產教融合模式下智能科學與技術專業應用型人才培養的探究

董如嬋，沈維燕，趙海峰，劉婭

摘要：結合金陵科技學院智能科學與技術專業的建設情況，基于產教融合模式，從人才培養定位，課程體系建設，師資隊伍建設等方面對應用型智能科學與技術人才培養進行了探究，提出“通識+專業+方向”理論課程體系和“三重教育”場景實踐課程體系，實踐“2+1+1”階梯式人才培養方法，構建“雙師型”教師隊伍，為地方產業和社會發展培養高素質應用型人工智能人才。

關鍵詞：產教融合；智能科學與技術專業；人才培養

中圖分類號：TP3? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）32-0118-04

2017年7月，國家發布《新一代人工智能發展規劃》，規劃中指出“到2030年，人工智能理論，技術與應用總體達到世界領先水平，成為世界主要人工智能中心”[1]，這表明我國在未來幾十年的國家規劃將重點發展人工智能領域。緊接著，全國各地的高等院校開始依據本校特色，申請智能科學與技術專業，從2018到2021連續四年共成功申報智能科學與技術專業的高校約145所，較之前幾年擁有智能科學與技術專業的高校數目，增加接近4倍。大量智能科學與技術專業的增加有利于緩解人工智能人才短缺的現狀，但是同時，如何建設好該專業，保障人才培養質量是當前大多高等院校遇到的新的挑戰。

產教融合主要是通過高校教育與產業實踐的深度合作，實現產業人才培養前置化及高?？蒲心芰Ξa業化[2]。2017年12月，國務院辦公廳印發《關于深化產教融合的若干意見》，該意見中針對產教融合制定了國家級推進政策，對產教融合賦予結構性改革，構建教育和產業統籌融合發展格局，強化企業重要的主體作用，推動產教融合人才培養改革，促進產教供需雙向對接。目前，全國很多高校和企業之間，相互高效協作，形成了各具特色的協同育人機制，共同培養出適應于市場需求的專業人才。

金陵科技學院是一所以培養高素質應用型人才為任務的公辦全日制南京市屬普通院校，長三角地區應用型本科高校聯盟主席單位。為了響應人工智能國家戰略，以及南京市人工智能產業發展對人才的迫切需求，該校于2018申請智能科學與技術專業，2019年4月教育部審批通過，同年8月開始招生。該校的智能科學與技術專業依托軟件工程專業國一流優勢，體現軟件賦能思想。為了能夠培養出系統掌握智能科學與技術專業的基本理論、專業知識、具有較強工程實踐能力，適應地方人工智能產業發展所需的高級應用型專業人才，探究一套產教融合的智能科學與技術人才培養體系是順應當前國家和社會需求的必需之路。

1 應用型本科院校的智能科學與技術專業人才培養現狀

1.1 應用型本科院校的智能科學與技術專業人才培養定位

智能科學與技術本科專業融合了計算機、控制、傳感、通訊、自動化等眾多學科領域，多學科之間相互協作，相互交叉的跨學科專業[3]。該專業開始于2003年北京大學智能科學與技術專業系，緊接著北京郵電大學，西安電子科技大學等大學也成功申請了該專業。截至2022年，全國開設智能科學與技術的院校已接近200多所。

應用型本科高校的人才培養定位目標主要受制于這幾點因素的影響：辦學目標、生源素質，師資力量，以及所處地區區域經濟發展，因而各個高校的人才培養定位略有不同 [4]。目前，智能科學與技術專業人才培養定位大致可以分為三類類型：第一類主要以培養高層次學術性人才為主，其本科畢業生中較大部分繼續攻讀研究生學位，或者直接攻讀博士研究生學位，其中以北京大學、北京郵電大學、西安電子科技大學等為代表的高校；第二類培養研究型人才，即兼顧學術研究和工程應用的人才，以華北電力大學、杭州電子科技大學、桂林電子科技大學為代表的高校；第三類、主要培養工程應用型人才、其本科畢業生中大部分以就業為主，其中主要以江西理工大學、昆明理工大學、廣東科技學院為代表的高校。

金陵科技學院立足于南京，服務于南京，其人才培養目標的定位屬于上述的第三類。該校的智能科學與技術專業的立足之本和發展之綱是緊貼南京經濟社會發展需求，主動尋找生存空間，抓實機遇，為南京培養出應用能力強、滿足南京經濟社會發展需求的應用型人才。

1.2 應用型本科院校的智能科學與技術專業存在的問題

智能科學與技術專業是以人工智能、認知科學等為基礎的交叉專業[5]，難度和復雜度都較大，許多已成立該專業的高校目前仍處于摸索改進的階段，尤其是應用型本科院校在專業基礎建設，課程體系，師資能力等方面，更加顯得力量不足，主要體現如下[6]：

1）課程體系不系統，不完善

智能科學與技術專業的內涵包括智能科學與智能技術兩個方面[3]。智能科學是以探索人的自然智能的工作機理為目標，智能技術則是這種工作機理應用于各類人工智能系統，使得該系統具有類似人的智能[7]。該專業涉及數學、計算機科學、認知科學、心理學等多個學科，需要將這些分散內容整合起來形成一個系統的知識體系。因此，該專業課程體系不僅要涵蓋基礎性課程、專業化課程，還要有拓展知識面的通識課程及體現學科知識匯集的交叉課程[7]。

以金陵科技學校智能科學與技術專業為例，該專業所在的軟件工程學院主要包括了軟件工程專業，其課程體系設置中，主要偏向于軟件類的智能化課程；而認知科學，電子科學與技術，控制科學與工程等方面的專業學科基礎建設較為薄弱，這就導致課程體系不夠完整，尚未體現智能科學與技術專業全面、交叉的完整課程體系。

2）師資力量薄弱

教師在學科專業建設和人才培養中起到了關鍵性的作用。智能科學與技術專業從2003年到現在雖然有二十多年的歷史，但是該專業的關注度的聚焦是近幾年才開始的，發展歷史較短，因此該專業相關的教師資源稀缺。另外一方面，由于人工智能產業的發展是優于人才培養的，在人工智能類人才難求的社會環境下，高校培養的該類專業相關的博士，碩士高素質人才被產業界相關的科技巨頭以絕對的高薪招攬[8]，因此也造成了智能科學與技術專業方向教師的缺乏。

金陵科技學院的智能科學與技術專業教師所從事的專業方向主要有計算機科學與技術，控制科學與工程，信息與通信工程等，與智能科學與技術專業的方向相近，但并未系統地經過該專業方面的培養，屬于“半路出家”，對于智能科學與技術專業的掌握還不夠深入。目前該專業處于起步和發展階段，需要大量的智能科學與技術專業方向的教師來建設該專業的課程體系，但是能夠勝任高校教師崗位的人才主要集中于企業，教師崗位人才欠缺是當前存在的問題。

3）實驗資源匱乏

智能科學與技術專業的新興主要依賴于大規模的數據資源和高性能的計算能力，標準化的數據以及高性能的硬件平臺是該專業進行實踐教學的重要基礎。建設人工智能計算平臺耗資較多，需要考慮硬件成本、運維成本和人力成本等方面，這對大多數高校自主建設實踐平臺帶來了較大的困難。

鑒于目前大多數應用型本科高校智能科學與技術專業普遍都存在了如上的一類或者幾類問題，因此各個高校都在尋求有效的途徑解決這些問題，如打破校內各個專業之間的壁壘，集各專業教師之特長，構建完整的智能科學與技術專業的課程體系；或者通過產教融合，借助企業的工程能力和數據，雙方資源整合，構建一組具有實踐工程能力的師資團隊，提升智能科學與技術專業的應用型人才培養和高校教師實踐工程能力；與企業合作共建實踐基地，通過實踐教學，培養學生將理論知識應用于實踐的轉化能力 [9]。

2 產教融合智能科學與技術專業應用型創新人才培養的探究和實踐

產教融合能夠將高校教育與產業深度融合，滿足社會對應用型人才的需求，完善人工智能領域的人才培養機制。基于產教融合模式，金陵科技學院智能科學與技術專業，分別從人才培養定位，課程體系建設，師資隊伍建設三方面對應用型智能科學與技術人才培養進行了探究。本著以需求為導向，學生為中心的原則，提出產教融合的應用型人才培養的“通識+專業+方向”理論課程體系和“三重教育”場景實踐課程體系，基于課程體系，實行校企聯合，構建“2+1+1”階梯式人才培養體系，打造一支高質量高素質的“雙師型”教師隊伍。

2.1 探索智能科學與技術專業應用型人才培養課程體系

產教融合的智能科學與技術專業的課程體系構建首要的就是要對智能類行業、產業需求進行調研、分析[10]；然后，綜合分析和調研的結果，以及區域經濟所需人工智能崗位來確定學生從事相關工作所需的必要知識、技能和能力，從而反推相關專業的骨干課程；最后，優化智能科學與技術的專業骨干課程、重構課程內容，形成符合產業人才需求的智能科學與技術專業課程體系[11]。

通過調研南京市人工智能相關產業在用人方面的需求和問題，依托金陵科技學院軟件工程國一流專業的優秀經驗，以產業需求為驅動，設計循序漸進的課程體系，形成“通識+專業+方向”理論課程體系和“三重教育”場景的實踐教學體系。

1）構建“通識+專業+方向”理論課程體系

結合智能科學與技術專業的人才培養定位和培養目標，圍繞核心能力需求，在產教融合的模式下，以學生發展為中心，提出了“通識+專業+方向”理論課程體系，如圖1所示?！巴ㄗR”類課程旨在培養學生具備健康的身體素質、良好的心理素質以及思想道德品質，掌握自然科學技術，數學基礎，計算機基礎等?！皩I”主要是智能科學與技術專業所必需的課程，主要包括專業基礎課程和專業核心課程，專業基礎課如人工智能導論，人工智能基礎課程等，專業核心課主要包括模式識別，機器學習，深度學習等。經過“通識+專業”課程的學習，學生理解和掌握了人工智能的基礎理論和算法。

“通識+專業+方向”的理論課程體系中，主要在“方向”體現了產教融合，據調研南京的人工智能產業，當前在計算機視覺、智能人機交互和自然語言處理方向上，存在人才缺口較大，結合智能科學與技術專業老師的研究方向背景，以及當前合作企業，諸如征途新視（江蘇）科技股份有限公司，江蘇潤和軟件股份有限公司，南京維拓科技股份有限公司等，該專業特設立的三個方向，計算機視覺方向，智能人機交互方向，自然語言處理方向。學生在大三第二學期的時候，以興趣為導向，選擇自己喜歡和合適的方向。并且每個方向的課程設置不同的難易度，依據學生特點，因材施教，為學生未來職業就業打好基礎。

2）構建“三重教育”場景的實踐教學體系

金陵科技學院智能科學與技術專業的實踐教學體系主要采取產教融合的模式，依托高校教育環境，發揮企業在行業發展和前沿技術的優勢，培養適應相應行業發展的高素質應用型智能技術人才。產教融合的實踐教學體系，能夠讓學生掌握和運用行業的主流技術，讓學生提前了解工業界的需求，驅動學生更有目的地學習。另外，也能彌補高校培養學生的能力與工業實際要求的能力之間落差。因此，我們構建了以學生為中心的“三重”教育場景。三重教育場景如圖2所示，主要在產教融合模式下，學校通過建設工程項目所需要的軟硬件工作環境，搭建真實場景；企業提供工程師和實際的項目，搭建行業環境和項目所需的工程場景；引導學生能夠進入到項目工作的環境，同時培養學生應具備的行業素質，在實踐課程中，學生不僅要面對項目任務，還需要理解項目的業務背景，以期在項目工作中將所學習的理論知識應用于實際項目，增加學生學習的積極性。

同時，在“三重”教育場景中，為了與理論課程體系相輔相成，設計了分階段，分層次的實踐教學，即學生在第 2至3 學期開設相關課程的課程設計，在第4至7學期開始專業方向的實訓課程。在整個實踐教學系統中，將企業項目的功能點拆分為可實施教學的模塊，分階段分層次規劃到實踐課程中，同時，理論聯系實際，在實踐課程中拋出工業實際應用中的新問題，結合理論學習的新思路，提高學生學以致用、舉一反三的能力，同時，學生的創新型思路也會反哺企業，為行業問題提供新的解決思路。

2.2 以產業需求為導向，構建“2+1+1”階梯式人才培養體系

為了培養面向解決復雜工程問題，符合企業需求的工程應用型創新人才，有效提高學生的分析、解決問題與實踐動手能力，智能科學與技術專業采用了以學生為中心、產出為導向、目標牽引、能力持續提升的“2+1+1”的人才培養模式，見圖3，第一階段為大一、大二階段，主要是數理基礎和專業核心課程培養，該階段強化數學基礎，同時拓寬學生對人工智能數學的應用面，為后期專業課的學習打牢基礎；第二階段是大三階段，主要是專業方向課學習和項目實訓，該階段從基本技能訓練進階為項目開發，同時從企業引入一些應用場景與理論結合較為密切的項目，逐步從基本知識能力過渡到應用能力；第三階段是大四階段，開始進入企業實習和進行畢業設計（論文），該階段需要進入與專業相近的企業，進行半年的企業實習，進行崗位能力與職業素養鍛煉和工程實踐能力訓練。秋季學期主要安排由企業雙師團隊授課的項目實踐環節，讓學生提前感受企業工作的模式和節奏，提高自我學習與知識遷移能力。

2.3 產教融合建設“雙師型”師資團隊

應用型本科高校教師不僅要掌握較高的理論教學知識，更應具有較為專業的實踐動手能力及創新能力。通過校企深度融合，形成“企業教師引進來，高校教師走出去”的師資隊伍建設機制，借助企業的數據和工程化能力，有效整合雙方資源，打造工程實踐師資團隊，建立適合智能科學與技術人才培養的雙師型隊伍的培養制度，助力人工智能人才的培養和高校教師實踐業務能力的提升。

2021年9月，金陵科技學院智能科學與技術專業與南京維拓科技股份有限公司開展“維拓工業軟件人才培養計劃”，掛牌“維拓工業軟件人才培養基地”，采用“項目”形式，共同培養面向工業軟件領域的高素質應用型人才。該專業教師利用空余時間或者假期到企業掛職，參與企業的研發工作，實現科研成果的轉化，提升自身的實踐能力。另外，聘請了企業的高端技術人才，如產業教授，高級工程師等來學校做兼職教師，帶動現有的師資力量。校企合力構建一支擁有豐富的實踐教學經驗、行業從業經歷、實踐技能卓越的“雙師型”師資團隊。

3 結束語

金陵科技學院作為應用型本科高校結合自身特點和產業人才需求，明確智能科學與技術專業的培養目標和定位。通過調研地方產業需求，圍繞崗位能力需求，基于產教融合合作教育方式，以學生發展為中心、以能力培養為導向，提出了“通識+專業+方向”理論課程體系和“三重教育”場景的實踐教學體系，同時提出了“2+1+1”階梯式人才培養體系和構建產教融合的“雙師型”師資團隊，期望能夠形成一套適用于應用型本科高校智能科學與專業的培養模式，為同類高校提供示范和借鑒，為應用型本科高校培養高素質的應用型人才提供新的思路。

參考文獻：

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[11] 黃繼海，劉秋菊，張子洋，等.新工科背景下智能科學與技術專業課程體系研究[J].軟件導刊，2020，19（11）：252-255.

【通聯編輯：梁書】