+”時代的來臨，我國傳統(tǒng)的電子信息行業(yè)也必須向智能化方向發(fā)展[1]。 在這樣的時代背景下，電子信息行業(yè)所需的人才素質(zhì)也必須從單一專業(yè)技能型逐漸向多技能型轉(zhuǎn)變，具有創(chuàng)新能力和新興技術(shù)能力的高端技能型人才將備受重視。因此，在“人工智能+”時代下，電子信息工程專業(yè)的本科教育亟待改革，使電子信息工程專業(yè)的本科生更加具有時代特點，滿足行業(yè)發(fā)展的新要求[2]。

1 重慶電子信息工程專業(yè)本科教育存在的問題

1.1 重慶地區(qū)開設(shè)電子信息專業(yè)的少，且專業(yè)化程度較低

重慶作為我國四大直轄市之一，再加上近年來，我國的三大國家戰(zhàn)略西部陸海新通道、一帶一路、長江經(jīng)濟帶都以重慶為中心應(yīng)運而生，重慶在整個西部地區(qū)乃至全國都有了相當(dāng)重要的戰(zhàn)略地位。重慶近年來一直倡導(dǎo)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，大力推動“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃的實施，以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，意圖打造成為創(chuàng)新型開放城市。 將智能化作為自身的戰(zhàn)略定位，則需要有發(fā)達(dá)的電子信息行業(yè)作為支撐。 然而根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)雖然目前開設(shè)電子信息工程專業(yè)的高校已經(jīng)接近700 所，但重慶地區(qū)開設(shè)電子信息工程專業(yè)的高校極少，而且只有重慶郵電大學(xué)能夠進入中國電子信息工程高水平學(xué)科專業(yè)的行列。 因此，重慶地區(qū)電子信息工程專業(yè)開設(shè)高校少，且專業(yè)化程度較低是當(dāng)前亟待解決的問題[3]。

1.2 本科培養(yǎng)體系相對落后

1.2.1 課程體系不合

如表1 所示，對比全球電子信息工程專業(yè)排名第一的麻省理工學(xué)院和國內(nèi)電子信息工程專業(yè)排名第一的電子科技大學(xué)，重慶工商大學(xué)借鑒了其他高校在此專業(yè)的培養(yǎng)課程經(jīng)驗并保留了自身的一些課程特色，正在逐漸向國內(nèi)乃至全世界頂尖的電子信息工程專業(yè)高?？待R。但是麻省理工學(xué)院已經(jīng)單獨開設(shè)了人工智能課程，在人工智能與電子信息工程專業(yè)結(jié)合上已經(jīng)做得比較成熟，電子科技大學(xué)也在基于“人工智能+”背景下發(fā)展電子信息工程專業(yè)上有了一些成效，而重慶工商大學(xué)仍然處于人工智能與電子信息工程專業(yè)相結(jié)合的探索階段，甚至還完全處于電子信息工程專業(yè)的傳統(tǒng)階段。具體表現(xiàn)為人工智能相關(guān)課程開設(shè)較少，對人工智能應(yīng)用方式和相關(guān)理論的講授也不夠深入。 在教學(xué)內(nèi)容方面，重慶工商大學(xué)仍以較陳舊的基礎(chǔ)知識進行授課，使學(xué)生缺乏對前沿知識及科學(xué)研究方式的把握。

表1 各高校電子信息工程專業(yè)主要課程對比

1.2.2 實踐程度不足

人工智能是一門基于計算機程序?qū)⒗碚撆c應(yīng)用智能結(jié)合的高新技術(shù)學(xué)科，要深入探索“人工智能+”背景下電子信息工程專業(yè)本科培養(yǎng)模式的改革，就必須以人工智能、電子信息工程理論為基礎(chǔ)，通過應(yīng)用實踐將電子信息工程專業(yè)與人工智能相結(jié)合，以實踐促進理論的發(fā)展，以理論的深入促進實踐的進步。

但重慶地區(qū)大多數(shù)高校都是采用“理論教學(xué)+實驗課程”的培養(yǎng)模式，學(xué)生們在學(xué)習(xí)完專業(yè)相關(guān)的理論知識后，唯一能應(yīng)用知識的地方就是在模擬實驗室，實踐活動的形式過于單一。 這使得學(xué)生不能解決社會經(jīng)濟政治各個領(lǐng)域?qū)﹄娮有畔⒐こ虒I(yè)提出的技術(shù)難題，也不能給社會經(jīng)濟的發(fā)展提供智力支撐和技術(shù)支持。重慶地區(qū)大多數(shù)高校電子信息工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)模式仍然是落后的傳統(tǒng)形式，無法真正結(jié)合當(dāng)前“人工智能+”時代特色來培養(yǎng)學(xué)生。

1.2.3 實訓(xùn)體系建設(shè)速度緩慢

在當(dāng)前“人工智能+”飛速發(fā)展的時代下，重慶地區(qū)高校的實訓(xùn)體系建設(shè)速度相對緩慢，主要體現(xiàn)在缺乏精通人工智能與電子信息工程相結(jié)合的專業(yè)知識的授課老師，大多數(shù)老師由于人工智能方面知識的欠缺，導(dǎo)致學(xué)生們無法真正從人工智能的角度去理解電子信息工程專業(yè)。校內(nèi)與人工智能相關(guān)設(shè)施不完善以及校外的實踐環(huán)境缺失也是延緩人工智能實訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要因素，學(xué)生們只能參與一些通用的、經(jīng)典的實踐，無法利用專業(yè)技術(shù)去進行更加貼近實際工業(yè)應(yīng)用的實踐，也很少有機會去頂尖企業(yè)實習(xí)。

2 教學(xué)改革具體策略

2.1 政策引導(dǎo)，提高專業(yè)普及率

在國家倡導(dǎo)大力發(fā)展人工智能理念這一背景下，重慶市教委應(yīng)該倡導(dǎo)各高校積極建設(shè)電子信息工程專業(yè)，切實提高此專業(yè)在高校的普及率，并吸引更多的學(xué)生去了解、投身這個專業(yè)。 依托重慶作為老牌工業(yè)城市，著手規(guī)劃發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)，利用人們的預(yù)期吸引更多外來投資以及具備一定實力的電子信息工程企業(yè)在重慶設(shè)廠發(fā)展此產(chǎn)業(yè)，通過形成一種良好的電子信息產(chǎn)業(yè)氛圍來促進各高校自動投入到電子信息工程專業(yè)的研究當(dāng)中，以良好的實踐環(huán)境和產(chǎn)業(yè)效應(yīng)推動各高校的電子信息工程專業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，培養(yǎng)出更多的復(fù)合型、廣泛適應(yīng)性、多樣化電子信息產(chǎn)業(yè)人才，促進重慶地區(qū)的電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.2 深化教學(xué)改革

2.2.1 課程體系改革

課程體系改革，應(yīng)該從以下四個方面著手：

第一， 應(yīng)該多注重對學(xué)生們基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)，多開設(shè)一些計算機、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程，培養(yǎng)學(xué)生們的基礎(chǔ)能力，有助于學(xué)生們更好地應(yīng)用專業(yè)知識，對于幫助學(xué)生從人工智能角度去理解本專業(yè)，是十分有必要的。

第二，各高校應(yīng)該探索開設(shè)一些與人工智能技術(shù)相關(guān)的課程，逐漸將電子信息工程專業(yè)的傳統(tǒng)課程轉(zhuǎn)變成為具有人工智能特色的新型專業(yè)教學(xué)課程，積極探索，穩(wěn)步過渡。

第三，各高?？梢圆扇　?+1+1”的應(yīng)用型課程模式，前兩年對學(xué)生進行基礎(chǔ)知識及技能教育教學(xué)，并對學(xué)生的實驗?zāi)芰?、工程認(rèn)知能力等基礎(chǔ)性能力進行培養(yǎng)，第三年對學(xué)生的工程設(shè)計能力進行培養(yǎng)，第四學(xué)年著重培養(yǎng)學(xué)生們的工程實踐能力，根據(jù)實際企業(yè)需求，讓學(xué)生們參加各企業(yè)的實際項目培訓(xùn)，并根據(jù)實訓(xùn)內(nèi)容開展畢業(yè)設(shè)計。

第四，各高校應(yīng)構(gòu)建“專題講座-學(xué)科競賽-科研項目”為主體的科研創(chuàng)新平臺，通過開設(shè)一些專題講座讓學(xué)生們了解“人工智能+”時代下電子信息工程專業(yè)的改變以及發(fā)展方向，舉辦相關(guān)的學(xué)科競賽激發(fā)同學(xué)們對專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情，再通過設(shè)計一些專業(yè)科研項目培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新能力。

2.2.2 實踐教學(xué)改革

在“人工智能+”時代下，社會對電子信息工程專業(yè)人才素質(zhì)的要求呈現(xiàn)多元化的趨勢，不僅要求此專業(yè)的學(xué)生們足夠熟悉相關(guān)理論知識，具有較強的學(xué)習(xí)能力，還對學(xué)生們的應(yīng)用和實踐能力有較高要求。 各高?？梢詮娜胄＞烷_始培養(yǎng)學(xué)生們的實踐能力，針對不同年級的學(xué)生設(shè)計不同的實踐課程，對大一學(xué)生開設(shè)基礎(chǔ)性實踐課程，大二學(xué)生開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)性實踐課程，大三學(xué)生開設(shè)應(yīng)用設(shè)計性實踐課程，大四學(xué)生開設(shè)綜合性實踐課程；引進一些具有工程建設(shè)、專業(yè)智能化改革等相關(guān)工作經(jīng)驗的社會型教育人才對本專業(yè)學(xué)生開展教學(xué)工作，利用他們在社會上的實際工作經(jīng)歷讓學(xué)生們感受電子信息工程專業(yè)在社會中的應(yīng)用性，考察同學(xué)們在今后可能遇到的專業(yè)難題上的處理能力，進一步提升同學(xué)們的實踐能力。

2.2.3 加強實訓(xùn)體系建設(shè)

加強實訓(xùn)體系建設(shè)應(yīng)從以下三個方面著手：

第一，針對校內(nèi)精通人工智能與電子信息工程相結(jié)合的專業(yè)知識的授課老師不足的問題，各高?？梢酝度敫嗟馁Y源用于授課老師的培訓(xùn)上，讓更多的老師到實際企業(yè)和國外的一些頂尖高校進行學(xué)習(xí)，幫助他們更新自己的知識庫，深入學(xué)習(xí)“人工智能+”電子信息工程專業(yè)知識，通過促進授課老師們專業(yè)知識的更新逐步實現(xiàn)此專業(yè)在知識層面上系統(tǒng)性的更新。

第二，在面臨校內(nèi)能應(yīng)用專業(yè)知識的人工智能硬件設(shè)施不足時，各高?？梢韵蛘暾埜嘟?jīng)費或者經(jīng)過批準(zhǔn)向社會吸引更多投資，采購可以滿足更多專業(yè)實驗設(shè)計、科研項目需求的實驗設(shè)備，增強本科電子信息工程專業(yè)的應(yīng)用性。

第三，各高?？梢酝ㄟ^與一些智能化程度較高的電子信息工程企業(yè)建立長期聯(lián)系，邀請企業(yè)專業(yè)人才到校開設(shè)講座，為同學(xué)們深入講解如何將專業(yè)知識應(yīng)用到工作當(dāng)中去，為學(xué)生們實踐能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。