新工科背景下“數字媒體+人工智能”專業建設與人才培養研究

顧逸，范超，張欣

（江南大學 人工智能與計算機學院，江蘇 無錫214122）

自2017年2月在復旦大學召開工程教育發展戰略研討會以來，“新工科”成為全國高校工科教育的重點議題。教育部隨后提出了新工科計劃，積極推進新工科的建設［1］。按照教育部的指導文件，“新工科”主要體現在工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式等五個方面的“新”。新工科與代表傳統產業的老工科相對應，可以理解為在新技術背景下，隨著傳統工科的理論和應用升級所衍生出來的新興產業。新工科不僅是傳統交叉類型工科的發展，還包括物聯網工程、人工智能、智能化機械制造等一批新興工科專業的應用。

在新工科建設的背景下，江南大學數字媒體技術專業于2019年12月獲批“雙萬計劃”國家級一流本科專業建設點。近年隨著人工智能的發展，南京大學于2018年3月設立了人工智能學院，出版了《南京大學人工智能本科專業教育培養體系》一書［2］。江南大學也將原屬于數字媒體學院的數字媒體技術專業和原屬于物聯網工程學院的計算機科學與技術專業進行重組和強強聯合，于2020年3月正式成立人工智能與計算機學院。新學院在2020年成功申報人工智能本科專業，在2021年9月迎來首批本科生。

在本輪重點建設的數字媒體技術和人工智能兩門“新工科”專業中，數字媒體技術專業是典型的綜合性交叉學科［3］，涉及計算機技術、藝術文化與傳播傳媒等；人工智能專業屬于新興工科，是由科技進步衍生出來的新工科代表。文章基于原有數字媒體技術專業建設和人才培養的經驗，探索AI 助力的數字媒體專業的進一步發展路徑，為新設立的人工智能專業的人才培養和課程設置提供有價值的參考［4］。

一、現有數字媒體專業建設的問題及人工智能專業建設的定位

江南大學數字媒體技術專業于2006年首次招生，經過15年的建設已進入瓶頸期，現行教學方式和學生培養模式存在一些問題，專業的后續建設面臨著諸多挑戰。對于新開設的人工智能專業，需要制訂新的人才培養模式和專業建設方案。在此背景下，本文探索和實踐數字媒體和人工智能的有機融合，提出如下措施：

1.充分調研國內外高校開設的人工智能專業的培養方案和課程體系，一方面用于數字媒體技術專業的進一步發展，另一方面為人工智能專業建設方案和人才培養模式提供有價值的參考。

2.將AI 知識和技術有效融入數字媒體課程，助力國家一流本科專業的建設。在數字媒體的課程體系中，學校讓本科生通過理論學習和實踐操作，體驗并理解人工智能的相關原理和實用價值，鍛煉學生多角度思維能力，培養創新意識。

3.學習其他高校相關專業的建設經驗，研究可行的新人才培養方案。該校著力提升學生的自主學習興趣和實踐動手能力，為學生提供必要的實踐創新平臺，加強與社會實際需求的接軌。

4.研究“數字媒體+AI”背景下科學的學習成效考評體系，激發學生的學習積極性、創新意識和創業熱情。該校對學院現有計算機大學科下的總體課程體系進行梳理，研究AI 發展熱潮下的全局優化方案。

二、“數字媒體+ 人工智能”專業共建的具體方案與建議

（一）探索AI 助力的數字媒體專業的進一步發展

當前，不少國內外院校已經形成各自特色的“X+AI”專業建設方案。江南大學數字媒體專業有其鮮明特色，強調藝工融合和多元化發展。如圖1 所示，數字媒體的五大信息載體——圖像、視頻、動畫、聲音和文字均可以與人工智能進行有效結合。文章旨在探索更生動多彩的教學內容和更智能化的教學模式，具體提出如下方案和建議：

圖1 人工智能助力的數字媒體專業建設與發展方案示意

1.擬調整原有以“藝工融合”為主要特色的課程體系，設計出AI 助力的數字媒體專業的新課程體系。

AI 技術的發展為數字媒體專業的進一步建設帶來了新的契機。本文通過改革課程教學內容和學生實踐模式，致力于將AI 技術有機融入數字媒體專業的教學和人才培養諸環節，促進數字媒體專業教學模式的改進和人才培養質量的提升。

2.借助AI 開展形式多樣的教學新模式，改革傳統教學中課程設置以理論授課為主、教學評價方式單一等主要問題。

學院數字媒體專業有不少課程的教學側重于傳授晦澀的理論知識。把人工智能中一些有趣的算法和技術帶入數字媒體專業的教學活動中，大力推廣競技比賽、問題研討、工作坊以及創新創業的四維教學新模式，很大程度上提升學生的學習興趣，培養科研意識，激發其創業熱情。

3.借助AI 打造新型教學成效考核評價體系，注重學生的多元化能力培養和特長發揮，尊重學生成才的多樣性。

傳統數字媒體專業教學以教師為主導，教學評價標準單一。文章倡導采用全過程、多方位的評價方式，使評價過程智能化。新的考評體系可以激發學生的學習興趣，提升學生綜合素質，為社會培養多元化人才。

4.基于學校的智能云平臺，實施專業資源的整合，打造創新型人才培養平臺。

借助學校的智能云平臺，倡導并發起大學生科創小團隊。學院整合專業教師力量，為每個團隊確定一個科研創新課題，進行長期化指導［5］。這樣不僅有利于學生自身能力的提升，也為他們申請省級或國家級的創新創業項目，參加“互聯網+”“挑戰杯”“計算機設計大賽”等大型競技比賽，積累必要的前期經驗。

（二）建設具有自身特色的人工智能專業

江南大學調研國內外著名高校先進的AI 專業建設經驗，結合學校實際情況，探索符合自身特色的人工智能專業教學課程體系。當下，國內外院校在AI 專業人才培養模式上存在廣泛的共識，即以循序漸進的方式促進學生的成長，這需要廣大師生的長期協作和相互配合，高校應不斷地探索和優化人工智能專業的培養方案和教學模式［6］。

由于人工智能的理論性、技術性以及綜合性很強，不光需要學生有深厚的數學和計算機基礎，還需要學生對專業課程進行系統和深入的學習。通常，人工智能專業的培養主要分為軟件和硬件兩個方向，如表1 所示。

表1 人工智能的兩大培養方向

軟件方向側重于培養熟練掌握機器學習算法和能夠迅速工程實踐的新工科人才；硬件方向則重在培養包括機器人設計、智能制作和控制等專業領域人才。結合學院當前的師資現狀，本研究率先對軟件方向的教學課程設置進行初步探索，重點課程如表2 所示。

表2 人工智能本科專業擬開設的重點課程

軟件方向需要掌握扎實的數學理論功底。除了數學分析、高等代數等課程外，學生還需要學習概率論與數理統計、離散數學等課程。在編程實踐中，學生至少應熟練掌握兩門以上的編程語言，Python 作為使用最為廣泛的AI 實踐類編程語言，建議高校將其列為必修課或限選課。將計算機圖形學、數字圖像處理技術等數字媒體技術的核心課程列入專業選修課程之中，體現出學院“數字媒體+人工智能”的專業特色；設置集中性實驗環節，可增強學生的動手能力。

最后，在國家“新工科”的大戰略環境下，人工智能專業的建設和發展是一個長期探索的過程，江南大學將積極與國內外兄弟院校開展交流與合作，學習它們先進的教學體系和管理經驗，堅持自身辦學特色，將現有藝工融合的數字媒體特色與人工智能專業再融合，讓數字媒體專業建設經驗反哺人工智能專業的建設，培養AI 浪潮下的新工科人才。

三、結語

隨著江南大學數字媒體技術專業獲批“雙萬計劃”國家一流本科專業建設點，人工智能本科專業首次招生，對新工科背景下的“數字媒體+人工智能”專業建設和人才培養的要求也越來越高。本研究調研國內外已開設人工智能專業高校的課程建設和人才培養方案，借鑒其中的先進教學理念，構思AI 與數字媒體結合的有效途徑。針對數字媒體專業的進一步建設，本研究設計了AI 賦能的四維教學新模式和人才培養的五大能力鏈條，對新設立的人工智能專業，提出了符合江南大學實情、兼具數字媒體特色的人工智能專業的課程體系和人才培養新模式。