人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程體系建設(shè)研究

賈 睿

（遼寧省交通高等?？茖W(xué)校 遼寧·沈陽 110122）

1 專業(yè)建設(shè)背景

隨著人工智能上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略，新一代人工智能發(fā)展呈現(xiàn)出逐步加速趨勢，高等教育應(yīng)服務(wù)于國家發(fā)展和社會需要，加快人工智能人才培養(yǎng)工作。我國高校正興起人工智能學(xué)院的建設(shè)熱潮，2018年全國共有35所高校獲得首批人工智能專業(yè)建設(shè)資格[1]，包括清華大學(xué)、浙江大學(xué)、南京大學(xué)、中國人民大學(xué)等知名院校，以加強(qiáng)對人工智能的研究和人才培養(yǎng)規(guī)劃。2019年，教育部增設(shè)高職人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)，加快人工智能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，并與2020年更名為人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)[2]。

目前，我國人工智能人才培養(yǎng)主要注重基礎(chǔ)層人才培養(yǎng)，體現(xiàn)出以研究生教育為主的特征，采用“本-碩-博”的梯隊式培養(yǎng)模式[3]，旨在培養(yǎng)創(chuàng)新性、科研型和交叉復(fù)合型的人工智能人才。但應(yīng)用層所需的人才卻嚴(yán)重不足，相對應(yīng)的職業(yè)教育方向發(fā)展緩慢，人才培養(yǎng)體系尚不健全。因此，加快構(gòu)筑和健全人工智能應(yīng)用人才培養(yǎng)體系刻不容緩，如何面向高職學(xué)生開展人工智能應(yīng)用技能培養(yǎng)是高等職業(yè)教育領(lǐng)域的重要研究方向。

2 相關(guān)研究工作

目前人工智能專業(yè)建設(shè)研究主要都是針對本科院校，專業(yè)課程體系設(shè)置在內(nèi)容深度和廣度方面要求高[4]，加強(qiáng)和重視數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)，專業(yè)課程方面重視人工智能理論基礎(chǔ)，設(shè)置多項(xiàng)跨領(lǐng)域交叉課程內(nèi)容，對學(xué)生的綜合素質(zhì)、自主能力有較高要求。

南京大學(xué)發(fā)布《南京大學(xué)人工智能本科專業(yè)教育培養(yǎng)體系》[5]，提出了完整的人工智能本科專業(yè)教育培養(yǎng)體系，構(gòu)建了一套完備的課程體系設(shè)置方案。該培養(yǎng)方案側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生在人工智能領(lǐng)域的源頭創(chuàng)新能力和為企事業(yè)單位解決關(guān)鍵技術(shù)難題的能力，選用Python語言作為人工智能入門編程課，開設(shè)人工智能導(dǎo)論、高級機(jī)器學(xué)習(xí)等專業(yè)核心課。浙江大學(xué)吳飛分析了國內(nèi)外人工智能專業(yè)設(shè)置的基本現(xiàn)狀，提出將人工智能專業(yè)課程主要分為三類：基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、行業(yè)應(yīng)用課程、交叉拓展課程，重視實(shí)訓(xùn)體系建設(shè)，鍛煉學(xué)生動手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的廣泛適應(yīng)能力和可持續(xù)競爭力[6]。

高職院校人工智能人才培養(yǎng)目標(biāo)與本科院校不同，其面向人工智能產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)在人工智能技術(shù)應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)維、產(chǎn)品營銷、技術(shù)支持等崗位的技術(shù)應(yīng)用型人才。因此，不能直接復(fù)用本科院校的人才培養(yǎng)方案及課程體系，應(yīng)當(dāng)依據(jù)高職院校人才培養(yǎng)定位，設(shè)計面向人工智能應(yīng)用人才培養(yǎng)的課程體系，建設(shè)課程資源。

3 專業(yè)課程體系建設(shè)方案

人工智能是一門廣泛交叉的前沿科學(xué)，融合了計算機(jī)學(xué)科、生物科學(xué)、數(shù)學(xué)、等多學(xué)科知識，強(qiáng)調(diào)推理、規(guī)劃、感知，并應(yīng)用于圖像識別、語音處理、語言分析、人機(jī)對抗等應(yīng)用場景。人工智能核心技術(shù)主要包括程序設(shè)計、面向?qū)ο蟆C(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、知識表示與處理、自然語言處理、數(shù)據(jù)可視化等，學(xué)習(xí)方向多、課程內(nèi)容深，這就要求高職院校一定要深入分析所處地區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和企業(yè)崗位職責(zé)[7]，將技能需求反映到課程體系中，設(shè)計適合高職學(xué)生的人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程體系。

3.1 設(shè)計分層課程體系

綜合分析專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和高職院校學(xué)生能力水平，規(guī)劃分層課程體系，包括：通識課程、基礎(chǔ)課程、核心課程和實(shí)訓(xùn)課程。在課程內(nèi)容設(shè)置上注重應(yīng)用導(dǎo)向，定位于面向人工智能技術(shù)應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)管理與維護(hù)。在教學(xué)安排和課程設(shè)計中結(jié)合專業(yè)學(xué)生情況，理論難度適中，采用直觀、生動的教學(xué)方法講授人工智能理論及算法，通過案例實(shí)踐加強(qiáng)學(xué)生對于知識點(diǎn)的理解和掌握。

（1）通識課程包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、統(tǒng)計分析、英語和思政，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)的人文素養(yǎng)和數(shù)理知識，掌握數(shù)理常識、數(shù)學(xué)建模、統(tǒng)計分析。

（2）基礎(chǔ)課程包括計算機(jī)程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分析等計算機(jī)類基礎(chǔ)內(nèi)容，側(cè)重于對軟件研發(fā)、架構(gòu)設(shè)計的教學(xué)，為后續(xù)核心課程打好基礎(chǔ)。

（3）核心課程包括機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、可視化分析等人工智能基礎(chǔ)知識，并設(shè)置視覺分析、自然語言處理等應(yīng)用技術(shù)類課程，講授人工智能基礎(chǔ)知識、行業(yè)技術(shù)和前沿發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生掌握人工智能基礎(chǔ)理論，應(yīng)用新型智能技術(shù)構(gòu)建服務(wù)與應(yīng)用。

（4）實(shí)訓(xùn)課程包括機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)、深度學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)、人工智能實(shí)戰(zhàn)等，讓學(xué)生掌握TensorFlow、PyTorch等行業(yè)主流開發(fā)框架，將企業(yè)案例和技術(shù)發(fā)展成果融入教學(xué)，使學(xué)生熟悉數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理分析、算法建模、模型評估、應(yīng)用研發(fā)及部署等全流程，加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識的深入理解，培養(yǎng)學(xué)生工程師思維能力、人工智能創(chuàng)新能力。

3.2 打造“課證融通”模式

在人工智能產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展背景下，企業(yè)所需技術(shù)不斷迭代更新，因此高職院校人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程體系設(shè)計中應(yīng)采用“課證融通”模式。引入行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)工程師標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，整合企業(yè)的深厚產(chǎn)業(yè)資源、先進(jìn)的技術(shù)資源和優(yōu)質(zhì)的職業(yè)教育教學(xué)資源，以企業(yè)工程師標(biāo)準(zhǔn)為引領(lǐng)、企業(yè)認(rèn)證課程資源為核心，重構(gòu)專業(yè)課程體系、課程內(nèi)容，使人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容能夠與權(quán)威認(rèn)證體系同步，不斷緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，保證了人才培養(yǎng)與就業(yè)市場的契合，培養(yǎng)高質(zhì)量人工智能應(yīng)用人才。

與企業(yè)認(rèn)證培訓(xùn)部門開展深度合作，緊盯行業(yè)技術(shù)發(fā)展前沿和企業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)變化，及時調(diào)整課程設(shè)計與內(nèi)容模塊，對認(rèn)證知識進(jìn)行教學(xué)適應(yīng)性改造。兩者間建立緊密互通機(jī)制，共享課程建設(shè)成果，形成有效的校企互促互融的課程共建合作關(guān)系，精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育對企業(yè)資源的高效調(diào)節(jié)與運(yùn)用。

3.3 建設(shè)“理實(shí)一體”教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺

以開發(fā)動手能力、發(fā)掘創(chuàng)新思維、塑造科研精神為目的，培養(yǎng)學(xué)生在人工智能領(lǐng)域理論實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、合作領(lǐng)導(dǎo)多方面的才能，建設(shè)理實(shí)一體化產(chǎn)教融合實(shí)訓(xùn)平臺。整合企業(yè)認(rèn)證課程資源，以“學(xué)生”學(xué)習(xí)為中心，深度優(yōu)化教學(xué)體驗(yàn)，具體建設(shè)內(nèi)容包括全系列的產(chǎn)品技術(shù)培訓(xùn)，全技術(shù)領(lǐng)域的工程師認(rèn)證系列，以及職業(yè)能力咨詢與職業(yè)能力發(fā)展培訓(xùn)，解決傳統(tǒng)教學(xué)存在的重理論教學(xué)、輕技能培養(yǎng)的問題，強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

4 結(jié)論

人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)是高職專業(yè)目錄中開設(shè)的新專業(yè)，其技術(shù)理論知識多，學(xué)習(xí)難度大，給高職院校的人才培養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式帶來了全新挑戰(zhàn)。國內(nèi)眾多高職院校已經(jīng)開設(shè)人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，應(yīng)合理規(guī)劃專業(yè)課程體系，采用“課證融通”模式，建設(shè)多學(xué)科交叉融合的課程資源，加快高職人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的建設(shè)步伐，培養(yǎng)企業(yè)真正需要的人工智能技術(shù)技能人才，滿足服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級需求。