人工智能背景下信息與計算科學專業(yè)新工科教學改革實踐研究＊

何家莉，胡小麗，王 琳

（玉林師范學院數(shù)學與統(tǒng)計學院，廣西 玉林 537000）

隨著中國經(jīng)濟與信息技術的發(fā)展，黨中央將人工智能技術發(fā)展放在了國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要地位之中，并提出農業(yè)智能化、醫(yī)療智能化、家居智能化的人工智能研發(fā)方向，以求推動人工智能技術對人民生產(chǎn)生活的改變，為提高人民生活品質提供信息技術保障。

從人工智能的核心技術來看，其中包含了語音技術、大數(shù)據(jù)技術、云計算技術等多個技術領域，給人工智能技術專業(yè)人才培養(yǎng)帶來了極大的挑戰(zhàn)，因此，高校信息與計算科學專業(yè)要充分發(fā)揮出其專業(yè)技術，在教學過程之中，不斷融入最新人工智能技術，改革創(chuàng)新傳統(tǒng)教學手段與方法，整合信息與計算科學專業(yè)核心技術，帶動人工智能技術的發(fā)展。為培養(yǎng)專業(yè)的人工智能技術型人才而制定科學的教學方案，優(yōu)化相關課程設置，在突出課程專業(yè)程度基礎上，不斷培養(yǎng)出適合人工智能時代發(fā)展的綜合型人才，將是未來高校信息與計算科學專業(yè)改革發(fā)展的根本方向[1]。

1 當前信息與計算科學專業(yè)所面臨的困境

中國信息與計算科學專業(yè)自1998 年教育部設立以來，經(jīng)過20 多年的發(fā)展，中國已有470 多所高校開設了此類專業(yè)，為國家信息技術發(fā)展培養(yǎng)了大量專業(yè)人才。然而，隨著人工智能時代的到來，傳統(tǒng)信息與計算科學專業(yè)教學設置已然不適用當前時代的發(fā)展，因此，創(chuàng)新改革信息與計算科學專業(yè)，探究出人工智能時代下信息與計算科學專業(yè)教學改革路徑，就必須充足了解當前信息與計算科學專業(yè)所面臨的困境。

1.1 人才培養(yǎng)方向模糊

信息與計算科學專業(yè)涉及多個學科，在教學過程中，某些院校并不能抓住時代需求重點，而是針對信息與計算科學專業(yè)基礎知識進行全面教學，因而從教學成果來說學生雖然懂得了相關專業(yè)的全部知識，但是很難在某些方面有突出成就。而有的院校對信息與計算科學專業(yè)的認識還存在一定的偏差，認為其是計算機專業(yè)的分支，對學生信息與計算科學專業(yè)培養(yǎng)的程度不高。而高校這樣模糊的人才培養(yǎng)方向，導致信息與計算科學專業(yè)培養(yǎng)的人才與國家要求的人才存在一定的偏差。

1.2 教學內容與實際需求存在偏差

由于許多院校并沒有了解信息與計算專業(yè)的社會需求，籠統(tǒng)地對學生進行專業(yè)培養(yǎng)，讓學生在學習過程中很難把握教學的重點，從而認為學校學習的知識“不實用”。而信息與計算科學專業(yè)學生的計算機能力與專業(yè)計算機學生有一定的差距，而在數(shù)學基礎方面也與數(shù)學專業(yè)的學生有差距，導致學生畢業(yè)之后專業(yè)能力有點“四不像”，很難從事相關行業(yè)，導致信息與計算科學專業(yè)人才流失。

1.3 課程設置不合理

當前，中國高校信息與計算科學專業(yè)課程設置主要分為通識教育課程、專業(yè)教育課程、拓展教育課程以及實踐教學課程四個方面，這其中不僅包含了大學公共基礎知識以及國家法律形勢，還有相關的專業(yè)實踐、拓展知識。人工智能時代不僅對學生的專業(yè)訴求較高，更主要的是要求學生擁有堅實的數(shù)學知識基礎，但從當前大學生課程設置可看出，設置的高數(shù)課程教學較少，并不能很好地提高學生專業(yè)能力[2]。而專業(yè)拓展課程的設置也相對較少，學生對知識的延伸有限，對知識的把握及應用存在一定局限性。

1.4 教師隊伍素質有限

當前，中國高校將信息與計算科學專業(yè)歸于數(shù)學系中，其專業(yè)教師大部分都是從事數(shù)學教學，雖然能充分夯實學生的數(shù)學知識基礎，但是在計算機科學及其他學科的專業(yè)知識方面有所欠缺，在將知識應用到專業(yè)領域的時候會存在一定的困難[3]。比如，在專業(yè)課程教學中，由于教師不能很好地傳授學生如何將計算機科學知識與專業(yè)知識應用在具體案例中，學生在面對相關產(chǎn)品時，雖然能了解到產(chǎn)品的研發(fā)過程以及成效，但是在具體實施方面卻不知道從什么方面下手。特別是人工智能時代對圖像處理技術、模式識別技術以及路徑優(yōu)化等方面有著較高的要求，要在機器人與無人機等智能產(chǎn)品中應用各種技術，需要提高學生應用技術的能力。

2 人工智能背景下信息與計算科學專業(yè)新工科教學改革措施

2.1 精準定位人才培養(yǎng)目標

數(shù)學知識與計算機技術是人工智能技術發(fā)展的核心。當前，隨著國家對于高校數(shù)學以及計算機算法教育的投入，數(shù)學知識與計算機技術應當成為信息與計算科學專業(yè)的重點。因此，高校在改革創(chuàng)新信息與計算科學專業(yè)新工科教學的時候，應當精準定位人才培養(yǎng)目標，不斷夯實學生的數(shù)學知識基礎，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，熟練計算機算法，從而提高學生應用數(shù)學知識和計算機算法解決人工智能技術領域中實際問題的能力[4]。

2.2 優(yōu)化人才培養(yǎng)方案

高校要依據(jù)信息與計算科學專業(yè)特點與社會需求來定位人才培養(yǎng)方向，以“高等數(shù)學”和“計算機算法”學習為根本教學目標，優(yōu)化人工智能背景下人才培養(yǎng)方案。但是這些課程都需要學生進行長期積累[5]。因此，高校可以將原本四年制的學習制度改為五年制，讓學生能有充足的時間去學習與夯實課程基礎知識。在具體學習過程中，可以在第三學年將課程重點集中在“計算機算法”以及“高等數(shù)學”中，而在第四、五年可以進行知識拓展及實踐教學，以此來提高學生的基礎能力。

2.3 創(chuàng)新改革課程設置

根據(jù)中國提出的人工智能發(fā)展報告的相關要求，以人工智能技術的支撐知識體系結構來完善課程設置，具體的知識體系如圖1 所示。高校要依據(jù)這類知識結構來設置相關課程，促進學生知識體系與人工智能技術發(fā)展相關聯(lián)。

圖1 人工智能技術知識體系結構圖

2.4 提高教師隊伍專業(yè)素質

高校要培養(yǎng)專業(yè)人工智能復合型人才，需要不斷提高教師隊伍的專業(yè)素養(yǎng)，使教學隊伍具備專業(yè)、綜合的教學能力。在人工智能時代背景下，提高教學隊伍專業(yè)能力與素養(yǎng)，首先，高校可以組織教師外出學習，可以去海外優(yōu)秀高校或研究機構進修，也可以讓教師去國內優(yōu)秀院校學習，不斷提高教師隊伍的理論知識水平，同時高校還可以組織教師參與到人工智能國際會議中，可以邀請國內外人工智能優(yōu)秀專家進行專業(yè)技術講解，以此來擴寬教學隊伍的視野；其次，要不斷吸納專業(yè)的人工智能專業(yè)人才參與到高校人工智能技術人才培養(yǎng)隊伍之中，提高高校教學隊伍質量；最后，要依據(jù)時代的發(fā)展，不斷改革創(chuàng)新教學硬件設施，如購置專業(yè)設備、人工智能設備、AI 技術等，讓學生能充分了解當前人工智能技術的發(fā)展情況。

3 結束語

在人工智能時代背景下，信息與計算科學專業(yè)充滿了機遇與挑戰(zhàn)，高校需要不斷依據(jù)時代發(fā)展和社會需求創(chuàng)新改革傳統(tǒng)信息與計算科學專業(yè)教育體系，為國家培養(yǎng)適用型專業(yè)人才。

本文針對當前高校信息與計算科學專業(yè)教學存在的問題提出相應的改革措施，如定位人才培養(yǎng)目標，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，創(chuàng)新課程設置，提高教師隊伍專業(yè)素質，希望能為人工智能時代下信息與計算科學專業(yè)新工科教學改革提供一定的參考價值。同時，也希望能與大家進行探討，不斷促進中國智能化發(fā)展。