基于人工智能應用場景的產教融合探索

賀雪晨　趙琰　沈文忠　仝明磊

[摘? ? ? ? ? ?要]? 通過校企合作，制定人才培養方案，共同開發產教融合實踐平臺。在“全屋智能”“智慧交通”和“智能身份識別”等基于人工智能場景的項目中，實現開源智能家居、智能小車自動控制和虹膜身份識別。通過智能互聯雙證融通，提高學生的應用能力。

[關? ? 鍵? ?詞]? 人工智能;產教融合;智能互聯;雙證融通

[中圖分類號]? G647? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）34-0124-02

培養電子信息與人工智能相結合的且滿足行業發展、適應社會需求的應用型人才，實行產教融合培養機制是大學教育的發展方向，其能夠進一步培育本科生的創新精神，加強他們的實踐能力，能讓他們產生與社會和產業接軌的時代緊迫感和責任感，催之奮進。

目前，用于人工智能學習的平臺工具有很多，其中包括caffe、TensorFlow、Mxnet、PyTorch、Keras、CNTK、pa-ddlepaddle等在內的一系列深度學習框架。通過它們進行深度學習理論上難度比較高，而且這些框架都需依賴復雜的硬件才能完成訓練和部署，要在移動設備上部署更是難上加難。要讓學生在幾年的本科學習中熟練掌握這些技術并能與產業接軌實現產教融合更是無從談起，因此急需一套創新的課程體系和新的教學實踐模式，幫助跨越它們之間存在的鴻溝，解決產教融合中存在的矛盾和細節問題。

一、校企雙方負責人共同制定并實施培養方案

為進一步提高學生的實踐能力，以四新（新思想、新模式、新內容、新技術）、四實（實際、實用、實踐、實效）的教育教學理念為指導[1]，由學校和企業專家共同商討制定電子信息工程專業培養方案，將電子信息工程培養方案中的專業課程設置為更具有工程實踐背景的Arm全球大學計劃課程。

課程配備校內校外雙負責人，校內教師主要負責理論方面的教學，校外負責人主要負責指導學生的實踐。課程教學大部分在實驗室進行，以實驗上機為主，邊講邊做。在教學過程中，隨時根據學生反饋調整授課內容和進度。由教師、企業專家共同商討確定課程的教學大綱、進度等教學資源，從而形成合力，通過線上線下混合教學打造“金課”。

二、企業工程師進課堂實施雙證融通

根據應用型人才培養目標和特征，組織行業專家對電子信息工程專業實施“雙證書”培養方案并進行科學論證。

智能互聯認證體系（ASC認證）圍繞“智能終端、系統架構和互聯應用”三大應用方向，通過理論、實操實踐相結合方式，培養符合企業人才需求的技術人員，這是集成電路領域的專業人才課程認證體系。ASC認證在IC設計、嵌入式開發、人工智能、物聯網、虛擬現實、無人機、智能汽車等多個業務方向設置了初級、中級、高級等技能等級，旨在為集成電路領域人才培養打造行業公認的標準和評價機制。

經過充分論證后，電子信息工程選擇在物聯網、無人機、人工智能三個方向上進行雙證融通建設，將企業工程師請進課堂，進行智能互聯技術實踐實訓，學生通過實訓可以獲得ASC課程證書。該證書具有行業廣泛認同的權威性，每張證書具有唯一編號，與電子信息工程專業培養方向和特色相匹配。

三、共同開發人工智能“應用場景式”產教融合實踐平臺

目前，國內地方工科院校的校企合作多停留在以“工學交替”為主的初級階段：企業提供實習崗位供高校學生短期實踐學習，學生實習效果不理想[2]。我們堅持“師傅請進來、學生走出去、教師學起來”的辦學方針，探索“學歷教育+企業實訓”的培養方法，積極推進企業與高校的合作共建工作，增強合作深度和廣度，完善科教結合、產學融合、校企合作的協同育人模式，與企業合作建設教育部產學合作協同育人項目，進行基于人工智能應用場景的產教深度融合實踐教學改革與探索。

通過與企業合作進行共同開發，打造基于人工智能“應用場景式”產教融合實踐平臺，包括“全屋智能”“智慧交通”和“智能身份識別”三個項目。

（一）“全屋智能”產教融合實踐平臺

“全屋智能”聚焦于智能家居，是基于真實環境的開源系統實訓平臺。通過樹莓派、神經棒、Python、Hom-eassistant等軟硬件技術，將各類家用電器設備集成在自主設計的應用平臺中，實現個人電腦、智能手機、平板電腦的混合訪問，通過網絡進行實時監視和控制。并能夠對系統運行過程中產生的數據進行記錄存儲，實現對用戶習慣的分析和面貌描述，進一步提供高質量的智能控制服務。

實踐平臺實現了對多款照明設備、電動窗簾與光照強度傳感器聯動，通過自然光調節室內亮度;空氣凈化器與PM2.5傳感器聯動，實時監控室內的空氣質量并能夠即時響應;門窗傳感器、人體傳感器、智能攝像頭等多款安防設備聯動，實時監控室內情況;掃地機器人在室內無人的情況下，能夠自動對室內進行清掃;對接入室內的電源插座，可以實現電源的開關及用電量統計;通過引入計算機視覺、人工智能算法，部署邊緣計算平臺，對獲取的視頻流進行處理，可以實現人數識別、面部識別、情緒識別;室內的所有設備均實現集成語音控制，可以直接通過語音控制。圖1為學生在上海市教育博覽會上演示如何通過手機遠程控制實驗室設備。

（二）“智慧交通”產教融合實踐平臺

“智慧交通”實踐平臺包括智能小車、地圖及各種交通標志物，如圖2所示。實現交通信號燈識別、行車路徑識別、ETC通行、停車收費、道閘開合、智能路燈、停車入庫等功能。

學生能夠綜合運用前期學習的嵌入式微處理器編程技術、Android應用開發技術、開源硬件編程技術、二維碼采集與識別技術、圖像處理技術、網絡通信技術、現場總線技術、RFID技術、無線傳感技術、數據采集與處理技術、機器視覺技術、紅外通信技術、語音控制技術等進行各類基于人工智能的項目開發。平臺提供盡量真實的路況模擬，實現現實生活中的對各種場景的控制，以及多車協同、無人機追蹤小車等功能。

（三）“智能身份識別”產教融合實踐平臺

“智能身份識別”實踐平臺是基于EAIDK和Tengine的虹膜識別系統，如圖3所示。通過攝像頭采集人的虹膜信息，自動識別出人的身份，可實現門禁、門鎖等與智能家居相結合的智能系統。

在實踐過程中，通過自己的鉆研，有學生做出了云端系統，有學生通過手部識別傳感器做出了各種手勢判斷。對于學生來說，將自己所學到的理論知識應用到現實生活中，能夠更清晰地理解如何與實業相結合，對學習及未來工作的幫助很大。

四、總結

通過校企雙負責人聯合制定培養目標和培養方案，有效跟蹤行業發展前沿和世界高水平大學電子工程課程體系，共同建設專業課程、聯合實驗室和實訓實習基地。通過組織教師參加行業優秀公司的技術培訓、項目或課程研討會等，充分學習和利用學術界、產業界人工智能領域的最前沿技術，如PyTorch、EAIDK、Tengine等，探索建立從原型設計到生產部署的一整套工作流程的教學實踐體系。通過企業工程師進行實訓教學，讓學生真正掌握人工智能領域的流行平臺框架、深度神經網絡研究方法和生產部署的實現手段，使我們的學生在畢業后能快速成為優秀的人工智能從業人員。

參考文獻：

[1]趙慧勤，陳曉慧.產教融合理念下應用型本科院校多元協同育人模式研究[J].教育理論與實踐，2018

（38）：6-8.

[2]王顯清，吳濤，孫凱.新工科背景下地方工科院校協同育人路徑探析[J].教育探索，2018（6）：41-44.

◎編輯 武生智