人工智能背景下專業(yè)學位研究生課程體系研究

包學才　樊棠懷　鄧承志

[摘 要]人工智能技術發(fā)展對地方院校信息類專業(yè)學位研究生的課程體系提出了新的挑戰(zhàn)。為建立與人工智能背景相適應的課程體系，課題組提出以人工智能技術和產業(yè)需求為中心的地方院校課程體系改革思路;建設面向學科特色和創(chuàng)新應用人才培養(yǎng)的課程體系與專業(yè)實踐體系，以實現(xiàn)差異特色化的人才培養(yǎng);構建“五維一體”模式，設計課程改革和資源建設方案;從理論與實踐學習成效的角度，創(chuàng)新構建多維度的課程與實踐考核方式，為適應人工智能背景下信息類專業(yè)學位的創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)提供理念借鑒和實施參考。

[關鍵詞]人工智能;地方院校;專業(yè)學位研究生;課程體系改革

[中圖分類號] G643.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）11-0176-04

人工智能作為一項國家發(fā)展戰(zhàn)略，引起了產業(yè)界和高等教育的高度重視[1]。2018年教育部印發(fā)了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，提出要加強人工智能以及人工智能+X相關領域的人才培養(yǎng)，到2020年將建設100個人工智能+X復合特色專業(yè)以及一系列本科和研究生教材。該計劃對高校未來人工智能相關的人才培養(yǎng)提出了具體任務[2-3]。人工智能作為前沿學科，其理論技術涉及多個學科領域，特別是涉及信息技術類學科之間的交叉融合，傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式不能照搬應用于人工智能及人工智能+X相關領域的人才培養(yǎng)，必須探索新的培養(yǎng)方式，這對現(xiàn)有人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)[4]。課程建設作為人才培養(yǎng)的核心，在人才培養(yǎng)中起著重要作用，建立人工智能背景下的專業(yè)學位研究生人才培養(yǎng)的課程體系，對未來培養(yǎng)人工智能相關創(chuàng)新應用的高層次復合型人才具有重要作用。

隨著人工智能技術的發(fā)展，人工智能必將影響眾多產業(yè)領域，地方院校的信息類專業(yè)學位研究生培養(yǎng)應該及時轉變觀念，順應時代需要，改革和創(chuàng)新現(xiàn)有課程體系，強化人工智能與培養(yǎng)方向的交叉融合，這對提升人工智能+X的創(chuàng)新應用復合型人才培養(yǎng)質量和促進區(qū)域經濟發(fā)展具有重要意義。

一、人工智能背景下課程體系改革的必要性

根據世界各國制訂的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略可知，人工智能發(fā)展必然會帶動社會各產業(yè)發(fā)生變革，同時人工智能技術將會成為傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級的基礎性技術。從目前人工智能與5G、邊緣計算以及機器視覺等技術結合的發(fā)展趨勢看，新產業(yè)和傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級對人工智能相關技術的人才需求量巨大，這對現(xiàn)有信息類研究生的人才培養(yǎng)提出了新的要求[5-6]。信息類研究生作為信息技術相關產業(yè)的重要力量，承擔著未來傳統(tǒng)產業(yè)信息化改造和轉型升級的重任，專業(yè)學位研究生是高層次創(chuàng)新應用型人才的主要組成部分，因而培養(yǎng)具有扎實人工智能應用技術基礎的復合型人才具有重要作用。而現(xiàn)有信息類專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)目標和課程體系主要圍繞學科方向、傳統(tǒng)產業(yè)需求建立與設置，不能夠完全適用于人工智能背景下創(chuàng)新應用復合型人才的培養(yǎng)要求。因此，為適應信息類研究生人工智能+X的復合型人才培養(yǎng)，按照人工智能技術特點，改革現(xiàn)有課程體系結構，完善理論與實踐課程設置和安排，構建適應人工智能時代的信息類專業(yè)研究生的課程體系，對培養(yǎng)人工智能時代背景下的創(chuàng)新應用復合型人才具有重要意義。特別對地方院校來說，現(xiàn)有信息類專業(yè)學位研究生的課程體系對人工智能基礎理論、人工智能+行業(yè)應用等相關課程涉及較少，在人工智能時代背景下，改革現(xiàn)有課程教學體系對地方特色院校轉型發(fā)展具有現(xiàn)實的必要性。

二、現(xiàn)有專業(yè)學位研究生課程體系存在的問題

（一）專業(yè)課程體系分散獨立

目前專業(yè)學位研究生的課程體系主要包括理論課程教學和實踐教學，以理論課程教學為主。在課程設置方面，傳統(tǒng)信息類專業(yè)學位研究生的課程體系較為固定，主要由公共課、專業(yè)基礎課和專業(yè)選修課組成，專業(yè)基礎課和選修課基本按學科大方向進行設置，各方向課程之間相對較為分散和獨立，缺乏融合交叉及關聯(lián)性的課程，學生無法進行人工智能背景下各學科知識的融合與創(chuàng)新應用[7-8]。人工智能技術是一門多學科交叉融合的前沿學科，傳統(tǒng)獨立的理論課程難以適應人工智能時代的人才需求，如何圍繞人工智能體系構建人工智能+X的信息類專業(yè)學位研究生課程體系是目前需要解決的重要問題。

（二）課程教學模式相對單一

在課程教學內容方面，目前研究生課堂教學模式還是以教師PPT+板書相結合的傳授方式為主，模式通常相對固定單一，加上研究生理論課程的課時較少（一般為2學分，按1學分16學時計算，共36學時），造成課程教學主要以基本理論為主，講授內容相對淺顯和籠統(tǒng)，學生主要專注于獲取自身研究方向相對成熟的基礎理論，課堂給學生自主學習和思考的時間不多，學生缺乏獨立思考和解決問題能力的培養(yǎng)。

（三）課程教學資源陳舊過時

專業(yè)學位研究生的課程資源相對本科課程較少，而且主要圍繞傳統(tǒng)學科方向進行建設，在人工智能背景下，這樣的課程資源顯得陳舊過時，不能滿足當前學生的需求。此外，未針對研究生專業(yè)課程建立大量的線上慕課平臺，加上線上資源、應用案例教學庫、課程網站等建設方面存在不足，這使學生不能充分了解課程知識體系和前沿理論情況，因而不能有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。在人工智能和新工科建設背景下，學科知識的交叉融合以及新課程不斷涌現(xiàn)，人工智能技術迭代和創(chuàng)新應用推廣加快，急需建立新形勢下的課程教學資源平臺來滿足學生的學習需求。

（四）專業(yè)實踐體系機制滯后

專業(yè)實踐是專業(yè)學位研究生人才培養(yǎng)的重要組成部分，專業(yè)實踐體系機制建設直接關系著專業(yè)學位研究生實踐能力的培養(yǎng)質量。從各高校專業(yè)學位研究生培養(yǎng)方案來看[9]，目前專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的專業(yè)實踐采用校內外實踐相結合的方式，以校內實踐為主，依托國家和省級平臺為學生提供實踐條件，缺乏系統(tǒng)的實踐體系機制和對應的企業(yè)崗位實踐。此外，現(xiàn)有專業(yè)實踐體系機制建設沒有以學生實踐能力成效為依據，而且實踐內容和實踐能力培養(yǎng)與學位論文的關聯(lián)度不夠。在實踐考核方面，通常以實踐報告作為實踐的最終考核，缺乏有效的實踐考核認定辦法，不能有效評定學生的實踐學習成效，造成學生對專業(yè)實踐重視不夠。在當前國家重視工程教育和人工智能的背景下，建立新的信息類專業(yè)學位研究生專業(yè)實踐體系機制是目前迫切需要解決的問題。

三、人工智能背景下專業(yè)學位研究生課程體系改革策略

國家的“雙一流建設”“新工科建設”“高等工程教育”等相關教育戰(zhàn)略決策以及改革指導性文件，對人工智能及相關學科領域的人才培養(yǎng)提出了新的要求。對于地方院校來說，學校自身的轉型發(fā)展是當前面臨的重要問題，也是迫切需要解決的問題之一。人工智能時代已經來臨，人工智能技術與產業(yè)融合是未來企業(yè)轉型升級的發(fā)展方向，對創(chuàng)新應用復合型人才的需求將急劇增加，地方院校的信息類專業(yè)學位研究生培養(yǎng)更應該抓住機遇，根據學校自身特點，做好信息類專業(yè)學位研究生的改革研究工作。課程體系作為專業(yè)學位研究生人才培養(yǎng)的重要組成部分，在當前人工智能時代背景下，如何有效改革現(xiàn)有課程教學體系是地方院校創(chuàng)新應用人才培養(yǎng)需要解決的重要問題。本文以南昌工程學院為例，結合學校學科特色，從以下幾個方面提出信息類專業(yè)學位研究生課程體系改革的思路和措施，為地方院校信息類研究生的課程教學改革提供參考和借鑒。

（一）圍繞人工智能技術和產業(yè)需求，探索課程體系改革思路

在人工智能背景下，課程體系改革的目的是推動信息類專業(yè)學位研究生能夠適應人工智能技術的發(fā)展，為國家培養(yǎng)社會急需的創(chuàng)新應用復合型人才，滿足基于人工智能技術的產業(yè)變革需要，讓信息類專業(yè)學位研究生成為人工智能創(chuàng)新應用的主力軍。對于地方院校而言，應明確信息類專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的定位是培養(yǎng)高層次創(chuàng)新應用型人才，課程體系應面向人工智能背景下的產業(yè)發(fā)展需求，不僅要重視基礎理論，還要重視創(chuàng)新應用。課程教學改革還需結合學校特色，在人工智能+水利信息化應用上創(chuàng)新培養(yǎng)方式，建立相應的產學研合作機制，制訂配套的實踐課程教學內容，為產業(yè)轉型升級培養(yǎng)創(chuàng)新應用型人才的同時，還須為特色學科行業(yè)的人才培養(yǎng)做出貢獻。

結合上述分析，本文提出人工智能背景下地方院校信息類專業(yè)學位研究生的課程體系改革思路：首先結合人工智能技術特點、產業(yè)發(fā)展需求以及學科特色等要素明確培養(yǎng)目標，然后從課程教學體系構成、課程設置、專業(yè)實踐、課程資源建設和課程與實踐考核等方面進行規(guī)劃，如圖1所示。

專業(yè)學位課程體系改革以人工智能技術與產業(yè)發(fā)展需求為依據，分解為三個層次，即人才培養(yǎng)目標、理論課程與實踐體系、具體改革內容。人才培養(yǎng)目標通過理論課程體系與專業(yè)實踐體系兩部分的實施來達成，理論課程體系改革內容包括課程設置及考核方式、課程教學模式和課程資源建設。專業(yè)實踐體系改革內容包括實踐設置及要求、實踐課程教學、實踐基地及產學研合作機制建設。整個課程體系從上至下分解具體改革內容，從下至上完成目標達成，每部分內容都基于人工智能技術及產業(yè)發(fā)展需求和學科特色進行規(guī)劃與設計。

（二） 瞄準學校特色與創(chuàng)新應用需求，重構課程體系與專業(yè)實踐體系

2018年國家將工程專業(yè)學位類別調整為電子信息等8個專業(yè)學位類別，將信息類專業(yè)學位領域歸為電子信息授權類別，具體包括電子、通信、計算機、控制等信息類領域，也包括人工智能、大數據與云計算和物聯(lián)網等新興方向。這反映了國家對信息類專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的重視，也反映了信息類交叉復合型人才培養(yǎng)的重要性。作為地方院校，不僅要滿足國家人工智能時代背景下的高層次創(chuàng)新應用型人才需求，還需要為學校特色學科行業(yè)培養(yǎng)合格的應用型人才。

在人工智能背景下，傳統(tǒng)課程體系已不能滿足當前地方院校自身發(fā)展需求，需要重新構建面向學校行業(yè)特色和地方經濟發(fā)展需求的理論課程體系和專業(yè)實踐體系。為更直觀地描述人工背景下的課程體系與專業(yè)實踐重構思路，筆者以具有水利特色的地方院?！喜こ虒W院的電子信息專業(yè)學位授權類別為例，闡述其電子信息專業(yè)學位授權點課程體系的具體改革措施。作為水利特色院校，電子信息專業(yè)學位授權類型的課程教學體系需要考慮人工智能技術及產業(yè)需求、學校特色、學科特色以及自身定位等要素，課程體系需要圍繞人工智能背景下工程倫理、前沿技術、研究方向、學科特色以及社會與行業(yè)需求等方面進行考慮，重新構建適應人工智能背景下的新課程教學體系。課程體系由理論課程體系和專業(yè)實踐體系兩部分組成，專業(yè)實踐體系以理論課程體系和學位論文為支撐，開展具有創(chuàng)新應用的專業(yè)實踐活動。理論課程體系和專業(yè)實踐體系以人工智能技術和產業(yè)需求為基礎，以研究方向為主線，以人工智能+方向的創(chuàng)新應用為目標，突出學校特色，強化專業(yè)實踐與理論教學相結合，培養(yǎng)人工智能背景下具有創(chuàng)新應用能力的復合型人才。

（三）構建“五維一體”模式，推進課程改革與資源建設

根據教育部提出的新工科建設以及一流課程建設等一系列教育指導意見，地方院校信息類專業(yè)學位研究生教育作為創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)的重要組成部分，需要構建新的課程教學模式來適應人工智能時代背景下的研究生課程建設。在分析傳統(tǒng)研究生教育教學模式和過程管理存在問題的基礎上，本文提出以線上線下混合式教學模式作為主體，以人工智能資源庫建設、課程教學設計、課程內容安排、課程資源建設、課程案例庫建設五個方面為支撐的“五維一體”課程改革新模式，如圖2所示?！拔寰S一體”的內涵包括：一是人工智能資源庫建設。收集當前人工智能技術有效算法和相應算法代碼，以期加快學生熟悉人工智能基礎理論和應用開發(fā)。二是課程內容安排。為培養(yǎng)創(chuàng)新應用型人才，需要從人工智能技術的基礎理論、前沿性理論、創(chuàng)新應用三方面來設定教學內容。三是課程資源建設。需要把教學內容與課程案例庫建設相結合，建立基于人工智能的相關創(chuàng)新應用案例分析以及思考習題等系統(tǒng)化課程內容。四是課程案例庫建設。建立理論應用和基于人工智能技術的創(chuàng)新應用案例庫，為豐富線下教學內容和課堂研討等提供豐富案例，強化工程應用能力培養(yǎng)。五是課程教學設計。由于線下課程資源為學生提供了基本理論的學習內容，線上教學設計主要面向知識難點、提問互動和問題研討等內容，培養(yǎng)學生在課堂的思考、分析和解決問題的能力，讓學生深入掌握教學內容。

（四）把握學生學習成效，創(chuàng)新課程與實踐考核方式

課程考核不僅是驗證學生的學習效果的方法，也是學生學習目標的導向。在人工智能背景下，信息類研究生不僅要掌握課程內容，而且要具有解決問題和創(chuàng)新應用的能力。因此，地方院校要以創(chuàng)新應用能力培養(yǎng)的成效為中心，對理論課程和專業(yè)實踐采用不同的考核方式，注重創(chuàng)新應用和解決問題的考核，促進專業(yè)學位研究生人才培養(yǎng)質量的提高，如圖3所示。在理論課程考核方面，應從平時線上學習情況、解決問題能力、創(chuàng)新應用能力等三方面進行考核，以線上學習、研討提問、課堂測驗作為平時成績，結合應用型報告、實踐操作或書面綜合性考試做出最終的評價，書面考試應側重解決問題和創(chuàng)新思考等綜合性題型。

在專業(yè)實踐考核認定方面，傳統(tǒng)專業(yè)實踐主要以實踐報告的形式來評估，不能完全保證專業(yè)實踐的實際效果。在人工智能背景下，創(chuàng)新應用是信息類專業(yè)學位研究生的關鍵能力之一，切實加強專業(yè)實踐管理有助力提升研究生的實踐能力，其具體考核方式應結合理論教學和學位論文的需要，以實踐操作情況、周記方式、指導教師評定作為平時成績，以實踐內容的創(chuàng)新性、實踐成果匯報和實踐報告三部分作為期末考核的內容，組織高校和企業(yè)導師進行集中考核認定，讓專業(yè)實踐切實為專業(yè)能力提升起到促進作用。

四、結論

人工智能技術的快速發(fā)展，對創(chuàng)新性應用型人才提出了新的要求，傳統(tǒng)信息類專業(yè)學位研究生培養(yǎng)體系不能有效適應人工智能背景下創(chuàng)新應用復合型人才培養(yǎng)的需求，建立創(chuàng)新應用型高層次人才培養(yǎng)的課程體系對滿足社會和產業(yè)需求具有重要意義。對于地方類院校，改革傳統(tǒng)信息類專業(yè)學位研究生課程體系是當前人工智能背景下學校自身轉型發(fā)展需要解決的重要問題。本文通過對現(xiàn)有課程體系存在的問題和必要性進行分析，提出了人工智能背景下信息類專業(yè)學位研究生課程體系改革措施，主要包括人工智能背景下相應的課程體系與專業(yè)實踐體系、課程教學改革與資源建設、理論課程與專業(yè)實踐考核等方面內容，為人工智能背景下信息類專業(yè)學位研究生的人才培養(yǎng)課程體系改革提供思路和借鑒。

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[責任編輯：鐘 嵐]