高職院校人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)建設(shè)存在的問題及思索

申涵

【摘要】? ? 高職院校人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)的定位以及如何能夠培養(yǎng)滿足人工智能時代市場對人才的需求、拓寬學(xué)生的就業(yè)方向，是專業(yè)建設(shè)與發(fā)展必須解決的問題。本文從人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)意義出發(fā)，深入分析專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀及存在的問題，提出分層次教學(xué)、優(yōu)化課程體系、深化校企合作及教學(xué)資源庫建設(shè)等方面見解與思路。

【關(guān)鍵詞】? ? 人工智能? ? 人才培養(yǎng)? ? 課程體系? ? 校企合作

引言：

隨著“云物大智”時代的到來，云計算、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展，人工智能正引發(fā)可產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的科學(xué)突破、催生一批顛覆性技術(shù)，加速培育經(jīng)濟發(fā)展新動能、塑造新型產(chǎn)業(yè)體系，引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革[1]。2019年，教育部將人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)列入到《〈普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育（專科）專業(yè)目錄〉2019 年增補專業(yè)》，從而有助于更系統(tǒng)、更完整、多層次地培養(yǎng)人工智能專業(yè)人才。

一、專業(yè)人才培養(yǎng)的背景及意義

AlphaGo是第一個擊敗人類、戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍的人工智能機器人，由谷歌（Google）旗下DeepMind公司戴密斯·哈薩比斯領(lǐng)銜的團(tuán)隊開發(fā)，其運用的主要工作原理就是“深度學(xué)習(xí)”。它象征著計算機技術(shù)已進(jìn)入人工智能的新信息技術(shù)時代（新IT時代）。隨著無人駕駛、人臉識別、機器翻譯、智能客服機器人等人工智能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用落地，相關(guān)專業(yè)市場各層次人才需求顯著提升，而如何優(yōu)化高職人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系建設(shè)，從而使人才培養(yǎng)能夠滿足市場需求、拓寬學(xué)生就業(yè)方向、提高學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展水平，是專業(yè)建設(shè)與發(fā)展過程中亟待解決的問題。

二、專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀及問題

人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)在于培養(yǎng)具備智能軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)服務(wù)、智能系統(tǒng)運維和人工智能產(chǎn)品咨詢等專門技能和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，熟練掌握機器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、深度學(xué)學(xué)習(xí)框架、智能軟件開發(fā)技術(shù)、系統(tǒng)運維技術(shù)等綜合職業(yè)技能，能適應(yīng)建設(shè)、生產(chǎn)、服務(wù)、管理等方面需要的可持續(xù)發(fā)展的高素質(zhì)技術(shù)人才。就目前設(shè)置人工智能專業(yè)大多數(shù)高職院校來看，專業(yè)建設(shè)過程中還存在著一些問題有待解決。

2.1就業(yè)前景

我國人工智能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各類企業(yè)對人工智能專業(yè)人才需求越來越大。但人工智能相關(guān)企業(yè)對人才的綜合性需求較強，希望員工能兼具人工智能技術(shù)、思維及產(chǎn)品的集成能力。單就目前市場上招聘來看（就河南省）人工智能專業(yè)相關(guān)崗位還不成熟，招聘更偏向于高層次的工程人才，如：視覺算法工程師、機器學(xué)習(xí)工程師、高級NLP算法工程師、深度算法工程師等。針對高職層次需求比較少[2]。

2.2課程設(shè)置

人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，但研究領(lǐng)域卻不僅僅涉及到計算機科學(xué)，還涉及到腦科學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、邏輯學(xué)、認(rèn)知（思維）科學(xué)、行為科學(xué)以及信息論、控制論和系統(tǒng)論等眾多學(xué)科領(lǐng)域。人工智能在應(yīng)用技術(shù)層面又可劃分為計算機視覺、機器學(xué)習(xí)、自然語言處理和機器人四塊[3]。高職院校學(xué)生在校時間較短，課程設(shè)置如果考慮到學(xué)科交叉以及技術(shù)應(yīng)用多層面，就會壓縮專業(yè)課授課時間，降低教學(xué)質(zhì)量;而舍棄部分課程，缺少必要理論支撐，學(xué)生的思維拓展就會受到影響，就不能全面深刻地理解專業(yè)內(nèi)涵以及應(yīng)用場景。

另外，大部分的高職院校都沒有完善的課程體系，甚至同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，更多采用的是機器學(xué)習(xí)課程外加“智能機器人”的課程體系。有些在專業(yè)課程體系中加入了深度學(xué)習(xí)的理論知識，但是在課程設(shè)置中卻雜亂分散，甚至部分的核心課程（例如當(dāng)下常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識）被拆分為輔修課程。

2.3技術(shù)框架

深度學(xué)習(xí)帶動人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，已經(jīng)在語音處理、圖像處理等領(lǐng)域取得突破。深度學(xué)習(xí)全稱為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)上是多層次的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。機器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性算法已經(jīng)較為成熟，各大廠商紛紛發(fā)力建設(shè)算法模型工具庫，并將其封裝為軟件架包，以開源的方式提供開發(fā)者使用。

目前，市面上主流的深度學(xué)習(xí)開發(fā)框架有：谷歌開源TensorFlow計算框架，很好地支持深度學(xué)習(xí)的各種算法，可以支持多種計算平臺，系統(tǒng)穩(wěn)定性較高;Facebook發(fā)布的機器學(xué)習(xí)計算框架Pytorch，其特點是特別靈活;對于國產(chǎn)的華為MindSpore是一個全場景AI計算框架，它的特性是可以顯著減少訓(xùn)練時間和成本，以及百度Paddle深度學(xué)習(xí)框架等。深度學(xué)習(xí)框架對底層AI計算芯片的需求也是各有不同，在深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練環(huán)節(jié)，除了使用 CPU 或 GPU 進(jìn)行運算外，還有國產(chǎn)華為MindSpore支持的昇騰芯片等。面對AI框架百花齊放以及各種底層芯片的相應(yīng)支持，各高職院校就要綜合考慮學(xué)生學(xué)習(xí)接受程度、就業(yè)市場的普及率以及硬件的支持等多方面對AI技術(shù)框架做出選擇。

2.4 教材體系

新興領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展可謂日新月異，對于人工智能新專業(yè)建設(shè)，當(dāng)前各高校都在探索之中。就目前來看，缺乏統(tǒng)一的教材，教材體系結(jié)構(gòu)不完善、層次不均、實踐內(nèi)容嚴(yán)重不足等是人工智能等新專業(yè)建設(shè)存在的問題之一。

1.針對高職人工智能核心專業(yè)教材五花八門。直接拿本科教材，由任課教師根據(jù)學(xué)生水平增減內(nèi)容，系統(tǒng)性的傳授基礎(chǔ)理論知識，只注重內(nèi)容上的增減變化，沒有從實際的應(yīng)用技能來教學(xué);許多出版社在高職教材的開發(fā)與編寫中，對專業(yè)教材的研究與編寫力不從心，通常是東抄西湊。2.各門課程教材缺乏溝通銜接。例如，有些專業(yè)核心課程機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)采集處理分析中教材中都會使用大量篇幅講解Python基礎(chǔ)知識、Numpy數(shù)值計算、pandas數(shù)據(jù)處理以及Matplotlib數(shù)據(jù)繪圖等知識，一方面導(dǎo)致由于知識內(nèi)容重復(fù)講述，造成時間上的浪費，另一方面專業(yè)教師因各自理解的角度與層次不同，產(chǎn)生表述上的不一致，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。3.教材內(nèi)容與“1+X”職業(yè)技能等級證書缺乏有效銜接。“1+X”職業(yè)技能等級證書是高職教育的特色所在，不僅要求學(xué)生獲得學(xué)歷證書，而且還要取得相應(yīng)的職業(yè)技能等級證書。即要求高職學(xué)生具有必備專業(yè)知識的基礎(chǔ)，還要求重點掌握從事人工智能專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H工作基本技能。目前，高職人工智能專業(yè)教材的編寫與頒發(fā)的職業(yè)技能等級證書或技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)缺乏有效銜接，所僅有“1+X”智能系統(tǒng)開發(fā)也只是在華為鯤鵬體系下，技術(shù)層面上缺少普遍性、適用性。

2.5師資隊伍

人工智能已成為計算機技術(shù)發(fā)展的高級階段，會深層次促進(jìn)教育教學(xué)改革與創(chuàng)新發(fā)展，從而給教師專業(yè)發(fā)展帶來極大挑戰(zhàn)。高職院校人工智能專業(yè)師資團(tuán)隊組建也是人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)建設(shè)的核心問題之一。人工智能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用對技能人才的知識、技能和能力均提出了新的要求，學(xué)生習(xí)得一杯水的知識，教師則需要具備至少一桶水的知識儲備。教學(xué)過程還要對人工智能技術(shù)在各個行業(yè)應(yīng)用中的典型案例給予剖析，才能使學(xué)生領(lǐng)會人工智能技術(shù)應(yīng)用的方向和意義，而高職院校教師目前正是卻少實踐經(jīng)驗[5]。

三、專業(yè)建設(shè)思索

針對以上人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀及存在的問題，本人做了如下思考：

3.1分層次教學(xué)

以市場需求為導(dǎo)向，以學(xué)科競賽為抓手，從兩個維度做好分層次教學(xué)及課程體系規(guī)劃。普通班學(xué)生專業(yè)核心課設(shè)置為Web前端技術(shù)基礎(chǔ)、Python數(shù)據(jù)采集與處理、機器學(xué)習(xí)實戰(zhàn)、智能系統(tǒng)開發(fā)及運維、軟件系統(tǒng)測試技術(shù);高級班，則在原有基礎(chǔ)上適當(dāng)開設(shè)人工智能應(yīng)用方向課程，比如計算機視覺技術(shù)（以O(shè)penCV圖像處理為主）、自然語言處理技術(shù)等。

3.2深化校企合作

堅持“互惠互利，合作共贏”原則，與行業(yè)企業(yè)深度合作，注重發(fā)揮校企合作的雙向功能。教學(xué)實踐上，合作建設(shè)實訓(xùn)中心，邀請行業(yè)專家指導(dǎo)技能大賽、創(chuàng)業(yè)大賽等實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生參與實踐的積極性;實現(xiàn)專業(yè)課教師和企業(yè)技術(shù)人員雙向交流、互通互用，探索專兼結(jié)合師資隊伍建設(shè)機制;邀請企業(yè)專家、教育專家，建立院校層面的專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會。在校外實踐上，要探索如何與企業(yè)共建實習(xí)實訓(xùn)基地，合作組建產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體;了解企業(yè)需求，大力開展“工學(xué)交替”、“跟崗實習(xí)”、“頂崗實習(xí)”、“訂單培養(yǎng)”。

3.3教學(xué)資源庫建設(shè)

人工智能教學(xué)資源庫建設(shè)能夠帶動專業(yè)群教學(xué)資源開發(fā)，推動專業(yè)教學(xué)改革，有效引領(lǐng)高職院校人工智能專業(yè)建設(shè)，為專業(yè)教師提供教學(xué)資源，提升其課程及資源開發(fā)能力。建設(shè)內(nèi)容可以從以下多方面進(jìn)行考慮：1.專業(yè)資源：根據(jù)人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才需求調(diào)研結(jié)果，對職業(yè)教育專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、人才培養(yǎng)方案等進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。參考崗位需求，聯(lián)合合作企業(yè)，開發(fā)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，注重融入1+x智能計算平臺應(yīng)用開發(fā)技能證書考試內(nèi)容。2.課程資源：網(wǎng)絡(luò)在線課程，微課（理論）、演示操作視頻、動畫演示視頻、教學(xué)電子課件、立體化教材、習(xí)題庫、試卷庫、思政案例資源庫等;對接1+x證書培訓(xùn)課程，1+x證書培訓(xùn)培訓(xùn)授課視頻、培訓(xùn)電子課件、上機測試案例庫、模擬題庫、模擬考試試卷庫;知識資源庫，CNKI中國知網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫、移動圖書館、超星電子書、博看電子期刊、百度文庫等各類國內(nèi)優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫資源。3.實訓(xùn)平臺：人工智能實訓(xùn)平臺可支撐人工智能專業(yè)相關(guān)課程的實驗教學(xué)，是“AI+X”人才培養(yǎng)的關(guān)鍵載體。人工智能實驗平臺，平臺滿足管理端、教師端和學(xué)生端的統(tǒng)一入口，管理端可對平臺內(nèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、教學(xué)課程與實驗資源進(jìn)行集中管理;人工智能實驗資源，人工智能實驗資源需支撐人工智能教學(xué)相關(guān)的課程設(shè)計與配套實驗;人工智能核心能力平臺，包括圖像識別、語音轉(zhuǎn)寫、語義解析、語音合成等。4.教師團(tuán)隊：“雙師型”師資隊伍，構(gòu)建校企合作的教師培養(yǎng)平臺，為校企合作做對接，鼓勵校企雙方共同參與專業(yè)建設(shè)。制定教師到企業(yè)掛職鍛煉等方式進(jìn)行校內(nèi)外培訓(xùn)考核方案，聘任一些有著深厚學(xué)術(shù)背景的專業(yè)技術(shù)人員在校內(nèi)開展實踐課程教學(xué)工作。“科研型”師資隊伍，鼓勵教師積極投身于人工智能方面科學(xué)研究，探索建立和形成推動“科研型”師資隊伍建設(shè)需要的師資考核激勵機制以及完善自身發(fā)展的用人和激勵制度，調(diào)動教師的積極性。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]教育部.《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》[EB/OL].[2018-04-03] http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s7062/201804/t20180410_332722.html.

[2]黃翀鵬，胡麗丹，史熒中.高職人工智能類專業(yè)人才需求調(diào)研[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2020（09）：170-171.

[3]劉永，胡欽曉.論人工智能教育的未來發(fā)展：基于學(xué)科建設(shè)的視角[J]. 中國電化教育，2020（2）：37-42.

[4]周惠巍，林曉惠.新工科建設(shè)中人工智能課程教學(xué)模式探究 [J].計算機教育 2019[11]：45-48.

[5]方兵，胡仁東.我國高校人工智能學(xué)院：現(xiàn)狀、問題及發(fā)展方向[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育，2019（3）：90-96.