大數據驅動與專業導師引導雙引擎助力的智能專業人才培養

張敬偉　林煜明　張會兵　楊青　何倩

摘 要：基于大數據與智能技術結合的趨勢以及智能專業人才的社會需求，充分分析智能專業學生在專業學習過程中遇到的困難和存在的困惑，提出以大數據智能應用為拓展平臺、以具有經驗的專業導師為推手的智能專業人才培養策略。通過該策略訓練學生的理論與實踐相結合的能力，拓寬學生的專業視野，進而提升學生的專業認知度和專業成就感，以激發學生的軟實力為主要目標，豐富智能科學與技術專業人才培養模式。

關鍵詞：大數據；專業導師；人才培養；智能認知；專業視野

0 引 言

從北京大學建立第一個智能科學與技術專業至今[1]，對該專業的發展與思考、人才培養模式的探討與改進就從未停止。當前的教學改革研究主要集中在專業發展戰略認知、課程體系改革、實踐教學提升、面向地方特色的人才培養、建設經驗介紹等幾個方面。蔡自興提出了智能科學與技術專業應以大聯合促進大發展的專業發展策略[2]；魏秋月對智能科學與技術專業的人才培養目標進行了探討[3]。上海理工大學在專業建設上堅持理論教學與實驗教學密切結合、緊密同步，建立了模塊化課程體系的教學改革策略[4]。中南大學、首都師范大學針對智能科學與技術專業的學科交叉特征，分享了智能科學精品課程群的建設成果，包括教材體系建設、課程群建設、創新訓練改革等[5-6]。廈門大學則采取了科研與學科相長的建設策略，以科研凝方向，以方向突出學科特色[7]。桂林電子科技大學開展了智能科學與技術專業畢業生的調研分析，提出了地方高校培養智能專業人才的針對性建議[8]。大連東軟信息學院將CDIO工程教育理念融入到智能科學與技術人才培養體系中，建立了詳細的專業能力指標[9]。

1 智能科學與技術專業認知

“智能”在不同的時代被賦予不同的含義，早期，任務的自動化實現即是智能的一種呈現；今天，隨著數據的不斷豐富，大數據和云計算等技術賦予“智能”新的含義，即“軟件定義智能”或“數據定義智能”。智能科學與技術是信息技術發展到一定階段各學科領域充分交融的結果，屬于交叉學科，涵蓋非常寬泛的內容。智能科學與技術專業的起點高，其目標是將現在的信息世界提升到智能層面，而智能的內涵又在隨著技術進步不斷演變，對該專業的認知還需要深入探析。

智能科學與技術專業受人工智能理念啟發而設立，但在計算機技術深入發展的影響下，尤其是大數據、云計算等技術的普及應用，讓數據與計算協同呈現智能成為現實需求。將智能專業與計算機專業緊密結合，充分發揮二者優勢，在數據、信息向智能過渡方面建立切合現實應用需求的發展方向，成為諸多高校建設智能專業的思路之一。

2 智能科學與技術專業學習分析

由于智能科學與技術專業涉及的知識較寬泛，專業實踐本身又具有一定的復雜度，學生在學習的過程中既需要奠定堅實的專業基礎，又需要“智能”效果的實現來提升自己的成就感，通常會產生學習目標不穩定、達成度欠缺、成就感不足等一系列問題。這需要在如何引導學生更好地參與到專業學習與實踐中等方面進行細致考量，更好地明晰專業目標，深入理解智能科學與技術專業的發展方向。

經過多年專業建設，智能科學與技術專業在課程體系等方面已經較完善，需要將教學改革的焦點從課程體系改革優化等硬性環境內容遷移到學生專業認知、學習成就感等軟性內容方面，如從加強學生對專業的感性認識、提升學生的專業學習成就感等教學過程中的軟性要素進行改進，力求發揮學生的個人潛力，以提升學生的專業認知層次和專業學習效果。

3 智能專業人才培養策略

鑒于學生在專業學習過程中存在的問題和需求，針對智能信息獲取、智能信息處理等發展方向，以大數據及其提供的創新型應用為契機制定“構建大數據應用平臺、激發學生創新思路、加強專業導師引導、提升學生專業學習成就感”的智能專業人才培養策略（見圖1）。

3.1 培養策略的特色

1）專業導師介入。

學生在專業學習過程中，通常需要獲取具體直接的感受，因此經常存在“智能科學與技術專業是什么，能干什么？”之類的問題。針對這類普遍性的問題，需要配置專業導師，讓其角色區別于傳統的班主任和學分制導師，主要任務是與學生定期交流，搜集學生的問題與建議，展開有針對性的分析，答疑解惑，指導學生更好地進行專業認知。

2）基于大數據的智能應用。

為了幫助學生更好地提升專業技能，要充分發揮現有的計算機學科優勢和大數據應用經驗，基于大數據設立創新實踐項目，以智能應用為核心促進學生的創新意識。主要圍繞大學生創新創業平臺、科教協同平臺、學科競賽平臺等，精心設計以“大數據”為基礎、以“智能”為主題的創新實踐項目，積極引導學生參與各類創新項目，讓學生的學習內容不僅在智能應用中呈現，而且在實踐中不斷豐富，深化學生對于學習內容的理解。

3.2 培養策略實例

鑒于旅游行業數據的豐富性和可開展應用的多樣性，我們以“智慧旅游”為命題，構思不同的智能應用項目，供學生實踐實現。鑒于智能的呈現需要足夠的軟硬件基礎設施，我們在設計實踐項目時，讓其充分與計算機科學與技術、物聯網工程等專業融合，讓智能專業的學生走協同創新的道路。構建的實踐項目主要圍繞兩個方面開展智能應用，一是面向智能信息獲取方面，其工作與物聯網工程專業存在交叉；二是面向智能信息處理方面，其主要與計算機科學與技術的大數據方向存在交叉。

在智能信息獲取方面，我們設計了兩類創新實踐項目，一類是基于傳感器或移動終端的用戶行為信息獲取，另一類是面向Web數據的獲取與管理工具研發。這兩類項目主要通過準確地獲取用戶數據并智能地建立用戶數據間的關聯來鍛煉學生的創新實踐能力，訓練學生的創新思維。基于傳感器或移動終端的用戶行為獲取主要負責的基于合理的傳感器、WiFi等的布局，結合手機終端，收集用戶的行為信息，找出模式，從而與智慧旅游結合，為用戶提供智能服務。面向Web數據的獲取主要以Web中存在的諸如酒店、景點等旅游信息及對應的用戶評論數據為對象，設計工具自動地獲取這些數據，并能對錯誤數據進行自動糾錯，為后續的智能信息處理類項目提供數據基礎。這些項目從數據源頭來對智能應用進行啟發，以科協平臺為基礎，與物聯網工程專業學生等合作實現智能。endprint

在智能信息處理方面，我們設計了基于用戶評論數據的用戶興趣感知、基于眾包的實時路況匯聚等創新實踐項目。基于用戶評論數據的用戶興趣感知著重以上述獲取的海量用戶對酒店、景點等的評論數據為基礎，以用戶觀點的自動提取、面向旅游興趣的用戶社區發現等技術為手段，建立不同的智能應用，從大數據應用視角，協助學生辨析“智能是什么，能干什么”。基于眾包的實時路況匯聚側重于將大量用戶報告的路況信息進行匯聚并融合用戶間的信任關系判定信息真實性，進而建立智能終端應用。這兩類項目涵蓋了PC端、手機端的不同智能應用形式，學生可以基于自己的興趣開展實踐。這些項目的實踐有助于學生拓寬智能應用的視野，加深對智能專業的理解，進而提高他們對專業學習的興趣。

4 機制融合與效果評價

桂林電子科技大學的智能科學與技術專業歸口到計算機與信息安全學院，主要目標是以計算機類專業為基礎，充分借助數據、計算來深度開發智能專業優勢，同時圍繞桂林建設國際旅游勝地的契機，將面向智慧旅游的智能信息獲取、智能信息處理等作為重要的專業建設方向。

上述提出的專業導師引導專業認知、大數據驅動智能應用實踐兩個策略在我校初步的實踐，盡管激發了學生的興趣，但離拓寬學生專業視野、促進專業整體發展的目標還有一段距離，主要體現在以下幾個方面：①專業導師的任務過于單一，沒有切實融合到學生的專業實踐中，單純的方向性引導不能幫助學生建立深刻印象；②學生一旦找到了能做的項目，積極性和投入度提升很快，但立即停止了專業思考，僅停留在“自己干什么”的問題上，限制了專業視野；③參加的項目不同，大家對“智能”的感悟和專業的理解也有所差異，沒有及時開展項目組間的討論，對學生實踐成果的分享做得不夠到位。

針對上述問題，我們意識到專業導師工作和學生實踐工作需要進行充分融合，讓專業認知和專業實踐有機統一，采取的主要措施有：①在專業導師定期與學生開展交流會的基礎上，一方面增加項目進展與專業發展的研討內容，另一方面讓專業導師親自參與到創新實踐項目中，引導學生在項目實踐過程中體會面向智能的創新思維；②增加項目組間的項目成果交流，讓大家對智能專業的理解和發展進行共享，以深化專業認知；③建立合理的評測機制，對上述策略的有效性進行評價，為后續有針對性的改進提供事實依據。目前，我們從宏觀和微觀層面分別建立了測試指標，微觀層面的指標包括學生在創新實踐項目中的參與時間與課余時間比、參加各類競賽項目的學生比等；宏觀層面的指標主要包括學生上課的活躍度、與專業導師定期交流的積極度、專業信心等。

5 結 語

“專業導師助力專業認知、大數據智能應用促進實踐技能、具體化專業功能、拓寬專業視野”的智能科學與技術人才培養策略，旨在從理論和實踐兩個層面，提升學生的專業成就感和自信心，進而積極投入到專業學習中，讓智能專業得到全面發展。實踐證明，學生的專業學習積極性和自信心得到了極大提升，在專業滿意度測評中也有很好的反饋，后續可基于各類智能競賽來進一步檢驗建設成果。

參考文獻：

[1] 謝昆青. 第一個智能科學技術專業： 回顧在北京大學六年來的創建歷程[J]. 計算機教育， 2009（11）： 16-20.

[2] 蔡自興. 智能科學與技術專業的發展戰略思考[J]. 計算機教育， 2011（15）： 8-11.

[3] 魏秋月. 關于智能科學與技術專業人才培養和學科建設的思考[J]. 教育理論與實踐， 2009， 29（9）： 18-19.

[4] 陳瑋， 朱繼巖， 李菲菲， 等. 智能科學與技術專業課程體系的改革[J]. 計算機教育， 2017（1）： 44-46.

[5] 蔡自興， 劉麗玨， 陳白帆， 等. 智能科學精品課程群建設與體會[J]. 中國大學教學， 2013（9）： 43-44，52.

[6] 彭巖， 王萬森， 黃向陽. 智能科學與技術交叉學科專業建設探索[J]. 計算機教育， 2010（15）： 133-135.

[7] 陳毅東， 李紹滋， 潘偉. 廈門大學智能科學與技術專業建設進展[J]. 計算機教育， 2011（15）： 21-24.

[8] 楊青， 黨選舉， 周萍. 智能科學與技術人才培養調查分析與研究[J]. 計算機教育， 2014（19）： 34-37.

[9] 周國順， 張陽， 韓媞， 等. CDIO模式下智能科學與技術專業人才培養方案改革[J]. 計算機教育， 2015（18）： 14-18.

（實習編輯：景貴英）endprint