淺談人工智能下過程裝備與控制工程專業教育發展前景思考

李 果 朱大勝 支有冉 王云龍 張 烽

（南京工程學院機械工程學院 江蘇·南京 211167）

0 引言

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）一詞提出時間較早，在1956年Dartmouth會上首次出現。自2016年阿爾法狗與人對弈勝出后大勢發展，向各個領域的發展引起人們的關注。人工智能技術作用于教育事業也成為了專家們的聚焦點。

對于一般本科高校，目前教授方式大部分還是以傳統課堂教授為主，但是為了促進學生學習、提高學生學習效率、增大學生學習主觀能動性。教師們授課之余，極力對教學方法進行研究，提出革新措施，如“翻轉課堂”強化學生主觀能動性的發揮；“網絡精品課程建設”倡導學生自主學習；提高學習時間、空間的靈活性；為學生跨學科學習給予了便捷途徑，等等。但是教師的工作量還是較為繁重的、督促學生學習、批改作業、回答問題、考試等。如何更合理、高效利用人工智能的便捷，提高專業教育的效率是未來改革和發展的方向。人工智能技術應用于高校教育，對過程裝備與控制工作專業未來教育發展如何？

1 人工智能發展對專業教育變化與改革方向

1.1 教師職責的轉型

人工智能引入高校教育，可以發揮其大數據處理的優勢，可以高效傳播知識、擴大課程開放程度。代替教師批量處理傳統基礎知識的教授，作業的批改、解答，考勤考試等項目。學習者可以隨時隨地獲取需要的知識及優質課程。人工智能強大的數據處理信息能力，個別教師是無力能及的，教師傳授知識的智能被弱化。但目前大量是微課制作、網絡資源的發展不僅沒有減輕負擔，反而因考核學習過程、評價學習結果多樣性而加大了工作量。人工智能的發展，對過程裝備與控制工程專業教師來講，積極尋求將教師從這種重復性高、創新含量低的勞動中解放出來的方式方法。組建教學教改團隊，充分利用優質網絡資源、人工智能強大數據處理能力。重點放在與人工智能相契合的人才培養方案及目標定位、課程內容組織、學生學習過程優化智能管理等方面，從大局上把握學生的學生過程與發展方向。另一方面，由于人工智能系統的信息量龐大紛雜，對于學習者特別是剛進入大學校門的學生在短時間內很難高效鑒別、選擇適合自己的課程學習體系，此時需要專業教師的引導，幫助其最快構建出適合自己的專業課程體系。

1.2 學生學習理念的轉變

人工智能時代，大量具有創造性和獨特性的學科專業種類越來越多，而代表了低水平的學科專業將被淘汰。人工智能引入高校教育，學生面對知識的海洋，學生以獲得知識為主的學習過程也面臨改革。在學校獲取知識、學習時間是有限的。作為一名本科生，基礎專業的知識學習是必要的，但是大學四年并不能將所有知識囊括其中。所以大學的學習對象、方法也是學生時代的一個轉折。如何學會學習才是更應該掌握的。人工智能時代，過程裝備與控制工程專業學生，踏入大學校門，學習理念應有所轉變，一是轉被動學習為主動學習。在老師指導下，以興趣或目標為導向、結合自己專長，學習構建適合自己的課程體系；二是轉純理論學習思維為工程思維。新生入學，不急于立即進入基礎理論學習的狀態，工程實踐課程應給予適當的安排，讓學生認識工程實踐過程及所涉及的學科知識，切實明白大學培養的目標及四年后就業的方向。可以很好避免學生學習的盲目性，增加學生學習相關科目的積極性、主動性與高效性。這樣一個過程，同時也是學生自我定位、自我人格的成長和完善。

1.3 專業課程發展

針對過程裝備與控制工程專業，高等數學、大學物理、材料力學等基礎學科與機械類其他專業相同，專業基礎課如化工原理、普通化學又與化工類專業相同；過程流體機械又與流體專業相同。因此，在人工智能教育背景下，將課程整合到同一個數據庫，降低建課、上課重復性。教師需根據大量深入研究，搭建組織科學、合理的專業培養課程體系，在一定程度上給予學生個性化發展的需求。學生可根據自身優勢、興趣、目標自由選擇。

近年我院領導多次提倡“項目化教學”“教學項目化”。新時代新工科要求培養創新創業型人才。結合教育目標，基于人工智能，課程體系的建立也可按照課題要求進行組織安排。學生從感興趣課題入手選修相關課程、目標明確，既可高效學習專業知識，又可在課題基礎上啟發自己的創新思維，提高學生創造力。甚至學生還可以將課題深入，或跨學科發展，本科與研究生學生的延續性，大大增強學生的專業性、經驗性。學生選擇學習課程體現了學生的自主性，同時，以項目為導向，學生學習的精準度提高，效率提高。避免了大家同時學習相同的課程，課程對學生的有用性高低不等的尷尬性。提高學生學習時間的有效利用。

另外，課程體系在優化組織專業課程的同時，還應該考慮到人文了課程的設置。美國東北大學校長約瑟夫·奧恩認為在人工智能時代，高等教育培養的人才必須具備一定的人文素養、具備一定批判性思維和文化敏捷性，以彰顯人的特性。人工智能的發展需要科學科技的力量，也需要文化文明的力量。人工智能時代，高等教育的研究更需堅持人文路線；學科發展的核心要素是人，人的創新精神和創造能力比單純的知識積累與技能學習更為重要。國外個別學校已經在調整學科專業招生規模時，更多傾注了人文社科的培養，甚至啟動了文科與技術的雙學位建設。國內較少。人文類知識的熏陶可以提高學生的道德情操文化底蘊、使得學生內心精神充實，信念充沛，可以智慧的看待自己的發展方向，更好的推動社會發展。

傳統教育過程中，教師在課堂將知識和技能傳授給學生的同時，教師自己的人格魅力、行為習慣、道德素養、人文精神等也潛移默化給學生。師生情感上是交互性也是傳統教學活動的基本特征之一。知識和技能的傳授由人工智能代勞。大學生所處的年紀正是三觀建立、穩定的黃金階段，獨特的價值觀、正確的道理倫理觀、良好的文化素養等是人工智能教育下重點考慮的問題。

過程裝備與控制專業學習常見的游戲人生、盲目轉專業等現象就是因為學生沒有自己獨立的智慧見解，沒有確定的目標和個人發展方向，對未來產生諸多困惑，缺乏人生信念。學生除了知識和技能外，智慧無比重要。而智慧是基于多方面的積累、融合。如一定的文化底蘊、正確的價值觀、道德觀、哲學思想等。學生不是沒有智慧，而是智慧需要啟發。因此，人文課程設立尤為重要。教師如何將文化傳承給學生成為重中之重。專業培養目標致力于培養學生創新、終身學習的能力，也要更好幫助學生增長智慧、激發創新思維；培養出“富有工程意識、實踐能力和創新能力，具備及熟悉專業基礎知識、較強執業能力、且具有良好職業道德和綜合文化素質的綜合應用型人才”。

2 結論

本文以所在過程裝備與控制工程專業的教育現狀為基礎，結合人工智能技術的特點，對人工智能背景下過程裝備與控制工程專業教育發展前景進行了研究。認為人工智能發發展，促進了跨學科、跨領域知識的交叉融合，便于節約教師重復性教授勞動，更有助于學生學習主觀能動性的發揮，自我學習能力的發展，創新型思維和創造力的培養。對教師的轉型方向、學生思維的轉換及課程體系的改革方向提出了一點建議。希望后續在此基礎上，對細節進一步完善，為未來人工智能教育的應用奠定基礎。