產教融合人工智能專業人才培養模式探索

侯群　漆為民

摘? 要：2018年4月，教育部制定了《高等學校人工智能創新行動計劃》，指出高等學校要進一步強化基礎研究、學科發展和人才培養方面的優勢，完善人工智能領域人才培養體系。發展人工智能是我國戰略發展的需要，培養人工智能人才是國家社會與經濟發展的迫切需要，是企業對于人才的需要。本文闡述了江漢大學申報人工智能專業的必要性和已經具備的條件，從培養應用型人才的角度出發，介紹了產教融合，校企合作建立人才培養基地，改進人才培養模式，建設核心課程，建立完善的持續改進機制的方法和特點。

關鍵詞：人工智能;人才培養;課程體系;培養模式

中圖分類號：G712;G647? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）22-0183-04

Abstract：In April 2018，the ministry of education formulated the Artificial Intelligence Innovation Action Plan for Colleges and Universities，pointing out that faced with the opportunities of the development of the new generation of artificial intelligence，colleges and universities should further strengthen their advantages in basic research，discipline development and talent cultivation，and improve the talent cultivation system in the field of artificial intelligence. The development of artificial intelligence is the need of China’s strategic development，and the cultivation of artificial intelligence talents is the urgent need of the country’s social and economic development，as well as the need of enterprises in short supply of talents. This paper expounds the necessity and existing conditions of applying artificial intelligence major in Jianghan University，and from the perspective of cultivating applied talents，introduces the methods and characteristics of integrating industry and education，establishing talent cultivation base through school-enterprise cooperation，improving talent cultivation mode，constructing core courses and establishing perfect continuous improvement mechanism.

Keywords：artificial intelligence;talent training;curriculum system;training mode

1? 申請設置人工智能專業的必要性分析

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統，涉及計算機科學、認知科學、數學、心理學等學科，是一門新興的交叉學科。隨著信息技術的發展，人工智能在近幾年有爆發式的發展趨勢，目前，對人工智能的重要性認識已上升到國家科技發展戰略的高度，2017年7月，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，明確指出了新一代人工智能發展分三步走的戰略目標，到2030年使中國人工智能的理論、技術與應用總體達到世界領先水平，成為世界主要人工智能創新中心。2018年4月，教育部又制定《高等學校人工智能創新行動計劃》，指出面對新一代人工智能發展的機遇，高等學校要完善人工智能領域人才培養體系，支持高校在計算機科學與技術學科設置人工智能學科方向，推進人工智能領域一級學科建設。2019年3月，教育部批準了35所高校增設人工智能專業。

當前，人工智能及其應用已經全面走入人們的生活，廣泛滲透到生產和生活的各個領域，并不斷刷新人們的想象力。近幾年，中國人工智能市場熱度持續增長，人工智能公司數量爆發式增長，市場規模持續擴大。據前瞻產業研究院發布的《人工智能行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》數據顯示，2015年中國人工智能市場規模為112.4億元，2017年則達到了216.9億元，2018年達到339億元，預計2020年將達到710億元，到2030年，人工智能核心產業規模將超過1萬億元。因此培養人工智能人才是國家社會與經濟發展的迫切需要。

目前，我國人工智能人才嚴重短缺，頂級人才更是一將難求。據騰訊研究院《2017全球人工智能人才白皮書》數據顯示：2017年的前10個月內，AI人才需求量已經達到2016年需求的2倍，2015年的5.3倍。人工智能人才的需求量直線上升，年復合增長率超過200%。截至2017年第三季度，中國對于人工智能人才的需求數量已經突破100萬。但國內AI領域人才供應量卻很少，人才短缺嚴重，中小企業招攬人才更加困難。為了爭搶人工智能人才，企業紛紛開出高薪，在過去三年中，人工智能相關崗位招聘薪資以每年近8%的速度增長。到2017年，其崗位平均薪資已經達到2.58萬元/月，遠遠高于一般的技術類崗位，從薪資分布上看，近八成以上的崗位薪資超過2萬元/月，五成職位招聘薪資突破3萬元/月。在提供高薪的同時，有些企業甚至提供股票期權、解決戶口等優惠條件。除了高昂起薪外，薪資增長也極為可觀。數據顯示人工智能技術人才前5年的薪資復合增長率達到16.9%，遠高于其他互聯網職位。由此可見，人工智能人才需求量大、工資高、缺口大，人工智能人才培養是企業緊缺人才的需要。

江漢大學是一所綜合性普通高等學校，實行湖北省、武漢市共建，以武漢市為主的辦學體制。江漢大學一直注重學科交叉與融合，特別是利用信息技術提升改造面向化工、交通、機械等行業的技術與服務，電子信息專業學位類別擁有電子與通信工程、控制工程、計算機技術、人工智能、安全工程等五個領域，學科以面向互聯網應用的網絡與通信技術研究、物聯網核心技術、智能計算與大數據技術、智能系統與應用、多智能體協同、智能化安全技術等為重點科研方向，全面切合國家“互聯網+”戰略需求，已形成十余個具備扎實基礎的重點研究方向。擁有“控制科學與工程”湖北省重點（培育）學科，“光電化學材料與器件”教育部重點實驗室，“持久性有毒污染物環境與健康危害”湖北省重點實驗室，“爆破工程”湖北省重點實驗室;建有“武漢市物聯網工程技術研究中心”“武漢市食品安全分析與檢測工程技術研究中心”。采用多學科交叉融合發展的理念，實行“雙導師”制的研究生培養模式，形成了以“控制科學與工程”省重點學科為核心學科，集信息采集、信息傳輸、信息處理技術為一體，著力解決與“智能制造，智慧城市，智慧農業，人類健康”相關的科學技術問題的學術團隊，可開展針對“健康物聯網大數據應用與研究”“多智能體協同技術研究”“農副產品的全生產周期監控與食品安全”等研究工作。近三年來，主持電子信息領域相關國家級項目8項、省重點項目1項，縱向項目50項，科研經費800萬元。發表學術論文300余篇，獲專利近60項。本專業培養的研究生取得的科研成果顯著，包括發表高水平SCI論文，申請國家發明專利，在國家級和省級學科競賽中獲得多項榮譽：在2019年中國工程機器人大賽暨國際公開賽中獲得特等獎一項、一等獎兩項，在2018中國機器人技能大賽獲得一等獎，在中國研究生創新實踐系列大賽、全國大學生物聯網設計競賽、全國大學生數學建模比賽、全國大學生智能汽車競賽中均獲得國家級獎項。這些相關學科與科研基地為人工智能專業的建設提供了堅實的基礎。

2? 設置人工智能專業的特色

作為地方性高等學校，江漢大學致力于培養滿足湖北省，特別是武漢市社會經濟技術發展所需要的應用性、創新性、國際化人才。在人工智能專業建設方面需要突出自己的專業特色，堅持產教融合、校企合作的辦學模式。

2.1? 服務型專業的構建與完善

通過校企合作，積極打造服務型人工智能專業，以專業辦學與武漢市行業發展的緊密對接，推動人工智能專業在人才培養、專業建設、素質教育、人力資源服務等各方面的服務型轉型，最終實現深度的校企合作、產教融合。

2.2? 教育教學模式的改革

人才培養方案的制定以人工智能在工業界的主流設計平臺為基礎，構建集行業體驗、技能實踐、工程項目演練為一體的實訓環境，通過以相關行業市場需求為導向、以能力培養為中心的課程教學體系，結合項目式教學方法，完成專業核心課優質、高效的教學，推進教學與實訓模式的改革，最終實現應用型技術人才的培養。

2.3? 引入職業管理促進高質量就業

積極引導學生進行職業規劃，設計科學合理的職業素質課程體系，為學生創造類似在企業中學習與發展的氛圍。配合人工智能專業的人才評估體系進行具有針對性的崗位技能實訓，開展全面、有效的職業管理活動，將企業文化與相關崗位對職業素養的需求傳遞給學生，并與校園文化相結合，提高學校素質教育的針對性和實效性，培養學生的職業能力與職業素養，以人才培養的實際成效實現高質量就業。

3? 專業核心競爭力

3.1? 專業的人力資源服務團隊

為滿足專業建設發展與人才培養水平提高的需求，通過企業與學校合作共建，為高校提供專業、優質的人力資源服務，充分發揮企業在人工智能技術領域的產業優勢，促進人工智能專業在應用型人才培養模式上的創新，提高專業的內涵建設水平，提升專業教師的科研與技術服務能力。

以項目經理為總負責人，根據工作性質與服務內容不同，可以劃分為企業師資團隊，就業服務及職業管理團隊、項目開發與商務運作團隊。

3.2? 企業師資團隊

由企業具有豐富工程實施經驗的工程項目經理、高級工程師和技術專家組成，擔任人工智能專業的學科帶頭人與專業課講師。與學校聯合制定并優化完善人才培養方案，聯合教學，共同建設和維護實踐教學平臺，聯合開發、優化教材與教學資源，建立教學資源庫，共同參與教學研討會議與活動，將工程經驗、實踐操作技能傳遞給學校老師和學生，幫助學校老師提升教學業務能力，最終實現教師實踐教學業務能力與應用型人才培養質量的提升。

3.3? 就業服務與職業管理團隊

由行業內具有企業管理與員工培訓豐富經驗的人力資源專家組成就業服務與職業管理團隊，擔任學生的就業經理、職業導師。在項目經理領導下，承擔合作專業的就業服務與職業管理工作。一方面通過實踐“學生管理”到“職業管理”的模式創新，開展特色化的職業素質教育;另一方面，通過將地區行業企業資源引入高校，幫助合作院校在當地建設人力資源服務平臺，優化合作院校畢業生就業渠道，提升就業率和就業質量。

3.4? 高效的專業資源開發與建設

企業與學校共同采取有重點、分層次、滾動建設的方法，建設結構合理、特色鮮明的專業結構體系，積極進行專業課程建設及優化工作，通過整合人工智能課程結構，理順課程關系，優化教學內容，并豐富教材、課件、視頻、工程案例、在線資源等課程資源，最終構建形成體系科學、內容優選的課程體系，滿足培養現代化、高素質、創新型人才的實際需求。

3.5? 高校師資能力培養與建設

企業面向學校，以混編師資的方式，采用企業特色鮮明的教務管理、能力培養模式，進行聯合教學、集體備課、隨堂聽課、試講觀摩、內部培訓，為高校教師提供企業工程師培訓，提升教師的實踐能力、整體授課水平、實驗設備操作水平及工程實施經驗，真正達到學工結合，提升學校的“雙師型”教師比例，不斷優化教師隊伍結構。

3.6? 實訓環境建設與維護

企業專注于將人工智能行業前沿技術及主流設備引入到學生實踐教學體系，通過為高校相關專業在大數據、云計算、人工智能、機器學習、神經網絡、機器視覺、創新、教學經驗交流等多種領域開展教學研討活動，逐步增加師資的實踐教學能力;同時配置人工智能領域技術領先的軟硬件平臺，構建具有行業體驗、參觀觀摩、項目實踐、操作實訓等各種功能的新型智能實驗室，全面推動人工智能與大數據專業實踐教學能力和創新服務能力的融合發展。

3.7? 技能認證

本專業的教師與輔導員通過參加專業培訓，考試合格，獲得企業的講師資格及職業導師認證證書，從而明顯提升師資水平、職業管理能力、專業建設水平和社會認可度。同時為專業的學生提供企業職業資格的認證服務，學生通過考取相關技術方向的認證證書，可大幅提升就業競爭力。

4? 專業人才培養模式

人工智能專業培養采取校企合作的模式，依托高校教育環境，發揮企業熟悉行業發展與前沿技術的優勢，目標是培養適應相關行業發展趨勢的高素質應用型技術人才。企業融入應用型工程人才的培養，目的在于解決兩個問題：一是讓學生能夠掌握和運用行業當前的主流技術;二是彌合高等教育培養的能力與工程實踐工作所要求能力之間的落差。這一落差突出表現在畢業生普遍缺乏解決實際工程問題、在項目參與中進行自主學習以及交流協作的能力。為了解決這些問題，支撐產教融合的培養目標，我們將把企業培育專業工程人才的策略方法融入當前國際工程教育的主流模式。

4.1? 基于項目導向的設計工程教學

為了構建教育實施體系來支撐預期的教育結果，達成企業融入應用型技能人才培養的目的，我們立足的基本判斷是認為必須把學生以在場狀態帶入到工程場景中才能有效開展工程教育。無論是傳統的理論教學還是實踐教學，甚至包括企業實習，由于缺乏真實的工程場景，或者由于學生的實習身份而未在其中起到本來的角色功能，都未能很好解決從高校到企業的落差問題。

因此我們首先構建以學生為中心的三重教育場景，利用其疊加效應使學生以在場狀態進入真實工作情景完成工程教育，如圖1所示。在實體環境方面，建設行業當前使用的軟硬件工作環境，搭建真實的工程應用場景;在心理構建方面，我們以行業素質課程，引導學生能夠進入到項目工作的角色，培養工作角色應具備的行業素質，支撐專業工程教育的在場式教學;在專業工程教育方面，面向行業當前主流技術的專業核心課程，將以真實工程場景中的項目工作來驅動，而學生不僅要面對項目任務，還需要理解項目在行業中的典型業務背景，并以負責任的項目工作角色進入其中。

圖1? 以學生為中心的三重教育場景

在專業核心課程的設計上，首先從明確界定的課程學習產出出發建立課程項目庫，如圖2所示，包含：（1）教學項目庫：選取真實工程場景中的實踐項目，在確保學生完成項目任務的條件下可以達成課程的預期結果;（2）拓展項目庫：鼓勵學生深入學習完成更高的學業表現;（3）評估項目庫：項目任務的完成可以鑒別學生是否達成課程所要培養的能力。

從課程項目出發進行任務分解，分析每個任務所需要掌握的概念和知識環節，技能和素質要求，以及它可能包含的子任務，建立項目的任務分解樹。根據項目的任務分解樹，一方面完成實操流程的文檔，另一方面以行業項目的協同工作模式建立角色與任務的對應關系，作為教學活動組織的依據。最終形成包括教學課件、實操手冊、教材等在內的課程文本。

在教學方式上，借助在課程建設中形成的資源，推進知識課堂向能力課堂的轉變，從知識傳授為主轉變為提升解決問題的能力為主，相應的課程考核從評估知識掌握為主轉變為評估項目任務的完成為主。在學生組織方面，授課過程中將學生劃分為多個小型團隊，每個團隊利用技術研討、協同操作等手段，合作完成項目任務，并在過程中開展有明確責任分工的互助性學習。在知識和技能的講授，以及引導學生的自學研討上，采取從具體到抽象，從特殊到一般的路徑，從項目任務出發分6個步驟來組織：提出問題、分析問題、解決問題、總結一般性知識和技能、泛化知識和技能到新的領域、通過發現與范例問題的相似性來解決更復雜的新問題，從而以范例問題的學習形成對一整類問題的解決能力，過程如圖3所示。

4.2? 評估改進機制

為了保障人才培養質量，我們將持續從兩個維度來評估人才培養體系，一是培養目標的達成度以及培養目標對行業發展需求的符合度;第二是畢業要求的達成度以及畢業要求對培養目標的符合度。如圖4所示，我們按照評估-分析改進-CQI（持續質量改進）的循環方式，分別對培養目標、畢業要求和教學活動形成閉合的循環，實現完善的持續改進機制，也就是能夠持續地改進培養目標，以保障其始終與內、外部需求相符合;能夠持續地改進畢業要求，以保障其始終與培養目標相符合;能夠持續地改進教學活動，以保障其始終與畢業要求相符合。

評估-分析改進-CQI的工作涉及對培養目標、畢業要求、教學計劃以及具體教學環節等的持續調整，以形成質量不斷改進的螺旋式上升過程。

5? 結? 論

以智能化為標志的現代信息社會，對人工智能人才有著巨大需求。人工智能成為全球科技巨頭新的戰略發展方向，新一輪的人才爭奪正在展開。截止到2018年6月，人工智能已在智能制造、智能交通、智能網聯汽車等20多個產業領域得到應用。從技術分布來看，智能機器人、語音識別、自主無人系統（無人汽車、無人船舶等）是目前人工智能的主戰場。人工智能專業學生的就業前景十分廣闊，畢業學生可到高新技術產業、科研機構、學校、政府機關等從事該專業領域的設計、開發、應用、維護、管理和教學等工作，也可在人工智能相關或交叉學科繼續深造。人工智能和專業領域知識的結合，將使得該專業畢業生就業去向更加寬廣。人工智能人才供不應求，人才需求爆炸式增長。據麥肯錫預測，到2020年世界范圍內將會出現高達百萬級的“人工智能、智能制造”崗位空缺。因此設置人工智能專業，培養人工智能人才符合社會經濟發展需求，有助于推進我國人工智能發展，也符合我國戰略發展的需要。江漢大學為人工智能專業提供了充足的支撐與條件保障，為人工智能專業的發展制定了清晰目標與規劃，依托學校與行業和區域企業的合作共建，推進教育教學的行業協同、區域協同、企業協同，提升學生的實踐能力。

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作者簡介：侯群（1967.12-），女，漢族，湖北武漢人，教授，碩士生導師，碩士，研究方向：信息與通信系統、數字信號處理、物聯網技術;漆為民（1975.10-），男，漢族，湖北武漢人，教授，博士，研究方向：數據挖掘、自然語言處理、物聯網技術。