人工智能時代“新工科”人才培養模式研究

彭偉功 李鎮

摘 要：本文簡述了人工智能時代的技術和產業特點，分析了傳統工科專業人才培養過程中存在的問題，并對人工智能時代對新工科人才培養的發展要求進行了分析。為培養具有“跨界創新精神”的新工科專業人才，本文就人才培養模式創新從培養方案重構、社會需求倒逼、校企協同培養、校內橫向協同培養交叉融合和改變傳統教育教學評價機制培養學生創新意識等方面提出了改革思路和發展方向。

關鍵詞：人才培養 新工科 橫向交叉融合 協同

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-0-03

未來將是萬物互聯、人物相聯、萬物智能的時代，萬物互聯后，產生的海量數據具有超強商業價值，需要人工智能來進行數據挖掘和分析處理，這將使現有的生活、生產方式被徹底改變，帶來很多商業模式的顛覆。對于已經在某些細分行業占據了重要的位置，并積累獲得大量數據的相關產業，在未來的人工智能時代，是有一定優勢的[1]。教育部號召高校開展新工科創新實踐活動，深化工程教育領域的改革，促進新工科的建設發展，主要從理念、結構、培養模式、培養質量以及體系構建5個方面展開。

從一定意義上而言，新工科就是有別于傳統工科的學科交叉產物[2]。眼下，新技術革命與國內供給側改革和產業結構調整以及產業升級會促生大量新興產業，這些新興產業將會是我國實現彎道超車，在社會經濟發展層面和技術層面上超越相關發達國家的有效途徑。當然，技術創新與發展都離不開人才創新，想要發展新興產業，那就必須培養相關人才作為支撐[3-5]。所以，發展新工科在某種意義上而言，就是要培養出能夠達成上述目標的新型人才。

因此，在人工智能時代全面來臨之前，培養出一批能夠適應新技術發展需要和社會需求的新工科人才，勢在必行；而如何有成效地進行“新工科”專業人才培養模式研究也就成為當今高等教育首要解決的任務。本文旨在介紹我校“新工科”專業人才培養模式創新嘗試，總結成功經驗，并提出今后改革思路。

1 老工科人才培養現況

當下，傳統制造業人才培養與企業實際需求脫節嚴重，產教融合的深度不夠、工程教育實踐環節較為薄弱，學校基礎能力建設相對滯后，教育發展不均衡與社會發展對人才不同層次需求之間的結構性矛盾問題較為突出。

在當今這個飛速發展的后工業時代，扁平化成了社會組織呈現出的明顯特點[6]，客戶對終端產品的要求越來越高，從只關注商品本身，向售后和前端生產兩側延伸。新制造與新服務唯有不斷創新理念，發展新的產業形態以應對消費需求的差異化，才能取得競爭優勢。現有培養模式無法服務于智能制造對于人才需求的新形勢變化，主要在于培養單位對于培養理念、模式以及方法的領會及運行仍沿用傳統制造時代的體制，這與現如今傳統產業不斷跨界整合并不斷孕育新業態的飛速發展時代存明顯脫節。本課題組經深度調研總結，將這種不適應主要歸結為以下幾個方面。

（1）專業培養方案仍停留于傳統的學院式模式，培養目標與計劃課程體系之間明顯脫節，不論是培養目標還是具體支撐的畢業要求都缺乏具體的課程依托，映射關系模糊，畢業要求中所提及的素質、能力和素養在實踐中由于缺乏針對性的具體課程導致無法有效落地，當然也沒能形成人才培養的有效評價機制。

（2）專業建設不關心產業結構調整，加之人才培養具有滯后效應，學生畢業后發展困難，上升空間有限。這實質上就是不關心社會對人才需求的動態變化，缺乏有效的外部溝通機制，不顧及對人才的“用戶”反饋，沒有對其進行有效價值判斷。最終結果就是由于專業建設缺乏前瞻性而致使人才培養跟社會真實需求之間嚴重脫鉤，招生就業困難，難以為繼。

（3）校企協同培養合作不夠深入。傳統工科教育缺乏企業深度參與，大多僅涉及到部分實踐環節，學生所學理論知識與技能缺乏實踐機會，無法進行有效的能力提升來增強就業適應度。這對于迫切需要培育“大國工匠”的智能制造而言，是極為不利的。自然也就不可能校企聯合，孕育新興交叉復合專業，也就不可能真正實現教育創新。

（4）不夠重視校內相近專業的橫向協同培養和交叉融合以及加強工科學生的人文素養，“跨專業、跨學科”的復合型應用人才培養還有待于進一步加強。大多傳統工科專業的建設發展都依托某特定的行業背景，在某個特定領域里形成了一定程度的傳統優勢，在教學過程中也保持特有風格，這些都是值得提倡的。但是在具體培養環節由于過去的“窄而精”意識主導，主要針對工程領域的某一具體環節重點展開人才培養，而沒能夠樹立起面向全過程的培養思想，導致了人才培養視野和格局相對較窄，沒有能夠建立起相近專業協同培養的良好機制。在校內培養環節，缺乏有效的橫向交叉融合和協同培養，所以傳統工科學生普遍存在綜合素質與知識結構方面的缺陷問題，這是今后需要進一步加強和提高的方面所在。

（5）傳統的評價機制不利于創新能力的培養。眼下對高校學生就業等方面的考核評估等大多以考研升學、就業、參軍等出口方面傳統的短期效益指標來對學校進行人才培養效果評價。在這樣的目標和價值導向作用驅使下，學校和學生都可能會趨利避害而急功近利、舍遠求近。再就是對學生的學業成績考核方式單一，大多都采用卷面考試形式，不利于營造創新能力培養氛圍。人工智能時代對人才的最大厚望就是要具有跨領域的創新能力，以便于為社會組織的持續創新戰略目標的實施提供強有力的智力支持。所以要調整現有教育理念和教育模式，系統地培養學生的創新意識和能力，在實踐中不斷摸索，逐步建立起人工智能時代的“新工科”教育發展新模式。

2 新工科人才培養模式創新嘗試

面向未來的高素質復合應用型人才，不僅要在自己的專業領域學業精深，而且還需要具有“學科交叉融合”的特點；不但能夠運用所學知識去解決現有問題，而且還有能力通過自適應自學習去解決在未來發展過程中出現的新問題；不但在技術上優秀，而且還要懂得經濟、社會和管理，更兼具良好人文素養。人工智能時代新經濟新產業對人才提出的這種新的目標定位與需求為“新工科”發展提供了契機，時代的發展在呼喚著“新工科”的發展。

教育過程需要把學生將來的持續發展前景和社會對人才需求的動態變化有機結合起來，本課題組認為可以從培養方案重構、社會需求倒逼授課內容更新、校企協同培養、校內橫向協同培養交叉融合和改變傳統教育教學評價機制培養學生創新意識等多渠道并舉來適應人工智能時代“新工科”人才培養的需求。

2.1 基于OBE教育理念的人才培養方案重構

在充分做好OBE教育理念培養目標和畢業要求設計調研、課程體系支撐培養目標的達成度與實施方式調研和充分論證的基礎上，結合學校定位和專業發展實際，對傳統工科專業人才培養方案重構。專業課程體系設計要打破以往傳統教學模式指導下的思維僵化局面，著力引導實施以成果為導向的反向拉動式教學設計。在此過程中要認真思考和把握國家、社會及行業發展的需要，綜合行業發展需求，學校發展定位及發展規劃目標，畢業生持續發展前景及學生家長與社會各界的殷切期盼等多種因素，科學制定人才培養目標，依據明確的培養目標科學合理地制定畢業要求，再依據畢業要求來制定與之相對應的課程體系，確保目標有較高的達成度，課程依托明確，兩者之間相互映射關系清晰且容易實現。OBE教育理念的核心理念就是基于成果導向的教育，是一種反向設計、正向實施的過程[7]，它克服了傳統教育理念引領下一般只能夠滿足內部需求卻無法滿足外部需求的詬病。基于這種拉動式的反向教學設計，既有利于提高人才培養目標的達成度，更能夠較好地理解和把握專業定位與發展內涵，真正實現服務于社會的專業建設目的。

2.2 根據社會需要進行專業建設，并保持授課內容與時俱進不斷更新

以繼承創新、交叉融合、協同共享為主要渠道，努力實現專業建設與發展逐步從學科導向轉向以行業需求為導向，從被動適應服務轉向主動創新引領。要充分做好行業發展對人才需求的廣泛調研，實施專業動態調整戰略，并推動傳統專業的交叉融合、培育適合行業需求的交叉專業。為了能夠適應技術發展對人才要求以及期望程度的提高，要不斷鼓勵廣大一線授課教師積極關心行業和技術發展的前沿，及時把行業發展變化的最新情況引入到課內外的教學過程，科學認真更新授課內容和規范知識體系，建設更新教材資源。為此，需要不斷加強高水平師資隊伍建設，特別是要重視廣大青年教師的成長，學校可以采取合理有效的積極措施鼓勵青年教師，特別是剛畢業的從學校到學校的年輕教師深入到相關行業生產一線進行實踐學習，不斷提高行業認知。

2.3 加強校企企業協同培養深度，創新人才培養途徑

廣泛而又深度的客戶體驗是人工智能時代一個明顯的特點。通過客戶體驗來驗證或者說判斷產品或者服務創新自身社會價值，實質上就是讓用戶加入了產業鏈，真正實現市場導向的理念創新。新工科人才培養，就是為其發展提供人才支撐，自然也不能置身事外，要想培養出深受用戶歡迎的新工科專業人才，這就需要企業作為用戶參與人才培養過程。校企產學研合作，可以實現信息共享和互惠互利。企業不論是在實踐教學方面，還是在產業以及行業發展預測、行業標準、制造過程以及服務標準的理解把握等方面都具有自身優勢，可以協助高校實現科研成果轉化；此外讓用戶參與人才培養過程，既能起到質量監督把關作用，還可以對人才培養方案不斷完善提高，甚至還可以對專業結構調整提出科學合理的建議，既增強了契合度，也提高用戶對新工科人才培養的滿意度。

校企協同培養，既能夠增強學生的行業認知，還有利于提升學生的綜合素質，同時也擴大了學校在行業內的影響力，一定程度上增強人才培養的外部適應性。

2.4 以行業平臺為基礎，實現校內橫向協同培養

新工科實質上就是讓學生在更廣闊的視角下學習，也就是所謂的厚基礎。對校內相近專業的橫向協同培養和交叉融合，讓“跨專業、跨學科”的復合型人才培養成為共識。在具體操作模式上可以采取多種方式有機結合的手段進行。以“大平臺、多專業融合”為基本原則，以工程項目為主線，搭建跨專業的教學平臺，組建跨專業的課程教學團隊，制定出統一的教學大綱和授課計劃，合作編寫教學資料，實行聯合授課[8]。教師之間互相聽課，集體備課，深度掌握其他專業的相關知識，在教學過程中不斷融合相關專業知識。學生在傳統工科專業模式下從各自專業的角度來“仰視”行業，新工科培養模式下通過行業平臺課程的學習，是站在行業的高度上來“俯瞰”專業，理解各自專業在行業中的地位與作用，理解各自專業與相關專業的關系，著有利于提高專業課程學習的目的性與自覺性。此外，構建跨學科、多專業、集成化、融合式橫向協同實踐能力訓練體系，開展聯合畢業設計和社會實踐[9]，培養學生的協同能力。組建跨專業學生團隊開展聯合畢業設計可以將整個項目過程有機統一，既培養了團隊協作能力，又可以幫助學生樹立全局意識，提高工程實踐綜合應用能力。

2.5 改變傳統教育教學評價機制，培養學生創新意識

今后相當長一段時間內，我國教育的矛盾將主要表現為教育發展不均衡與社會發展對不同層次人才需求之間的結構性矛盾。由于社會對人才需求存在層次結構區別，學生的興趣和稟性各異，所以就不能按照統一的尺度標準來評價高等教育教學效果，應該按照不同的人才培養目標定位分別評價。通過不斷提高學生科技創新在教育評價中的權重來建立良好的導向機制，從而合理引導學生投入科技創新實踐活動。從國家和社會層面來看，考慮到人才的結構性矛盾現實，不能再以“就業率”或者“升學率”等單一的效益指標來衡量和評估高校的教育質量和效果，而應該考慮到“大國工匠”所需要的文化底蘊和寬厚的專業基礎以及創新思維，采取多維度評價高校教育質量；從學生角度來講，由于學校出臺了相關鼓勵政策從而可以結合個人興趣和能力基礎，積極投身于科技創新實踐活動，充分發展自己；學校層面，改革課程考核方式，采用綜合考核模式，政策導向也要鼓勵創新創業，努力構筑以創新競賽、創新基地以及社會實踐為主要內容的多元化創新實踐平臺，全面提升學生的產業視野、創新競爭精神和團隊協作能力。

3 結語

新工科人才培養模式改革是一項系統工程，涉及面廣，既需要考慮人才培養方案自身的內部適應性和教育教學自然規律，還需要加強人才培養的外部協同環境、社會需求變更、技術與產業的發展變化、教學手段的創新、激勵機制、社會預期等。

隨著數據產業的快速發展，云物大智等新技術不斷涌現，人工智能時代正向我們走來，培養面向人工智能時代人才的任務已日漸緊迫。人工智能時代對人才的需求也越來越多樣化，新工科人才培養模式不僅要注重滿足社會以及行業發展需求，更要重視對學生人文素養的培養；既要在更加開放和包容的氛圍中培養學生的創新意識和創新能力，也要加強家國情懷培養，塑造健康的身心。

參考文獻

[1] 張祺午.職業教育如何應對人工智能時代[J].職業技術教育，2017，38（21）：1.

[2] 吳愛華.侯永峰，楊秋波，等.加快發展和建設新工科主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[3] 夏建國，趙軍.新工科建設背景下地方高校工程教育改革發展芻議[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19.

[4] 陸國棟，李拓宇.新工科建設與發展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[5] 林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

[6] 托馬斯·弗里德曼.世界是平的：一部21世紀簡史[M].長沙：湖南科學技術出版社，2006：46.

[7] 李志義.解析工程教育專業認證的成果導向教育理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[8] 雷學文，郄恩田，周傳輝.培養高素質工程人才的教學模式探索與實踐[J].高等建筑教育，2012，21（4）：66-69.

[9] 基于能力本位的交通工程專業教學體系構建[J].教育與教學研究，2016，30（10）：75-79.

[10] 鄭芬蕓.物流專業“運籌學”課程教學改革的思考[J].鄭州航空工業管理學院學報：社會科學版，2011，30（4）：176-178.