高職院校人工智能技術(shù)教育教學(xué)模式研究

朱 玲

重慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院 重慶 404100

一、概述

人工智能作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要驅(qū)動(dòng)力量,正在深刻改變?nèi)藗兊纳?、工作和教育學(xué)習(xí)方式[2],而人工智能人才的培養(yǎng)是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。繼2018年,浙江大學(xué)等35所本科院校新增人工智能專業(yè)后,緊接著2019年教育部就發(fā)布了《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育(?？?專業(yè)設(shè)置管理辦法》,正式將人工智能專業(yè)加入高校職業(yè)教育中,說明我國(guó)的AI人才缺口是相當(dāng)大的,社會(huì)急需儲(chǔ)備相關(guān)人才。人工智能,是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和拓展人的智能的理論、方法及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)[5],解決現(xiàn)實(shí)的人工智能應(yīng)用任務(wù)往往同時(shí)涉及多種專業(yè)知識(shí),需進(jìn)行有效的融合發(fā)揮[6-7]。因此,高水平的人工智能人才,必須具備全面的人工智能專業(yè)知識(shí)。那么對(duì)于前期知識(shí)儲(chǔ)備不足的高職院校如何去培養(yǎng)社會(huì)所需要的人工智能方向人才,這點(diǎn)是值得深思的。至少?gòu)慕鼛啄陙砜?從事人工智能方向工作的大多是研究生學(xué)歷,因此高職院校應(yīng)該結(jié)合市場(chǎng)需求,有針對(duì)性地進(jìn)行培養(yǎng),才能促進(jìn)畢業(yè)生的精準(zhǔn)就業(yè)。

二、人工智能專業(yè)教育概念

人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)是教育部于2019年公布、2020年正式開展實(shí)施的新增專業(yè),全國(guó)共有171所高職院校獲批開設(shè)。2021年年初,教育部印發(fā)《職業(yè)教育專業(yè)目錄(2021年)》中,將原“人工智能技術(shù)服務(wù)(610217)”變更為“人工智能技術(shù)應(yīng)用(510209)”。越來越多的院校積極響應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)需求,踴躍申請(qǐng)人工智能領(lǐng)域相關(guān)專業(yè),致力于培養(yǎng)具有相應(yīng)的算法、深度學(xué)習(xí)等多種技術(shù)知識(shí),能從事與人工智能相關(guān)技術(shù)工作的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

從人工智能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看,人工智能相關(guān)技術(shù)和行業(yè)可劃分為基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層三個(gè)層次?；A(chǔ)層以大數(shù)據(jù)與云計(jì)算、AI芯片、機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)等研發(fā)為主;技術(shù)層以計(jì)算機(jī)視覺、智能語(yǔ)音、自然語(yǔ)言處理等應(yīng)用算法研發(fā)為主;應(yīng)用層以AI技術(shù)與各行業(yè)領(lǐng)域集成和應(yīng)用開發(fā)為主。龐大的產(chǎn)業(yè)鏈上存在著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的上下游企業(yè),在不同領(lǐng)域上的企業(yè)需求更是千差萬(wàn)別。高職院校如何從海量的企業(yè)需求中甄別出既符合企業(yè)人才需求,又適應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo),還能較好地服務(wù)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的人才培養(yǎng)體系呢?這一問題值得我們深思,現(xiàn)如今,高職院校在建設(shè)人工智能技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案通常會(huì)遇到以下難題:

(一)專業(yè)過新,無(wú)從下手

其一,人工智能技術(shù)應(yīng)用作為2020年進(jìn)入目錄的新專業(yè),缺乏國(guó)家層面的統(tǒng)一教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)作為院校參考,因此難以形成一個(gè)較為規(guī)范的人培方案。其二,具有相應(yīng)人工智能技術(shù)的專業(yè)教師也比較匱乏。

(二)領(lǐng)域廣,考慮不全

前面提到過人工智能是一門綜合性學(xué)科,應(yīng)用在各行各業(yè)。不同行業(yè)乃至同行業(yè)的不同企業(yè)對(duì)人才的要求都不能一概而論,難以簡(jiǎn)單地放進(jìn)一份人培方案中。

(三)實(shí)踐少,不接地氣

院校受限于所服務(wù)區(qū)域范圍及區(qū)域內(nèi)行業(yè)發(fā)展水平,難以開展有效的人才需求調(diào)研,缺少來自企業(yè)內(nèi)真實(shí)需求,導(dǎo)致人才培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)定與市場(chǎng)需求不一致,課程體系設(shè)置難以銜接崗位工作實(shí)踐。了解市場(chǎng)需求后,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)大多從事人工智能技術(shù)的職員的學(xué)歷都是研究生,所以高職院校的學(xué)生難以真正上手實(shí)踐。

(四)缺專課,系統(tǒng)性弱

現(xiàn)有高職院校教師多來自其他信息技術(shù)專業(yè),單純地將相關(guān)專業(yè)的知識(shí)直接遷移到人工智能專業(yè)中,人才培養(yǎng)方案中課程體系與內(nèi)容缺少系統(tǒng)性重構(gòu),無(wú)法突出人工智能專業(yè)的獨(dú)特要求。

三、高職院校人工智能專業(yè)教育教學(xué)模式

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛快發(fā)展,可以看到更多高科技產(chǎn)品開始應(yīng)用到高校教育教學(xué)中,用于輔助教師更好地教學(xué),同時(shí)也增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。那么高職院校如何發(fā)展好人工智能技術(shù)專業(yè),為市場(chǎng)輸出相關(guān)的合格AI人才,成為高校一個(gè)重點(diǎn)的思考問題。下面分點(diǎn)羅列出了目前常見的教育教學(xué)模式,分析他們的優(yōu)缺點(diǎn)。

(一)傳統(tǒng)教育模式

由于人工智能技術(shù)專業(yè)在高職院校還處于發(fā)展階段,還未形成一套切實(shí)可行的成熟教學(xué)體系[5],因此大多數(shù)高職院校在這個(gè)專業(yè)還是延續(xù)著其他相近專業(yè)的教學(xué)模式,即以書本知識(shí)內(nèi)容為主,加上相應(yīng)的實(shí)踐。對(duì)于一個(gè)新興專業(yè)來說,初期用保守方式去進(jìn)行教育教學(xué)是相當(dāng)保險(xiǎn)的一種選擇[3],但是人工智能更新?lián)Q代非常快,每時(shí)每刻可能都有新的技術(shù)出來,同時(shí)也會(huì)淘汰落后的技術(shù),因此對(duì)人工智能技術(shù)專業(yè)教師要求可能會(huì)比較高,需要及時(shí)接收一些前沿知識(shí),然后將方法教給學(xué)生,才能真正培養(yǎng)出社會(huì)所需要的對(duì)口人才。比如,目前引起熱烈討論的ChatGPT,如果順利落地,那么勢(shì)必會(huì)對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生一定的沖擊,那么作為高職院校又該如何思考這個(gè)問題呢?也許我們的教學(xué)培養(yǎng)策略應(yīng)該有所改變,不應(yīng)該讓學(xué)生局限于停留在機(jī)械地會(huì)做,而是要更多地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,自主學(xué)習(xí),以及綜合分析問題的能力等,這個(gè)才是永遠(yuǎn)不會(huì)被機(jī)器人替代的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

(二)基于成果導(dǎo)向教育理念的人工智能專業(yè)教學(xué)模式

基于成果導(dǎo)向教育理念是一個(gè)以學(xué)習(xí)產(chǎn)出驅(qū)動(dòng)整個(gè)課程環(huán)節(jié),并對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出做出評(píng)價(jià)的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)[1,4]。這種理念的教學(xué)注重目標(biāo)、過程和成果一體化,側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的能動(dòng)性,鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)前沿知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的人工智能思維,學(xué)會(huì)用此思維解決人工智能場(chǎng)景中的現(xiàn)實(shí)問題。與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同,基于成果導(dǎo)向的教學(xué)理念不再把整個(gè)教學(xué)過程封閉在一個(gè)空間,而是從社會(huì)對(duì)這類人才的需求出發(fā),指定教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo),從而制定整門課的課程體系,并且根據(jù)社會(huì)的需求不斷進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的更新。

人工智能是一個(gè)綜合性學(xué)科,涉及的知識(shí)非常多,比如英語(yǔ)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、物理等學(xué)科,因此該課程具有足夠的開放性和包容性等特色。對(duì)于課堂教學(xué)可以做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,要以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、學(xué)生的接受度。其一,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。計(jì)算機(jī)技術(shù)更新?lián)Q代很快,要想適應(yīng)這個(gè)時(shí)代就需要不斷學(xué)習(xí),因此在大學(xué)期間就擁有一個(gè)好的自學(xué)能力,為未來更加適應(yīng)這個(gè)行業(yè)做準(zhǔn)備。其二,彈性教學(xué)。每個(gè)學(xué)生自身基礎(chǔ)不一樣,接受知識(shí)的能力也不一樣,針對(duì)性地制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo),有條不紊,穩(wěn)步進(jìn)行,更加利于學(xué)生整體水平的提高。其三,團(tuán)隊(duì)合作。公司的項(xiàng)目不是憑借一人之力就可以完成的,背后需要有個(gè)配合默契的團(tuán)隊(duì),因此我們?cè)诮虒W(xué)過程中,適度通過分組,讓他們共同去完成一個(gè)項(xiàng)目,其中涉及分工合作是否協(xié)調(diào),團(tuán)隊(duì)成員是否有凝聚力等。最大程度地培養(yǎng)每個(gè)人的團(tuán)隊(duì)意識(shí),弱化個(gè)人的英雄夢(mèng),同時(shí)增強(qiáng)一些基礎(chǔ)薄弱學(xué)生的自信心。

(三)基于問題驅(qū)動(dòng)的研究性教學(xué)模式

眾所周知,人工智能的理論課程涉及的數(shù)學(xué)推導(dǎo)很多,理論性強(qiáng),對(duì)于高職院校的學(xué)生來說,一味地聽理論會(huì)覺得乏味、枯燥。而基于問題驅(qū)動(dòng)的研究性教學(xué)模式就是以我們?nèi)粘Ｉ钪械臒狳c(diǎn)為基礎(chǔ),引申到我們實(shí)際的教學(xué)當(dāng)中,從而激發(fā)學(xué)生的興趣,讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)到自己所學(xué)的技術(shù)可以應(yīng)用的場(chǎng)景。例如,我們可以就ChatGPT這一技術(shù)熱點(diǎn)展開討論,分解里面的知識(shí),從而更好地學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)Web開發(fā)相關(guān)知識(shí)的時(shí)候,可以以學(xué)生使用最多的應(yīng)用軟件舉例,最大程度地提高學(xué)生的興趣。學(xué)習(xí)爬蟲的時(shí)候,可以通過社會(huì)上出現(xiàn)的熱點(diǎn)話題,吸引學(xué)生去完成項(xiàng)目任務(wù)。

(四)基于以科研項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的研討教學(xué)模式

雖然基于科研項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的研討教學(xué)模式一般是針對(duì)研究生階段,據(jù)調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)一些高校,通過科研項(xiàng)目的方式來提升學(xué)生的技能水平。對(duì)于高職院校的學(xué)生雖然前期基礎(chǔ)不足,但是后期主動(dòng)學(xué)習(xí)也是能夠彌補(bǔ)的。以科研項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)不僅可以實(shí)實(shí)在在體驗(yàn)課堂上知識(shí)的應(yīng)用,而且可以極大增加學(xué)生的積極性和興趣,促使學(xué)生往上攀升?；谝钥蒲许?xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的研討教學(xué)模式分為以下步驟:第一,閱讀前言論文,充分考驗(yàn)和鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言水平以及查閱瀏覽資料的能力;第二,開啟會(huì)議討論,鍛煉學(xué)生表達(dá)的能力以及分析問題的能力;第三,分析問題的能力,一篇論文肯定要分析這篇論文的優(yōu)缺點(diǎn),才能找到突破口去改進(jìn)它;第四,培養(yǎng)科研能力,為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供養(yǎng)料。

四、高職院校人工智能技術(shù)教育探索

分析了人工智能技術(shù)教育教學(xué)模式后,我們發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單改變教學(xué)模式并不能從根源上提升學(xué)生的質(zhì)量,達(dá)到企業(yè)的要求。因此從以下幾個(gè)方面來探索如何更好地培養(yǎng)人工智能技術(shù)專業(yè)的學(xué)生。

(一)確定人培方案

首先,高職院校是根據(jù)制訂的人才培養(yǎng)方案來落實(shí)國(guó)家的培養(yǎng)要求。而人工智能技術(shù)專業(yè)從2020年才開始在高職院校建立,還沒有形成一套成熟可行的方案,大多院校延續(xù)的是其他類似專業(yè)的一個(gè)培養(yǎng)方案。其次,人工智能技術(shù)相關(guān)教師還比較匱乏。那么該怎么制訂一套切實(shí)可行的方案呢?第一,高職院校需要去市場(chǎng)多做調(diào)研,與需求企業(yè)正向溝通,清楚企業(yè)需要的相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人才,落實(shí)培養(yǎng)目標(biāo),并需要定時(shí)去更新需求。第二,加強(qiáng)校企合作,共同培養(yǎng)學(xué)生。以重慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院為例,目前這個(gè)專業(yè)是校企共建,校內(nèi)教師上基礎(chǔ)課程,企業(yè)教師上專業(yè)核心課程,更好地將理論與實(shí)踐融合在一起,同時(shí)立足于企業(yè)需求,真正培養(yǎng)企業(yè)所需要的人才。不過,高職院校學(xué)生前期的文化基礎(chǔ)薄弱,而人工智能專業(yè)涉及的學(xué)科多。因此,目前來看,人工智能技術(shù)專業(yè)在高職院校實(shí)現(xiàn)對(duì)口就業(yè)難度頗大,需要院校和企業(yè)多方面溝通,探討出一條適合高職院校人工智能專業(yè)技術(shù)的發(fā)展之道。顯然,高職院校的上游中職以及高中也應(yīng)該發(fā)力,才能真正將人工智能技術(shù)這個(gè)專業(yè)發(fā)展起來,在企業(yè)有立足之地。

(二)完善人工智能課程體系

首先,高校應(yīng)該制定一個(gè)完整的人工智能課程體系。具體而言,首先可以從公共基礎(chǔ)課程開始,如思想政治教育、大學(xué)英語(yǔ)、高等數(shù)學(xué)、職業(yè)規(guī)劃等,用于培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)人文知識(shí)以及基礎(chǔ)的數(shù)理化知識(shí),使學(xué)生能夠樹立正確的人生觀、價(jià)值觀,熟練掌握英語(yǔ)的基礎(chǔ)知識(shí),將高中的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)延展擴(kuò)增。其次,從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程開始,如計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、軟件開發(fā)理論、數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)等,培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的計(jì)算機(jī)操作,熏陶專業(yè)素養(yǎng)。再次,設(shè)置人工智能專業(yè)課程,也就是區(qū)別于其他計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程,比如Python高階數(shù)據(jù)分析、Python網(wǎng)絡(luò)爬蟲、Python機(jī)器學(xué)習(xí)、Python深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺等。學(xué)生只有掌握核心課程,才能真正走進(jìn)人工智能行業(yè),為畢業(yè)以后從事這個(gè)行業(yè)做充足準(zhǔn)備。最后還應(yīng)該增加專業(yè)實(shí)踐課,真正模擬企業(yè)工作模式,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,創(chuàng)新思維,為未來打好基礎(chǔ)。

建立一個(gè)完善的教學(xué)體系,僅僅是課程體系架構(gòu)的一個(gè)方面,我們還需要去進(jìn)行實(shí)施。第一,從學(xué)校層面來說,需要提供人工智能專業(yè)所需要的設(shè)備環(huán)境。第二,從教師層面來說,人工智能不是一門單純的學(xué)科,而是錯(cuò)綜復(fù)雜、交叉性的學(xué)科。需要教師提升豐富教學(xué)能力,開闊思維,用創(chuàng)新的方式來開展我們的教學(xué),加強(qiáng)各學(xué)科之間的聯(lián)系。

(三)教師隊(duì)伍素質(zhì)建設(shè)

“師者,所以傳道授業(yè)解惑也”,教師的職業(yè)水平直接影響培養(yǎng)的人才質(zhì)量。而人工智能專業(yè)技術(shù)的相關(guān)專業(yè)教師是非常稀缺的,特別是小城市的一些學(xué)校。因此高校需要加大對(duì)該專業(yè)教師的招聘,并且加快該專業(yè)隊(duì)伍的建設(shè)。第一,高職院校應(yīng)該結(jié)合學(xué)校的一些專業(yè)特色以及地方優(yōu)勢(shì)、學(xué)校的總體定位方向等多方面制定關(guān)于人工智能技術(shù)專業(yè)的發(fā)展規(guī)劃、發(fā)展目標(biāo),以及對(duì)教師的職業(yè)規(guī)劃等。第二,深入企業(yè),了解人工智能技術(shù)專業(yè)在企業(yè)的定位、技術(shù)需求等,加強(qiáng)教師與企業(yè)關(guān)于培育學(xué)生的交流。通過企業(yè)實(shí)踐的方式,讓教師深入企業(yè)深度調(diào)研學(xué)習(xí),進(jìn)而提升并保持教師對(duì)該專業(yè)技術(shù)的能力,全面提升教師的技能水平。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述,人工智能技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為我國(guó)教育的發(fā)展的重要內(nèi)容之一,同時(shí)社會(huì)也急需相關(guān)人才,高校應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家和社會(huì)的號(hào)召,加強(qiáng)人工智能專業(yè)建設(shè),通過明確人才培養(yǎng)目標(biāo)、構(gòu)建課程體系架構(gòu)、加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)等方式來提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,同時(shí)積極探究如何更好地實(shí)施人工智能技術(shù)教育教學(xué),為我國(guó)人工智能發(fā)展貢獻(xiàn)力量。