智能時代的信息類復合型應用本科人才培養模式改革研究

于長青 郭建新 姚全珠 朱參世 鄧勤利

摘要：隨著“云計算、大數據、物聯網、移動通信、人工智能”等技術的不斷發展，社會對人才的需求與高校人才培養之間出現了明顯的不匹配。為了有效解決高校教育培養符合國家戰略要求的信息類復合型人才，本文以西京學院信息工程學院為例，分析了信息類人才培養模式存在問題，然后提出了信息類人才培養模式改革方案，為信息類復合型應用人才培養提供現實依據;形成信息大類統一架構下的“云大物移智”人才培養改革優化方案。

關鍵詞：智能時代;信息類;人才培養

引言

“云計算、大數據、物聯網、移動通信、人工智能”（以下簡稱：云大物移智）等新技術的涌現，標志著人類社會正步入智能時代。隨著上述技術在社會生產、分配、交換、消費等經濟活動環節的影響日益加大，將在各個領域形成智能化的新需求、新產品、新業態，這勢必會改變人類的生活方式甚至社會結構。目前，世界各主要發達國家都將人工智能作為國家發展戰略，加快推動產業布局，以期在新一輪國際競爭中取得主動。

智能時代的發展之爭，歸根結底是人才之爭。在我國，人工智能的社會需求和專業人才培養之間出現了明顯的不匹配。一方面，人工智能技術和產業發展迅速，不斷涌現出數目眾多的科技創新公司和項目，市場需求大;另一方面，由于人工智能涉及到多個專業領域，需要復合型的人才支撐，而滿足要求的復合型人才培養卻相對滯后，能夠直接從事人工智能技術開發、系統集成、項目管理、市場服務的人才極度缺乏，優秀的工程師，市面上很難招到。2016年，我國人工智能產業規模增長率為43.3%，規模達到了100.60億元;2017年增長率提高至51.2%，產業規模達到152.10億元;2019年增長至344.30億元，即使這樣，10個人工智能崗位空缺9人，供需比例僅為1：10。人工智能人才缺失的根本原因除人工智能發展迅猛，速度出人意料之外，更為重要的原因在于高校相關學科重視不夠、人工智能專業人才培養體系不完善，尤其是作為產業中堅力量的本科人才培養能力不足。為適應智能時代的要求，如何在高校教育培養符合國家戰略要求的信息類復合型人才，是許多高校亟需思考與探索的一個極具挑戰性的問題。

1信息類人才培養模式存在問題

（1）信息類相關專業跟蹤新型信息類技術和產業發展較慢、人才培養定位不準

信息技術發展日新月異，新知識、新技術層出不窮，這就意味著信息類產業和技能需求時刻都在變化中。在國務院《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》中，明確指出新一代信息技術是十三五期間的五大主要發展產業之一，在實施的21項重大工程中，物聯網、互聯網、大數據、集成電路、人工智能等信息類重大工程占了7項。上述內容每一項都和新型信息技術相關，都迫切需要大量優秀的信息類專業人才。而目前信息類專業跟蹤技術前沿和產業需求不緊，人才培養定位滯后時代發展。如許多高校的電子信息工程和物聯網專業還在培養學生基于51單片機的嵌入式開發技能，而51單片機已經停產，企業也都不再使用，這種技能的培養何談與時代接軌？再如，我們都已步入4G時代，以5G為代表的萬物互聯時代正在發展部署，但我們還在教授學生掌握3G、甚至2G的知識;在RISC-V等處理器架構正在成為業界焦點，被各IT巨頭爭相研發的今天，我們還在傳授給學生x86架構的開發技能，甚至連當前市場主流移動計算的ARM架構還涉足不多，這種傳授對學生競爭力提升有何幫助？

（2）現有信息類專業頂層籌劃不足，專業建設缺乏溝通、合作和共贏，所培養人才知識領域不寬、能力單一

現有的信息類專業，要么是建設較早的成熟專業——電子信息工程和計算機科學與技術（以下簡稱：電信和計科），要么是適應時代發展而獲批的新增專業——物聯網、數據科學與大數據技術和人工智能（以下簡稱：物網、大數據和AI）。在進行專業建設時，受傳統觀念和模式影響，基本還是各建各的。雖然各學院在專業建設規劃中已經提出各專業統一布局、統籌建設的思路，但在推進專業建設方面力度還有待加強，存在著開新車、走老路的問題。導致各專業本科畢業生生的知識基礎和專業技能都難以立即滿足新型人工智能行業要求。比如：“電信”的畢業生只擅長硬件設計和開發，對移動終端軟件開發（如：微信公眾號、小程序和APP開發等）幾乎不會，也缺乏從體系上進行深入思考的習慣;“計科”的學生只會進行C++、java、Python語言程序設計和簡單的數據庫開發，但程序要處理的數據如何引接？處理的結果如何輸出？計算結果如何去控制相應的硬件？計算機處理如何和硬件電路板協同等等問題就不會了;“物網”學生還停留在傳感器基本原理和組網協議（Lora、NB-Iot、ZigBee等）的理論教學上，并沒有結合智能家居、質量溯源、智慧教育等多個物聯網應用場景，將各個傳感器、組網協議與底層的信息傳輸（“電信”專業知識）與上層的數據采集、分析控制（“計科”、“大數據”專業知識）整合起來等等。

（3）專業基礎課打通不深、共用不足，專業方向課需求不明、復合不夠

目前，信息類專業基礎課部分已經打通，但打通深度普遍不夠，出現了個別專業基礎課內容不一致、授課標準各異的問題。還有，目前各專業的方向課存在著照搬照用其他高校課程的現象，與學情不符，在內容上滯后于新涌現的新技術，在授課方法上比較陳舊，在技能培養上與信息類企業人才能力需求有很大差距。

（4）課堂教學與第二課堂銜接不緊、實踐活動與理論知識（技能）無關或相關度不高

現有的實踐教學和第二課堂活動等雖然豐富，但卻各自孤立，且指導老師參與程度過大，很多活動與專業知識關系不大，對復合型應用人才的綜合素質提升效果有限。

2信息類人才培養模式改革

本文以西京學院信息工程學院為例，根據社會發展對信息類復合型人才的需求，基于應用型本科院校，從培養方案、課程體系、課程內容、校企協同、第二課堂等人才培養各環節進行思考，研究如何以“人工智能”技術應用為牽引，實現信息工程學院5個信息類本科專業綜合優化建設的問題，并給出面向智能時代的復合型、應用型人才培養模式。

（1）智能時代信息類復合型人才能力需求分析

深入分析研究智能時代、特別是以人工智能應用為主要業務的行業對信息類人才的需求現狀及存在問題;掌握語音識別、圖像識別、自然語言處理、機器視覺、無人系統等領域對人才的能力要求，分析目前信息類本科畢業生在知識、技術和能力等方面的主要差距，形成總體現狀、專業設置及人才培養問題的調研報告。真正了解掌握國家人工智能行業對信息類人才的能力素養需求，為后續的專業建設優化和人才培養工作開展奠定基礎。

（2）信息類復合型應用人才培養方案頂層設計

“云大物移智”五個領域同屬信息大類，在內涵上既各具特色，又相互關聯，互為補充，在理論基礎、關鍵技術和實踐應用方面很難將它們分隔成一個個單一領域。但是，目前上述信息類專業在人才培養方案擬制時，大都各自為主，僅從自己專業的角度出發來確定培養目標、畢業要求、能力點分解，構建課程體系和實踐實訓環節，還停留在原來的以教師為中心、老師有多少水平就交給學生多少東西、學生所學內容到底有用沒用都得學的教育初級狀態;也沒有引入OBE教學理念，沒有深入思考學生取得的學習成果是什么？為什么要讓學生取得這樣的學習成果？如何有效地幫助學生取得這些學習成果？如何知道學生已經取得了這些學習成果？等實質性問題。導致各專業的畢業學生專業技能單一，缺乏系統性，競爭力較弱。

針對上述問題，我們深入分析了人工智能對本科畢業生專業能力和素養，依照工程教育專業認證標準和《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》研究信息大類框架下持續優化各專業的人才培養方案，研究信息類專業群的整體人才培養方案制定和優化。通過從頂層上對信息類專業群的各個專業進行設計。在彰顯學院5個專業優勢和特色的同時，明確信息類復合型應用本科人才培養目標;精心設計支撐人才培養目標的畢業要求并進行指標點分解;設置各專業課程體系和進度安排，并科學關聯畢業要求;加大集中實踐教學環節等。通過持續優化人才培養方案頂層設計，給出信息類復合型應用人才培養的綱領性指導文件。

（3）基于基礎課程打通的信息類課程體系優化設計

計算機類、電子信息類技術所基于的基礎知識和基本規律具有非常高的統一性，因此，在信息類課程體系構建時可以基于這一特點，研究通識教育類課程和專業基礎類課程設置和授課內容上的統一實施問題。以集中優勢師資及教學資源，打通基礎課程，避免各個專業各自開設相同或相近課程，導致標準不高、資源浪費、知識關聯性不強等突出問題。

對于通識教育類課程，需要考慮信息類行業技術迭代更新較傳統行業更加迅速、信息類復合型人才綜合素質要求相對較高等客觀實際，研究論證《大學生創新思維訓練》、《大學生創業基礎》、《企業創業案例》、《IT項目管理》等創新創業類和管理類課程的增設問題;對于專業基礎課，研究打通或部分打通“物網”、“大數據”、“電信”、“計科”等專業的基礎課，構建根基一致、側重清晰的專業基礎課群，便于老師在課程建設過程上團隊作戰、集中力量、打造精品課程。另外，也便于不同專業的老師之間借助基礎課群建設熟悉彼此專業特點，掌握專業知識間的聯系，從而夯實學生的專業基礎。

（4）面向產業需求，聯合人工智能企業的專業方向課程共建

課程設置要緊密結合地方產業，突出專業特色，并具有前瞻性。研究了專業方向課的實用性和接地氣問題，充分論證聯合人工智能相關企業共建課程的各自優勢和共贏點，思考學校老師、企業工程師在課程內容方面的聯合設計問題和途徑。人工智能企業（如百度、阿里巴巴、騰訊、科大訊飛、華為等）指導市場需求，精準把握技術發展趨勢，但不具備完善的人才教育和培訓資源;高校人才資源豐富，但缺乏對知識技術的敏感性和應用性，二者有機結合，共同建設專業方向類課程，探索建立多維度的校企合作模式，才能更好地發揮學校與企業、科研單位等多種不同教學環境和教學資源的各自優勢，實現產、學、研、用為一體的課程建設目標。

（5）強化第二課堂育人功能，培養校企緊密對接的信息類復合人才

第二課堂是人才培養的重要基地。在培養面向智能時代的信息類復合型應用人才過程中，研究探索第二課堂的開展內容、開展方式、考核方法以及學分置換等問題，形成“產教融合、校企合作”的開放式辦學模式，優化和完善體現人工智能特點和行業特色的“實訓+競賽”實踐教學體系。通過豐富多彩的第二課堂活動讓學生寓教于學、寓教于練、寓教于賽、寓教于樂，在競賽，科研、講座和創新創業項目訓練等活動中掌握知識、獲取技能、培養能力。

3.結語

通過以上改革研究，掌握我國人工智能產業布局、發展趨勢和人才需求現狀及問題，為信息類復合型應用人才培養提供現實依據;形成信息大類統一架構下的“云大物移智”人才培養方案優化建議，持續優化“物網”、“計科”、“電信”和“大數據”人才培養方案，制定面向復合型、應用型的“人工智能”專業人才培養方案;給出課程體系優化設計思路，實現多專業共用的專業基礎課打通方案，形成上述5個專業交叉、跨界、連續和耦合的專業方向課程列表，結合各專業對應的業界知名企業，給出校企聯合共建課程的思路和模式;探索給出一套促進復合型應用本科人才培養的實踐教學新路徑，研究多種形式實踐活動與課程教學的結合方式和遞進關系。

參考文獻：

[1]陳殷寧.新時代背景下應用型民辦本科院校人才培養模式創新研究[J].黑龍江教師發展學院學報，2020，39（11）：13-15.

[2]張夢濤，任麗鑫.智能化時代應用型本科人才培養模式改革研究[J].內蒙古財經大學學報，2018，16（06）：80-84.

[3]沈建勇.轉型期民辦本科院校人才培養模式改革研究——以三亞學院為例[J].黃河科技大學學報，2015，17（02）：18-21.

[4]魯先長.建設有特色民辦本科高校的認識和思考——以安徽三聯學院為例[J].合肥師范學院學報，2019，37（02）：105-108.

[5]姚琳.應用型本科院校人才培養模式改革現狀與展望——以許昌學院為例[J].大學教育，2020（11）：169-171.

[6]金萍，時中榮，徐華麗.地方應用型本科高校信息類創新人才培養模式改革與探索[J].計算機時代，2019（01）：86-89.

[7]靳曉光.民辦應用型本科高校人才培養模式存在的問題及改革路徑——以德國應用型本科人才培養為鑒[J].浙江樹人大學學報（人文社會科學），2018，18（05）：17-21.

[8]林愿，周細鳳.基于協同創新的電子信息類專業應用型本科人才培養模式改革研究[J].科教導刊（上旬刊），2016（10）：55-56.

基金項目：西京學院教學改革項目面向智能時代的信息類復合型應用本科人才培養模式改革（JGGH1902）。

作者簡介：于長青（1972-），男，陜西渭南人，高級工程師，碩士，CCF會員，主要研究方向智能計算、大數據、生物信息學。

（西京學院 信息工程學院?陜西西安?710123）