高職人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)探索與實踐

楊欣 李曉雨

摘要：通過系統(tǒng)分析N校建設(shè)人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的產(chǎn)業(yè)背景、所具備的優(yōu)勢，以及面臨的挑戰(zhàn)，對專業(yè)建設(shè)總體思路、人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程培養(yǎng)方案、師資建設(shè)情況和校企合作現(xiàn)狀等方面存在的問題進行深入剖析，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合嘉興人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和專業(yè)從籌備、組建到實踐三年來的探索經(jīng)驗，提出優(yōu)化課程設(shè)置、夯實編程基礎(chǔ)、著重應(yīng)用場景、校企共建課程等對策建議以更好地培養(yǎng)人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才，助力嘉興人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能;專業(yè)建設(shè);人才培養(yǎng);課程建設(shè);校企合作

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）15-0178-03

1 人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)建設(shè)的背景

近年來，我國高度重視人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2015年以來陸續(xù)出臺了多項發(fā)展規(guī)劃，將人工智能提升為國家發(fā)展的重大戰(zhàn)略。2017年國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》[1]，提出我國人工智能發(fā)展戰(zhàn)略和目標(biāo)計劃，到 2030 年我國人工智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達到世界領(lǐng)先 水平，成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心，智能經(jīng)濟、智能社會取得明顯成效，為躋身創(chuàng)新型國家前列和經(jīng)濟強國奠定重要基礎(chǔ)。同年12月，工信部發(fā)布的《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃 （2018-2020 年）》，提出促進人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升制造業(yè)智能化水平，推動人工智能和實體經(jīng)濟深度融合。2018年，教育部發(fā)布《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》[2]，提出人工智能發(fā)展的科技創(chuàng)新體系和學(xué)科體系，并有35所高等學(xué)校獲得人工智能專業(yè)建設(shè)資格。2019年，教育部增設(shè)高職人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)[3]，加快人工智能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，N校成為首批成功申報該專業(yè)的171所高職院校之一，自2020年起執(zhí)行，從2021年起更名為人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)。

作為高職專業(yè)目錄中開設(shè)的新專業(yè)，人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)包含眾多的技術(shù)理論知識，具有較大的學(xué)習(xí)難度，給高職院校的人才培養(yǎng)、教學(xué)管理和校企合作帶來了全新的挑戰(zhàn)。人工智能專業(yè)目前主要針對國內(nèi)的頂級院校本科階段學(xué)生以及其他本科院校的研究生博士生階段學(xué)生，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，要求學(xué)生具有良好的計算機軟硬件基礎(chǔ)、高等數(shù)學(xué)理論和人工智能專業(yè)知識，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]。這對于當(dāng)前的高職學(xué)生來講存在很大的難度，尤其是針對生源一般的普通民辦院校，如何在這樣的條件下培養(yǎng)出大量符合人工智能產(chǎn)業(yè)需要的人才，是我們高職院校亟待解決的問題。因此，高職院校需要充分評估當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)情況，結(jié)合自身辦學(xué)特色，從專業(yè)市場定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系規(guī)劃和師資團隊建設(shè)等方面開展專業(yè)建設(shè)工作，培養(yǎng)具備行業(yè)特色的人工智能人才，滿足服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展和當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)升級需求[5]。

本文后續(xù)內(nèi)容安排如下：第2部分分別從專業(yè)建設(shè)總體思路、人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程培養(yǎng)方案、師資建設(shè)情況和校企合作現(xiàn)狀等方面講述N校人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的建設(shè)實踐經(jīng)驗;第3部分講述在具體的實踐過程中遇到的一些問題以及探索的解決方法;第4部分總結(jié)全文。

2 N校人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)建設(shè)實踐

2018 年“發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”首次寫入政府工作報告，2019 年政府工作報告明確指出“打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，拓展‘智能+’，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級賦能”。人工智能技術(shù)是實現(xiàn)制造強國的必然選擇，長三角地區(qū)特別是浙江省信息產(chǎn)業(yè)及互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在全國領(lǐng)先。在上一個“十三五”期間，嘉興市已建成全國新一代互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施先行市，互聯(lián)網(wǎng)與產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新示范市，全國新型智慧城市標(biāo)桿市和全國互聯(lián)網(wǎng)制度與環(huán)境建設(shè)高地的“互聯(lián)網(wǎng)+”“三市一地”，打造對接信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高水平人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，是充分發(fā)揮新一代信息技術(shù)在推動社會智慧化和推進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級等過程中的戰(zhàn)略舉措。

在 “十四五”期間，嘉興計劃建成全國數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地，做優(yōu)做強智能終端、智能光伏和新一代網(wǎng)絡(luò)通信三大優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，謀劃布局柔性電子、人工智能和車聯(lián)網(wǎng)三大新興產(chǎn)業(yè)。依托南湖研究院，聚焦人工智能、未來網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，開展應(yīng)用研究與技術(shù)開發(fā)[6]。

2.1 專業(yè)建設(shè)總體思路

N校在上一個五年發(fā)展規(guī)劃中就提出依靠交大，立足嘉興，全面對接地方經(jīng)濟發(fā)展的新思路，從2019年起，積極籌建人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)，在專業(yè)籌建過程中，圍繞明確的人才培養(yǎng)目標(biāo)，積極投入專業(yè)建設(shè)。在加強師資隊伍建設(shè)、完善課程體系、加強實驗室建設(shè)、拓展產(chǎn)學(xué)研合作平臺等活動中有條不紊地開展工作。通過多次調(diào)研嘉興及周邊長三角地區(qū)人工智能產(chǎn)業(yè)的相關(guān)企業(yè)（中電海康威視、中電36所、上海西信、麒盛科技等），同時與省內(nèi)和周邊的兄弟院校保持密切的交流與聯(lián)系，制定了具有N校特色的以Python編程為基礎(chǔ)的計算機視覺和數(shù)據(jù)處理的課程方向群。這兩個方向不僅考慮到當(dāng)前人工智能行業(yè)熱點的計算機視覺方向，而且兼顧了人工智能行業(yè)的數(shù)據(jù)處理方向，目標(biāo)在于讓學(xué)生掌握這兩個方向一定的基礎(chǔ)知識，便于他們在以后的擇業(yè)就業(yè)時，能夠在數(shù)據(jù)處理和計算機視覺相關(guān)的產(chǎn)業(yè)繼續(xù)深耕。

2.2 人才培養(yǎng)目標(biāo)

人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，是培養(yǎng)理想信念堅定，德、智、體、美、勞全面發(fā)展，掌握本專業(yè)知識和技術(shù)技能，能夠從事人工智能應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)與測試、人工智能應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理、人工智能應(yīng)用產(chǎn)品營銷和人工智能應(yīng)用產(chǎn)品技術(shù)支持等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。其就業(yè)崗位面向計算機、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)服務(wù)、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)等行業(yè)的計算機軟件技術(shù)人員、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員、計算機系統(tǒng)分析技術(shù)人員和其他計算機與應(yīng)用技術(shù)人員等職業(yè)群。同時還要具有一定的科學(xué)文化水平和良好的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和創(chuàng)新意識，精益求精的工匠精神，具備較強的就業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展的能力。

2.3 課程培養(yǎng)方案

課程體系依據(jù)計算機和人工智能崗位群構(gòu)建。課程設(shè)置充分對接人工智能技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)需求，課程內(nèi)容反映技術(shù)發(fā)展、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和終身學(xué)習(xí)能力。人工智能技術(shù)應(yīng)用課程平臺集成了Python程序設(shè)計、數(shù)據(jù)分析與處理、計算機視覺開發(fā)與應(yīng)用、Web應(yīng)用開發(fā)等多種技術(shù)體系，將綜合素質(zhì)養(yǎng)成、工匠精神培育、專業(yè)能力訓(xùn)練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入人才培養(yǎng)全過程，通過融合、重構(gòu)現(xiàn)有課程體系，開發(fā)基于職業(yè)工作過程的模塊化課程，形成“底層共享、中層分立、頂層互通”的專業(yè)課程體系，如圖 1所示。公共基礎(chǔ)課程與全校信息類專業(yè)共享，專業(yè)基礎(chǔ)課程（程序設(shè)計基礎(chǔ)、Web開發(fā)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)和計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)等）實現(xiàn)與學(xué)院計算機特色專業(yè)共享，培養(yǎng)學(xué)生的公共能力和職業(yè)基本能力;專業(yè)核心課程（計算機視覺基礎(chǔ)和應(yīng)用、程序設(shè)計進階、Web開發(fā)進階、機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析等課程）對接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)專項能力;選修課程（辦公軟件高級應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘與分析和計算機輔助設(shè)計等課程）拓寬學(xué)生知識面，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)遷移能力;頂層貫通課程對接人工智能技術(shù)應(yīng)用崗位群工作任務(wù)，融合Web程序開發(fā)、計算機視覺開發(fā)、數(shù)據(jù)分析處理等多種技術(shù)技能模塊，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作、項目開發(fā)的綜合能力和崗位拓展能力。

2.4 師資建設(shè)情況

在人工智能領(lǐng)域技術(shù)交叉的背景下，對人才的綜合素質(zhì)和技能、跨專業(yè)的技術(shù)融合能力提出了更高的要求。但是目前人工智能技術(shù)應(yīng)用人才培養(yǎng)平臺與當(dāng)前人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)對接深度還不夠、培養(yǎng)的學(xué)生技術(shù)技能相對單一、教師服務(wù)智能化產(chǎn)業(yè)能力還不高，對人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)在產(chǎn)教深度融合、復(fù)合型人才培養(yǎng)、教學(xué)創(chuàng)新團隊建設(shè)等方面提出了全新的挑戰(zhàn)。

因此N校在專業(yè)成立之初，就組建了一套精干教學(xué)團隊，專業(yè)帶頭人具有某通信總體研究所十余年的項目研發(fā)經(jīng)歷，對人工智能行業(yè)的技術(shù)能力要求有著深刻理解;專業(yè)資深教師也都有多年的企業(yè)項目經(jīng)歷，對人工智能的數(shù)據(jù)處理算法等有著獨到深入的見解。同時專業(yè)還配備多名具有相關(guān)專業(yè)背景和多年海外留學(xué)經(jīng)歷的專業(yè)教師，對國內(nèi)外的人工智能行業(yè)主流技術(shù)、發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢都十分熟悉。再輔以學(xué)校老牌特色專業(yè)——計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的雄厚師資，為新專業(yè)保駕護航。在學(xué)院的大力支持下，人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的多門核心專業(yè)課全部由本專業(yè)教師和計算機專業(yè)老師承擔(dān)，少數(shù)部分非核心課程由外聘企業(yè)或其他學(xué)校教師承擔(dān)，取得了不錯的教學(xué)效果。

2.5 校企合作方式

目前N校人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)還沒有畢業(yè)生，因此很多校企合作的內(nèi)容主要集中在課程建設(shè)上，主要是實訓(xùn)室的共建和實踐課程的建設(shè)上，實訓(xùn)室建設(shè)目前主要是搭建對應(yīng)的軟硬件平臺，主要包括實訓(xùn)教學(xué)軟件平臺及其對應(yīng)的服務(wù)器設(shè)備，為學(xué)生競賽配備的人工智能機器視覺設(shè)備等。而在實踐課程的建設(shè)上，主要包括一系列的實踐課程的校企共建，企業(yè)將大數(shù)據(jù)處理、計算機視覺開發(fā)中的一些真實應(yīng)用項目轉(zhuǎn)化為課堂中的實踐教學(xué)課程，在大三的實踐課中進行實際的操作和訓(xùn)練，目前已經(jīng)轉(zhuǎn)化了兩門課程的實踐課，待學(xué)生進入大三之后進行實際的檢驗。

3 人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)建設(shè)實踐經(jīng)驗

從2020年第一屆招生以來，N校人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)已招收80余名學(xué)生，從兩年來的教學(xué)情況來看，在專業(yè)籌建時的想法已有部分內(nèi)容初具成效，下面從兩個方面分享心得體會。

3.1 課堂管理

高職學(xué)生在自控能力上普遍存在一些問題，尤其體現(xiàn)在課堂的教學(xué)上。在調(diào)研過程中，發(fā)現(xiàn)許多高職院校課堂的管理往往流于形式。本專業(yè)教師深耕企業(yè)多年，對于企業(yè)需要什么樣的畢業(yè)生深有體會，企業(yè)首先需要一個遵紀(jì)守法，嚴(yán)守企業(yè)規(guī)章制度的員工。N校對此從學(xué)校頂層成立教學(xué)督導(dǎo)處，不僅僅對學(xué)生上課遲到、早退、曠課問題嚴(yán)肅處理，同時對課堂中學(xué)生看手機、打游戲、睡覺、不帶課本、不做筆記等不學(xué)習(xí)的問題也要求教師嚴(yán)格管理。人工智能專業(yè)教師深知此事的重要性，因此嚴(yán)格執(zhí)行學(xué)校的教學(xué)管理要求，嚴(yán)格落實課堂考勤要求，嚴(yán)肅課堂學(xué)習(xí)紀(jì)律，同時從思想教育方面讓學(xué)生認識到課堂認真學(xué)習(xí)的重要性，并且要求老師在教學(xué)過程中加強師生互動，對課堂中學(xué)生開小差及時提醒，這對培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣起了極大的促進作用，從另外一個方面來講，良好的課堂氛圍也能夠極大促進了教師的課堂教學(xué)質(zhì)量的發(fā)展，面對積極響應(yīng)的課堂，教師也能夠從中得到自己教學(xué)情況的反饋，積極改進課堂教學(xué)內(nèi)容，對三教改革中的教法改革起到了極大的促進作用，為后續(xù)教學(xué)的提質(zhì)增效樹立了良好的示范。

3.2 課程管理

N校作為普通民辦高職院校，招收的學(xué)生在邏輯性較強的課程中比較吃力，尤其是編程類的課程。在專業(yè)成立之初，人工智能專業(yè)充分吸取計算機專業(yè)開設(shè)編程類課程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，從多門編程語言課程中挑選了較為容易學(xué)習(xí)入門的Python語言作為基礎(chǔ)語言課程。同時Python作為人工智能行業(yè)運用較為廣泛的語言，也是行業(yè)中編程語言的首選。在其他課程的設(shè)置上，本專業(yè)在后續(xù)開設(shè)的程序設(shè)計進階、計算機視覺基礎(chǔ)和應(yīng)用、爬蟲和數(shù)據(jù)處理、機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的課程都是以Python為基礎(chǔ)開展授課，這樣使得學(xué)生在學(xué)習(xí)該語言，初步具備編程語言基礎(chǔ)后，能夠反復(fù)地使用該語言開展后續(xù)各門課程的學(xué)習(xí)和實訓(xùn)，進一步掌握該語言，并夯實編程基礎(chǔ)。從目前大二學(xué)生的編程能力來看，大都具備較扎實的Python編程能力，并能夠熟練地運用相關(guān)的函數(shù)庫等，解決計算機視覺和數(shù)據(jù)處理等方面的問題，達到課程設(shè)置的預(yù)期。

3.3 課程內(nèi)容調(diào)整

在具體實踐過程中，也會發(fā)現(xiàn)課程設(shè)置中的一些缺陷和不足。問題主要集中在學(xué)生人工智能行業(yè)中算法的學(xué)習(xí)上，普遍反映算法學(xué)習(xí)太難，學(xué)習(xí)效果差，畏難情緒嚴(yán)重，甚至影響了其他課程的學(xué)習(xí)。

在首批開設(shè)的課程中，包括計算機視覺基礎(chǔ)和應(yīng)用、機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)及應(yīng)用和深度學(xué)習(xí)與運用等課程，包含了大量的底層算法實現(xiàn)的內(nèi)容。在計算機視覺基礎(chǔ)和應(yīng)用的課堂講學(xué)中，具體講解針對圖像處理中的平滑處理、邊緣檢測和形態(tài)學(xué)操作等內(nèi)容時，學(xué)生普遍對其中的原理產(chǎn)生畏難和厭學(xué)情緒。根據(jù)學(xué)生的知識儲備和接受程度，專業(yè)教師簡化了對原理的深入講解，將授課重點轉(zhuǎn)移到這些算法的處理結(jié)果上，并與生活中的美顏相機等圖像處理應(yīng)用相結(jié)合，讓學(xué)生著重在算法的運用上下功夫，在最后的課程考核中取得了不錯的效果。

設(shè)置這些課程設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)，是為了讓學(xué)生知其然并知其所以然，開拓知識范圍，讓學(xué)生在以后的工作中具備較強的上升空間和潛力。然而在實際的教學(xué)過程中，算法的原理只有少部分同學(xué)感興趣，極少數(shù)同學(xué)愿意去深入鉆研。因此，專業(yè)后續(xù)調(diào)整了人培方案，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)兩門課程合二為一，主要是指導(dǎo)學(xué)生基于PyTorch的深度學(xué)習(xí)模型的使用，同時針對機器學(xué)習(xí)的課程，教師逐步淡化原理部分的講解，更偏重于算法的應(yīng)用場景的描述，目前都取得了不錯的效果。但是，對一些必要的原理內(nèi)容，不但不能放棄，而是深入鉆研，借助動畫、視頻等生動形象的多媒體手段，直觀地展示出來，使學(xué)生更容易接受，從而拓寬其今后職業(yè)生涯中上升的通道。

4 總結(jié)

N校人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)在三年來的專業(yè)建設(shè)過程中，經(jīng)歷了不少風(fēng)雨，但是也收獲滿滿，目前首屆專業(yè)學(xué)生已經(jīng)進入大三，等待就業(yè)市場的檢驗。后續(xù)專業(yè)還需要繼續(xù)不斷完善和改進現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案，并根據(jù)人工智能行業(yè)熱點方向及時調(diào)整課程建設(shè)內(nèi)容，同時融入學(xué)校相關(guān)專業(yè)以及兄弟院校優(yōu)秀的專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗，加強專業(yè)之間的交流和合作，使培養(yǎng)出來的學(xué)生能夠緊跟行業(yè)發(fā)展方向，成為行業(yè)合格的人才。

參考文獻：

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【通聯(lián)編輯：梁書】