新工科背景下人工智能人才培養(yǎng)模式思考

許瀚文　曹超　邊棟　周衛(wèi)東

摘 要 為推動(dòng)“國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略，教育部形成“天大行動(dòng)”“復(fù)旦共識(shí)”及“北京指南”三大部署，推動(dòng)新工科教育建設(shè)。以人工智能為代表的新技術(shù)成為支撐我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新動(dòng)力，在新工科背景下發(fā)展人工智能是國家建設(shè)的戰(zhàn)略需求。針對如何探索符合國情且適合高等院?？沙掷m(xù)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力的新工科人工智能交叉型人才，從教學(xué)方法、教育理念、培養(yǎng)模式等方面總結(jié)創(chuàng)新，并指出今后改革思路。

關(guān)鍵詞 人工智能 新工科教育 高等院校 人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.02.025

Thoughts on the Training Model of Artificial Intelligence Talents

under the Background of New Engineering

XU Hanwen， CAO Chao， BIAN Dong， ZHOU Weidong

（School of Microelectronics， Shandong University， Jinan， Shandong 250101）

Abstract To promote national strategies such as "National Innovation-Driven Development"， "Made in China 2025"， the Ministry of Education has formed three major deployments of "TianDa Action"， "Fudan Consensus" and "Beijing Guidelines" to promote the construction of new engineering education. New technologies represented by artificial intelligence have become a new driving force supporting my country's economic and social development. The development of artificial intelligence in the context of new engineering is a strategic need for national construction. Aiming at how to explore a talent training model that suits the national conditions and is suitable for the sustainable development of universities and colleges， and cultivate new engineering artificial intelligence cross-type talents with innovative capabilities， we summarize innovations from five aspects such as teaching methods， educational concepts， and training models， and point out the future reform ideas.

Keywords artificial intelligence; new engineering education; colleges and universities; talent training

1“新工科”背景下的人工智能

和傳統(tǒng)工科不同，新工科融合多個(gè)學(xué)科，各學(xué)科交叉發(fā)展。建設(shè)新工科要注重智能技術(shù)、5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、基因工程、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新科技和航空海洋、生物信息、集成電路、網(wǎng)絡(luò)安全、新興能源等新工業(yè)對綜合型工科人才的市場需求和變化，[1]適應(yīng)未來人工智能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用方向。

我國政府為人工智能快速發(fā)展提供了大量資金和資源支持，教育部也積極推動(dòng)人工智能和教育教學(xué)產(chǎn)教結(jié)合，將人工智能和新工科變革注入創(chuàng)新教育中。2018年教育部發(fā)布關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》的通知中指出大力建設(shè)“新工科”。[2]高等院校居于創(chuàng)新源泉、科技前沿和人才聚集的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，一些高校開設(shè)了人工智能學(xué)院，做好科創(chuàng)領(lǐng)軍人才的前瞻性和戰(zhàn)略性培養(yǎng)。為推進(jìn)新工科教育發(fā)展再突破，教育部鼓勵(lì)高校變革教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量，探索適合新工科教育的新理念和人才培養(yǎng)新方法，借助人工智能技術(shù)推動(dòng)學(xué)科交叉融合和跨界整合，引領(lǐng)我國人工智能行業(yè)的成果轉(zhuǎn)化。

2 新工科人工智能人才培養(yǎng)的思考

發(fā)展新工科人工智能教育主要有兩條線：[3]高校線和社會(huì)線，對于高校線，新工科既包含新興工科專業(yè)，也包含對傳統(tǒng)工科的再升級(jí);對社會(huì)來說，新工科既要與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相符合，又要促進(jìn)學(xué)校和社會(huì)有機(jī)融合。全面深化高校教育改革的核心應(yīng)放在培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才上，對高校人才培養(yǎng)的維度、深度及學(xué)生綜合素質(zhì)提出更高要求。

2.1 人工智能專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)

人工智能推動(dòng)下的新工科建設(shè)中，教師的行業(yè)洞察力和專業(yè)水準(zhǔn)直接影響人才培養(yǎng)的質(zhì)量，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)是高校教育要考慮的首要問題。[4]

教師要對人工智能專業(yè)有充分掌握，實(shí)現(xiàn)從“走近”人工智能到“走進(jìn)”人工智能，從與人工智能“零距離”到“負(fù)距離”，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法，優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)模式。[5]高校應(yīng)完善教師再學(xué)習(xí)激勵(lì)政策，為教師再教育提供資金幫助，鼓勵(lì)老師走出去，及時(shí)了解國際人工智能技術(shù)發(fā)展近狀，拓寬專業(yè)視角。通過借鑒國際頂尖高校培養(yǎng)理念，提高教師專業(yè)素養(yǎng)和技能水平，加速國內(nèi)卓越人工智能人才的發(fā)展和先進(jìn)人工智能技術(shù)的創(chuàng)新。

2.2深化校企合作和團(tuán)隊(duì)協(xié)作培養(yǎng)

傳統(tǒng)工科教育重理論、輕實(shí)踐，學(xué)生缺乏處理實(shí)際問題的能力，畢業(yè)生難以滿足企業(yè)需求。人工智能教學(xué)不應(yīng)局限于學(xué)術(shù)科研圈，還應(yīng)與企業(yè)創(chuàng)建產(chǎn)學(xué)合作平臺(tái)。校企合作加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)資源共享，拓寬新工科人工智能人才培養(yǎng)邊界。[6]高校引進(jìn)企業(yè)前沿技術(shù)人才，推廣“雙導(dǎo)師”制度，學(xué)術(shù)導(dǎo)師培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，產(chǎn)業(yè)導(dǎo)師將企業(yè)先進(jìn)技術(shù)引入高校，引領(lǐng)學(xué)生深入理解概念，體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)工序。高校應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生參加科研項(xiàng)目，整合多專業(yè)學(xué)生資源，加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)，充分挖掘自身創(chuàng)新力。多學(xué)科交叉碰撞促進(jìn)學(xué)生思維模式和知識(shí)體系的解構(gòu)與再造，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)大知識(shí)領(lǐng)域。

2.3校內(nèi)橫向跨學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)

新工科，尤其是人工智能專業(yè)，是一門跨學(xué)科的交叉科學(xué)，高校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)在1998年初次闡述“復(fù)合型人才培養(yǎng)”的策略，[7]創(chuàng)建完整的跨學(xué)科人才培養(yǎng)系統(tǒng)符合國家發(fā)展戰(zhàn)略。各學(xué)科教師可以共同參與教學(xué)內(nèi)容設(shè)定和方案設(shè)計(jì)，拓寬知識(shí)廣度，不同學(xué)院教師聯(lián)合授課，增加學(xué)生接觸相近學(xué)科的機(jī)會(huì)。以“大平臺(tái)、多學(xué)科融合”為基準(zhǔn)，以科研項(xiàng)目和工程實(shí)訓(xùn)為主線，制定統(tǒng)一教學(xué)體系和人才發(fā)展模式，搭建跨學(xué)科、多專業(yè)、集成化、融合式的教學(xué)平臺(tái)。[8]跨學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)模式站在宏觀角度“俯瞰”專業(yè)，幫助學(xué)生樹立全局工程思想，使學(xué)生具備科研能力的同時(shí)又具有運(yùn)用人工智能技術(shù)解決實(shí)際工程問題的能力。

2.4基于OBE理念的創(chuàng)新能力培養(yǎng)

OBE（Outcomes-Based-Education）理念以結(jié)果導(dǎo)向?yàn)闄C(jī)制，根據(jù)企業(yè)需求確定畢業(yè)生應(yīng)具備的能力，然后制定教學(xué)大綱和授課計(jì)劃。[9]授課過程以學(xué)生為本，針對學(xué)生差異因勢利導(dǎo)，采取符合學(xué)生自身需求的差異化培養(yǎng)方案。教師從宏觀引導(dǎo)，將課程細(xì)化為若干小項(xiàng)目，可持續(xù)改進(jìn)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，根據(jù)學(xué)生階段成果，逐步完善教學(xué)策略。針對高校普遍存在的重理論、輕實(shí)踐問題，行之有效的解決方法是以O(shè)BE為導(dǎo)向，以工程創(chuàng)新為核心，采用理論結(jié)合實(shí)踐的教學(xué)方式，指導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)和科研成果轉(zhuǎn)化成為企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)效益，積累進(jìn)入企業(yè)實(shí)戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)。[10]

2.5項(xiàng)目化牽引的TSPI一體化培養(yǎng)

探索式擁有巨大支撐力的全新教學(xué)框架—TSPI教學(xué)方法，通過項(xiàng)目化教學(xué)將理論知識(shí)（Theoretical Knowledge）、拓展應(yīng)變（Scalability & Adaptability）、實(shí)踐創(chuàng)新（Practice & Innovation）、思政品德（Ideology & Virtue）融為一體。通過TSPI項(xiàng)目教學(xué)方法，將思政品行融入教學(xué)過程，全面推行德業(yè)融育的教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)養(yǎng)兼修的大學(xué)生，建立健全的TSPI一體化育人機(jī)制。[11]發(fā)揮人工智能新形態(tài)課程立德樹人的引領(lǐng)性、學(xué)術(shù)課程的基礎(chǔ)性、拓展應(yīng)變的疊加性，培養(yǎng)新工科學(xué)生主動(dòng)尋找和項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的能力，提升學(xué)生知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的速度。

3 結(jié)束語

高校新工科人工智能人才的培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，不僅要在師資力量和教學(xué)模式上進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，更要在現(xiàn)有條件下對人才培養(yǎng)模式做出針對性調(diào)整，培養(yǎng)出創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、實(shí)戰(zhàn)本領(lǐng)高、國際競爭力強(qiáng)的綜合型新工科人工智能人才，為中國制造業(yè)提供源源不斷的動(dòng)力，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家建設(shè)注入新動(dòng)能。

本教學(xué)研究成果由山東大學(xué)微電子學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（11500050080100）、山東大學(xué)教改項(xiàng)目（2019P05、SY20181301）、教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201802020046）支持

參考文獻(xiàn)

[1] 劉明.人工智能對新工科人才教育的影響研究[J].南陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，11（01）：104-106，116.

[2] 劉雪芹，段倩倩.新工科背景下光學(xué)工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生教育教學(xué)初探[J].才智，2019（05）：42.

[3] 知乎.新工科到底是什么？[EB/OL].https：//zhuanlan.zhihu.com/p/60563100，2019-03-27.

[4] 蘇曉光，于莉莉.人工智能與新工科人才培養(yǎng)探討[J].中國管理信息化，2018，21（16）：195-196.

[5] 騰訊網(wǎng).教師與AI“負(fù)距離”？教育部啟動(dòng)人工智能+教師隊(duì)伍建設(shè)[EB/OL].https：//new.qq.com/omn/20180210/20180210C0LLE0.html，2018-02-10.

[6] 周益民，張栗粽，陳文宇.新工科背景下人工智能人才培養(yǎng)模式改革[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2019（4）：46-47.

[7] 甄少波，袁偉.高校跨學(xué)科協(xié)同教學(xué)模式探討[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2018（22）：94-95，98.

[8] 雷學(xué)文，郄恩田，周傳輝.培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才的教學(xué)模式探索與實(shí)踐[J].高等建筑教育，2012，21（4）：66-69.

[9] 嚴(yán)琳.“人工智能+新工科”背景下以O(shè)BE為理念的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)模式探究[J].電腦與電信，2019（08）：77-79.

[10] 彭偉功，李鎮(zhèn).人工智能時(shí)代“新工科”人才培養(yǎng)模式研究[J].科技資訊，2018，16（35）：156-158.

[11] 山大視點(diǎn)網(wǎng).新理念，新模式，新進(jìn)展，KAPI體系改革見實(shí)效[EB/OL].https：//www.view.sdu.edu.cn/info/1023/111894.html，2018-11-30.