產教融合背景下計算機視覺課程教學改革探析

楊靜 劉燊

摘要：本文立足于產教融合，針對當前本科院校計算機視覺課程教學進行了初步改革探析，根據人才培養的需求，計算機視覺課程越來越多地成為高等院校相關學科的必修課之一，高質量的教材，豐富的教學經驗，以及如何在時代背景下進行產教融合，為此本文進行了一系列探析。

關鍵詞：產教融合;計算機視覺;人工智能

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）10-0176-02

1 引言

2019年10月10日，國家發改委聯合教育部等六部委出臺了《國家產教融合建設試點實施方案》。產教融合是一種特殊的辦學模式，它是產業和教育的深度合作，也是經濟轉型對人才轉型的要求，產教融合的本質是一種跨界融合，其根本目的是實現共贏，走產教融合道路是高等教育發展的必然。根據方案要求，我國將分兩批選擇50個城市開展試點。第一批是按照經濟、產業和人口基礎支撐較強、教育資源相對集聚等原則選取建設20個左右城市，也就是確保樹好標桿、做好示范，待取得實質性進展后再向全國展開。安徽省目前已經成為試點省份，建設首批國家產教融合型城市的省份。按照要求，接下來安徽省將打造形成一批區域特色鮮明的產教融合型行業，并力爭在產教融合制度和模式創新上為全國提供可復制借鑒的經驗。2019年12月17日，合肥市政府第46次常務會議上審議并原則通過《合肥市推進產教融合校企合作實施辦法》，辦法中提到，合肥市將進一步深化產教融合，鼓勵學校主動與具備條件的企業合作，積極為企業提供所需的課程、師資等。企業依法履行實施職業教育的義務，利用資本、技術、知識、設施和管理等要素參與校企合作，促進人力資源開發，推動職業院校和行業形成共同體。這里的職業院校，主要就包括各類應用型本科院校。

2 計算機視覺課程現狀分析

隨著計算機技術的迅速發展，人們對人工智能領域的研究越來越深入，計算機視覺作為人工智能的一個子領域，也不斷受到廣泛的關注和研究。國內首個應用型本科人工智能人才培養體系也已在合肥落地，該培養體系不同于一流研究性大學培養目標，淡化培養學科型、研究型、學術型人才，而更側重于實際研發和應用領域[1]。

人工智能的目的是讓計算機去“看”“讀”“聽”，而計算機視覺主要解決的就是“看”的問題，視覺系統占據人類所有感官輸入的80%，因此計算機視覺領域也即是人工智能的核心領域[2]。目前國內開展計算機視覺課程的院校在日益增多，但這門學科仍然是一門新興學科。計算機視覺顧名思義就是讓計算機具備像人眼一樣觀察和識別的能力，更進一步地說，就是指用攝像機和計算機代替人眼對目標進行識別跟蹤和測量，并進一步做圖形處理，使計算機處理成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測的圖像。目前，它已被廣泛應用于各個領域，如安防、自動駕駛、醫療以及人們的日常消費等，在各行各業中發揮著舉足輕重的作用。

2016年至2020年之間，我國計算機視覺行業市場規模的增長始終保持高增長率。我國計算機視覺市場規模與日俱增，到2018年已突破100億元，預計到2020年底將接近800億元的規模。2016年至2020年之間，計算機視覺行業市場規模的增長始終保持高增長率[3]。

3 計算機視覺課程改革面臨的問題

計算機視覺市場規模的與日俱增，使得市場上對計算機視覺方面的人才需求量不斷增長，因此高等院校作為人才培養的主力軍，對計算機視覺的課程建設迫在眉睫。但計算機視覺作為迅速崛起一項新興技術，其發展歷程卻并不久遠，各方對它的研究也未必深入，因此計算機視覺的課程建設仍有諸多問題亟待解決。

首先，國內的計算機視覺教材的內容主要涉及的有圖像采集、圖像預處理、基元檢測、目標分割、目標表達和描述、紋理特性分析、形狀特性分析、立體視覺、三維景物恢復、運動特性分析、景物識別、廣義匹配、時空行為了解、場景解釋及計算機視覺系統等[4]。但從現狀看，目前我國高校計算機視覺還沒有普及程度較高的經典教材，大多數教材還是參考國外教材的體系結構，實際應用性并不適合我國國情，不利于培養順應時代發展的計算機視覺人才。同時，由于計算機視覺是一門新興學科，國外的教材也在不斷地優化之中，所以研究編寫出適用于當前國情的教材，成為計算機視覺課程教學工作面臨的首要問題。

其次，計算機視覺課程教學仍處于起步階段，一方面，各院校針對該課程的教研團隊都是初步組建，由于技術的快速發展，大多數教師對計算機視覺技術的了解不夠深入，能夠精通的更是少之又少，所以能講授這門課的老師處于相對短缺或“湊合”的狀態，師資力量十分短缺。另一方面，教學工作本身是需要長期經驗積累的，怎樣梳理好需要講授的知識？怎樣讓學生更好更快的接收并且掌握這些知識點？這些問題的解決都是需要在教學的過程中去摸索的，通過不斷地嘗試和探索，積累教學經驗，才能找到更好的更適合學生的教學方法。而對于現階段才剛剛起步的計算機視覺課程教學，培養經驗明顯是不足的。因此師資力量短缺，培養經驗不足也是計算機視覺課程建設急需解決的另一大問題。

最后，現階段計算機視覺的人才培養存在問題。高等院校歷來注重對學生理論知識掌握能力的培養，對應用和實踐能力的培養相對而言比較放松，而計算機視覺教學僅僅依靠理論教學的支撐是明顯不足的，應用實踐環節對計算機視覺教學必不可少，應用是對理論的實踐，在實踐的基礎上才能更好地理解和鞏固理論知識。但基于計算機視覺的應用性實驗對儀器設備的要求較高，例如一個基于計算機視覺的水稻雜株識別研究實驗中，由于所需采集的圖像像素要求較高，因此需要用到數碼相機，同時為了保證運算效率，對計算機的配置要求也比較高[2]。所以計算機視覺教學實驗室的建設，成為高等院校面臨的一個難題，這也使得現階段培養的計算機視覺專業方向的學生缺乏實踐的經驗。企業缺乏計算機視覺專業人才，但高等院校培養的學生卻無法解決實際問題，因此高校培養什么樣的人才，而企業又需要什么樣的人才是人才培養過程中亟待解決的又一個問題。

4 解決問題的建議

面對以上問題，結合“產教融合”的背景，我們對計算機視覺課程改革做出如下建議：

針對教材問題，我們需要通過實際教學摸索適合中國國情的計算機視覺教材，結合培養方案，設計出既要滿足不斷發展的前沿基礎理論知識，更要著眼于解決實際問題的開發與應用的教材，從而更好地對接產教融合背景下對人才的需求，培養基礎理論扎實并有解決實際問題能力的人才[5]。

其次，課程的教學經驗都是需要長期積累的，不斷地調整教學方法，想要順利完成培養目標，也需要不斷總結經驗改進教學方法。而剛剛起步的計算機視覺教學，目前仍處于積累經驗的過程中。企業中的技術人員經過種種實踐，實際問題的解決更有經驗。因此，計算機視覺課程在產教融合的實現過程中，可以邀請這些企業中具有高水平且擁有實踐經驗的專業技術人員加入課程教學的兼職團隊，聘請他們擔任兼職專業課教師或實習指導教師。同時，要不斷加強計算機視覺專業教師的培養與學習，一手抓好專業教師的基本功素養，提高對前沿專業技術的認知 ，一手落實專業教師分批次參與到企業的科研項目工作中，讓他們的理論知識在實踐中得以驗證。

最后，針對人才培養的問題，教學內容要兼顧理論性和工程性。因此除了理論的教學，實驗實踐環節成為計算機視覺教學的非常重要的組成部分。相關企業看中計算機視覺巨大的發展前景，他們拋開了學術研究對理論體系的嚴謹要求，也沒有諸多的條件限制，使得他們對計算機視覺的實際應用更加寬泛，將此技術應用到了廣泛的場景，如無線傳感器網絡、安防、人臉識別、醫學圖像、無人駕駛、機器人、AR、VR等[6]。應用是對理論的實踐，在實踐的基礎上才能更好地理解和鞏固理論知識，學校應不斷利用和重視與行業中大型品牌公司的交流與合作機會，謀求各種專業培訓資源、行業發展動態等。這樣既增加了授課教師的實踐經驗，也壯大了師資力量，再通過大家的交流以及授課過程中的積累，教學經驗不足的問題也必然會慢慢地解決。隨著校企雙方交流合作的不斷深化，結合國家的政策的扶持，校企雙方可以聯合組建計算機視覺專業研究平臺，打造相關專業團隊，發揮合作網絡的優勢，從而進一步聯合創建計算機實訓基地，這樣既解決了學生缺乏實踐經驗以及實驗室建設的問題，也為企業提供了充足的人才資源，使得學校培養的人才與企業所需的人才實現精準對接。

5 產教融合面臨的挑戰及解決方法

針對計算機視覺教學面臨的一系列問題，建議院校可以抓住產教融合時代機遇，堅持“產教融合，校企合作”的新型人才培養模式，以應對計算機視覺教學現有的問題。產教融合雖然給院校計算機視覺教學的發展提供了諸多的機遇，但同時也使之面臨著更多的挑戰。

一方面，現階段我國產教融合機制并不健全，缺乏有效的管理機制保障校企合作的有序開展。校企合作對院校來說是一項復雜的工作任務，合作過程中的權利、義務、風險、利益等相關性問題，如果沒有相應的保障措施，很難保證合作的順利開展，即使合作順利進行了下來，由于缺乏相應的管理機制，也無法保證投入的成本能得到相應的回報，容易導致資源的浪費[7]。另一方面，相關經費保障不力，辦學成效難以得到落實。在辦學層面上，產教融合是職業教育服務經濟社會發展的需要，職業教育以服務地方經濟發展需求為辦學宗旨，通過教學改革與地方產業轉型升級銜接配套，培養大量優勢傳統產業和戰略性新興產業技術人才。計算機視覺技術作為現階段前景廣闊的新興產業技術，為了順應市場的需求，正需要通過產教融合的方式培養出合格的技術人才。但是政府在職業教育產教融合方面的投入有限，沒有專項經費用于相關院校的產教融合基地建設，使得產教融合的發展很難有效進行。

面對計算機視覺教學在產教融合過程中遇到的這些問題，相關院校可以緊緊圍繞計算機視覺產業轉型升級這一主題，以滿足市場需求為導向，深化教育供給側結構性改革，把校企合作、產教融合作為轉型的戰略之一，加強與計算機視覺行業企業的合作，以培養滿足行業產業需求的人才為目標，在轉型的過程中，相關院校還可以通過主動搭建或者參與校企合作平臺，精準把握計算機視覺產業、市場需求，動態調整人才培養理念、調整課程體系、優化實習實訓形式與內容，改進人才培養模式，使產教融合理念貫穿計算機視覺教學全過程[8]。同時，不斷完善合作機制，并且制定相關保障措施，包括完善支持政策、設立專項經費、強化責任落實等，為“產教融合，校企合作”提供極大的政策支持。

高校計算機視覺的教學工作任重而道遠，但在產教融合的背景下，將會迎來諸多的發展機遇，只要各院校牢牢把握住這些機遇，克服產教融合過程中面臨的困難，在國家政策的支持下，堅持“產教融合，校企合作”的人才培養模式，一定能做好計算機視覺教學的相關工作。

參考文獻：

[1]李秀艷，汪劍鳴，湯春明， 等.計算機視覺課程教學改革探討[J].新教育時代電子雜志（教師版），2016（44）：150-151.

[2]袁南星，魏文武，劉明潔.基于計算機視覺的水稻雜株識別研究[J].農機化研究，2020，42（1）：213-216.

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[4]沈杰.計算機視覺技術在無人機上的應用[J].數碼世界，2020（4）：11-12.

[5]杜翠鳳，蔣仕寶.計算機視覺與感知在智慧安防中的應用[J].移動通信，2020，44（3）：78-80+84.

[6]張新強.基于計算機視覺的船舶純方位目標跟蹤方法研究[J].艦船科學技術，2020，42（4）：34-36.

[7]侯群，漆為民.產教融合人工智能專業人才培養模式探索[J].現代信息科技，2019，3（22）：183-186.

[8]王鑫明.論“人工智能+”現代學徒制創新型人才培養體系的構建[J].教育與職業，2020（8）：56-62.

【通聯編輯：王力】