產(chǎn)教融合模式下人工智能實踐教學探討

王貴財 樊超 張玉宏

摘 要：針對人工智能實踐教學與專業(yè)技術實踐脫離、實踐教學目標與企業(yè)技術崗位需求脫節(jié)問題，依托河南工業(yè)大學人工智能現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院平臺，研究實施“人工智能實踐基地建設、產(chǎn)教融合實踐教學模式”，探究具有河南工業(yè)大學特色、產(chǎn)教融合背景下的人工智能實踐教學模式，讓產(chǎn)教融合實踐教學形成正面導向，構(gòu)建校企協(xié)同育人的工程教育示范。同時也為探索科學、可行和具有推廣價值的人工智能專業(yè)實踐教學建設提供路徑，進而提高服務人工智能行業(yè)需求和中原區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的創(chuàng)新驅(qū)動能力。

關鍵詞：產(chǎn)教融合；人工智能；實踐基地；教學模式

基金項目：2021年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“基于產(chǎn)教融合的人工智能現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院建設路徑研究與實踐”（編號：2021SJGLX401）；2021年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“地方本科高校產(chǎn)教融合推進高質(zhì)量人才培養(yǎng)研究與實踐”（編號：2021SJGLX135）；2021年河南省高等教育研究重點項目“產(chǎn)教融合視域下產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐—以人工智能為例”（編號：2021SXHLX013）；2020年教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目“面向新工科的人工智能專業(yè)課程體系建設與改革”（編號：202002163007）

作者簡介：王貴財（1979— ），男，河南工業(yè)大學人工智能與大數(shù)據(jù)學院講師，研究方向為人工智能實踐教學；樊超（1976— ），男，河南工業(yè)大學人工智能與大數(shù)據(jù)學院教授，研究方向為信息與信號處理、光電信息檢測及圖像處理；張玉宏（1980— ），男，河南工業(yè)大學人工智能與大數(shù)據(jù)學院講師，研究方向為人工智能、大數(shù)據(jù)、科技哲學。

產(chǎn)教融合的初衷是結(jié)合高校各專業(yè)與相關行業(yè)的頭部企業(yè)，充分利用校企資源，最大程度融合專業(yè)知識與企業(yè)資源，實現(xiàn)理論與實踐的精準對接，構(gòu)建教育、生產(chǎn)、創(chuàng)新一體化的教學活動，完成校企教育鏈、地方產(chǎn)業(yè)鏈以及多方創(chuàng)新鏈多鏈融合，培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人工智能技術技能人才。但是高校人工智能專業(yè)實踐教學過程中存在教學內(nèi)容與工程技術實踐脫節(jié)、教學目標與行業(yè)企業(yè)崗位需求脫離等問題，未能形成真正的產(chǎn)教融合協(xié)同育人的人工智能實踐教學模式，當然未能達到培養(yǎng)學生實踐能力的目標。

研究團隊立足人工智能實踐教學，圍繞建設產(chǎn)教融合實踐基地和實踐教學模式兩個方面探討產(chǎn)教融合模式下的人工智能實踐教學。

一、人工智能專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

人工智能是研究開發(fā)模擬、延伸和擴展人類智能的理論方法技術及應用的系統(tǒng)科學，也是數(shù)學、計算機科學、信息、腦認知科學等綜合性交叉學科。尤其人工智能產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展催生了相應人工智能人才需求量的劇增，在人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等為代表的新一代信息技術的強力推動下，實踐水平高的專業(yè)人才的社會需求量日益增加。

為適應國家新興戰(zhàn)略需求，助力河南經(jīng)濟強省和制造業(yè)強省建設，支撐河南省新一代人工智能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，2019年7月，河南工業(yè)大學成立人工智能與大數(shù)據(jù)學院并設置人工智能本科專業(yè)，2020年正式開始本科招生。人工智能專業(yè)秉承高素質(zhì)人才培養(yǎng)定位，以新工科內(nèi)涵建設為引領，旨在貫徹落實《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》《關于開展新工科研究與實踐的通知》等文件有關新工科專業(yè)建設的要求，深化產(chǎn)學研協(xié)同育人，創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)人工智能領域的復合型應用型人才，更好服務區(qū)域經(jīng)濟建設發(fā)展。

科大訊飛在語音語言識別核心技術及人工智能等領域擁有國際領先的技術成果，是知名的智能語音及人工智能技術提供商。近年，科大訊飛開展產(chǎn)學研融合新模式、新業(yè)態(tài)探索與推廣，實現(xiàn)科研力量、企業(yè)技術需求、各類要素高效配置，助力創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、人才鏈、資金鏈一體化整合。

河南工業(yè)大學深入分析人工智能專業(yè)相關行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，據(jù)此學校人工智能專業(yè)與科大訊飛建立校企合作關系，充分發(fā)揮各自資源優(yōu)勢，在科技人才培養(yǎng)、聯(lián)合建設產(chǎn)業(yè)技術研究院、共享教育資源科學技術、聯(lián)合構(gòu)建教育教學信息化等方面開展深度合作，以共建國家重點現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院為抓手，聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展、創(chuàng)新體制機制，唯先唯實、久久為功，共同打造更加科學系統(tǒng)、更加符合產(chǎn)業(yè)需求的人工智能教學體系，聯(lián)合培養(yǎng)高質(zhì)量人工智能領域人才，為經(jīng)濟社會發(fā)展和戰(zhàn)略技術革新提供更加強大的人才支撐。

二、產(chǎn)教融合實踐基地建設

（一）指導思想

以《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《新工科研究與實踐項目指南》等文件有關新工科人才培養(yǎng)促進新經(jīng)濟發(fā)展的要求為依據(jù)，堅持“目標明確，統(tǒng)籌規(guī)劃；分步實施，突出重點；講求效益，資源共享”的基本原則，優(yōu)化資源配置，注重資金投入力度，完善并創(chuàng)新實驗管理機制，合理整合、優(yōu)化實驗室結(jié)構(gòu)，通過實踐基地的建設，為學生提供先進的實驗設備，推出滿足不同專業(yè)需求的實驗項目，建設一個高水平、高實踐性的實驗管理體制和開放性實驗環(huán)境。

河南工業(yè)大學人工智能與大數(shù)據(jù)學院堅持“育人為本、服務產(chǎn)業(yè)、融合發(fā)展”的辦學理念，以校企合作的方式深化產(chǎn)學研協(xié)同育人，持續(xù)推動人工智能人才培養(yǎng)模式改革，河南省重點現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院——河南工業(yè)大學人工智能產(chǎn)業(yè)學院于2021年獲批成立，是河南省唯一一所人工智能現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院。校企通過共建基地、共育人才、共研項目、共享成果，采用合作招生、合作培養(yǎng)、合作建設、合作指導等多種方式，實現(xiàn)學校、學生、企業(yè)、教師四方聯(lián)動，促進校企共同發(fā)展，進一步增強服務行業(yè)和河南省經(jīng)濟建設的支撐能力。探索科學、可行和具有推廣價值的建設路徑。

（二）人工智能實踐基地建設

圍繞人工智能領域人才培養(yǎng)特點，河南工業(yè)大學已建成集實驗環(huán)境、實踐教學案例、實踐教學環(huán)境于一體的產(chǎn)教融合實踐基地，其中1150平方米專業(yè)實踐基地用于滿足實踐教學需要，110平方米服務于產(chǎn)教融合應用的高性能計算中心和290平方米的河南工業(yè)大學人工智能認知廳用于體驗沉浸式教學。本研究主要介紹專業(yè)實踐基地和科大訊飛人工智能實驗室AILab。

1.專業(yè)實踐基地

人工智能實驗室通過云桌面以及高性能計算中心能同時滿足280名學生共同學習。以實踐教學平臺為載體，在AI算法模型能力應用層面，依托行業(yè)內(nèi)的成熟模型算法支撐，能夠快速將最新領域的研究能力進行轉(zhuǎn)化，還可以通過校企合作方式，為學有余力的學生提供成熟算法模型和深度學習平臺。實踐內(nèi)容涵蓋人工智能等多個領域。平臺集教學、實訓和研究于一體，側(cè)重各種技術之間的融合與應用，以滿足日常教學需求。從基礎課程“課間教學實驗”，到綜合實踐項目“大實驗”，再到人工智能核心能力平臺應用的“AI實踐實驗”，按照專業(yè)培養(yǎng)計劃，遵循教學規(guī)律，構(gòu)建完整的AI實驗室解決方案，從而激發(fā)學生主動學習的意愿。

2.科大訊飛AILab實驗室

科大訊飛AILab實驗室是進行人才培養(yǎng)的練兵場和孵化器，其特色在于采取人工智能專業(yè)教學，全鏈條實現(xiàn)“AI專業(yè)教材+AI在線教學平臺+訊飛企業(yè)導師授課”。AILab從產(chǎn)、學、研三方面出發(fā)，根據(jù)人工智能教學的實踐需求，力圖將AI核心技術、解決方案以及行業(yè)應用經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為實驗室產(chǎn)品與資源，幫助學生完成AI實踐教學目標，提升學生專業(yè)實踐技能及應用能力。

三、產(chǎn)教融合實踐教學模式

人工智能培養(yǎng)的是具有一定理論知識的應用型人才，產(chǎn)教融合實訓基地為實踐教學提供多元教學平臺并直接關系到整個專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，但是實踐教學效果與教學模式密不可分。河南工業(yè)大學人工智能與大數(shù)據(jù)學院面向人工智能領域的前沿技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，發(fā)揮校企各方優(yōu)勢、共享各方資源，聯(lián)合學科領域內(nèi)的頭部企業(yè)科大訊飛共同培養(yǎng)符合國家戰(zhàn)略需求及河南省新一代人工智能和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的復合型創(chuàng)新人才。近年經(jīng)過不斷探索，形成了一套獨具特色的“工大”產(chǎn)教融合實踐教學模式。產(chǎn)教融合實踐教學模式主要從人才培養(yǎng)機制、實踐課程體系設置、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等方面進行探究，從而全面實現(xiàn)產(chǎn)教融合的專業(yè)實踐教學模式的構(gòu)建。

（一）人才培養(yǎng)機制

人才培養(yǎng)模式方面，一是強調(diào)校企深度融合，對標產(chǎn)業(yè)人才需求，實施“3+1”“項目+”“AI+”的項目化、個性化人才培養(yǎng)新模式，為學生提供一整套科學的人才培養(yǎng)體系與行業(yè)緊密結(jié)合的課程、實驗、平臺資源。一方面，實踐基地建設項目增加了學生在人工智能方面的實踐環(huán)節(jié)，有效提高了學生的就業(yè)競爭力；另一方面，實踐基地建設通過引入相關課程資源、學生實訓和學生創(chuàng)新環(huán)境等多種資源有力促進了人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)改革。根據(jù)企業(yè)技術崗位需求設置課程培養(yǎng)方案和學生畢業(yè)要求，以改促學推進規(guī)章制度建設，提升教學質(zhì)量，建立學生實時學業(yè)預警機制。通過監(jiān)控與反饋教學過程和教學資源建設等方式，全面建立學校、企業(yè)、校友和畢業(yè)生等多方參與的過程、完善教學質(zhì)量評價和反饋機制。引入第三方評價機制并根據(jù)評價反饋結(jié)果，對培養(yǎng)目標、核心能力、課程大綱、教學方式和教學條件等進行追蹤，持續(xù)性、系統(tǒng)性地制定并改進方案，力爭提高學生核心競爭能力以便適應產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需要。

（二）實踐課程體系

實踐課程體系堅持以“學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進”工程認證教育理念為指導，注重解決復雜工程問題能力，促進學科交叉，貫徹基于產(chǎn)出OBE的工程教育理念，以OBE大綱中的培養(yǎng)目標為依據(jù)。制訂人工智能實踐教學計劃時，有意識地將學生作為實踐主體，將人工智能專業(yè)崗位能力需求嵌入到河南工業(yè)大學人工智能專業(yè)培養(yǎng)方案中，便于引導學生根據(jù)自身需求參與專業(yè)實踐，開展實踐教學活動，幫助學生思考和提高工程技術實踐能力進而達到實踐教學效果。依托產(chǎn)業(yè)學院，按照產(chǎn)教融合實踐基地組織和實施，注重多場景的技術應用，企業(yè)導師既要具備崗位經(jīng)驗又要具備管理能力，還要能夠完成各項教育教學任務。針對企業(yè)導師教學素養(yǎng)薄弱問題，校方有必要組織一線優(yōu)秀教師對企業(yè)導師進行教學培訓，根據(jù)人工智能專業(yè)學生特點，有針對性培養(yǎng)企業(yè)導師的教學能力；經(jīng)常性開展學校專業(yè)教師和企業(yè)導師教學經(jīng)驗交流會，探究教學活動設計方案與學生管理等內(nèi)容，推動將企業(yè)實踐和學校教學進行有機融合。同時為保障實踐課程質(zhì)量，建立實踐課程的質(zhì)量標準，從各個環(huán)節(jié)狠抓實踐課程建設質(zhì)量，從修訂實踐課程大綱、優(yōu)化課程實踐內(nèi)容、改進教學方法、優(yōu)化師資隊伍、強化教學評價反饋等各個方面強化課程建設，全力實現(xiàn)課程質(zhì)量內(nèi)涵式提升。

（三）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

依托河南省人工智能產(chǎn)業(yè)學院，利用校內(nèi)實踐教學基地與科大訊飛AILab平臺，實施產(chǎn)教融合的實踐教學模式，制定創(chuàng)新型人工智能專業(yè)培養(yǎng)方案，達到提高學生專業(yè)能力和創(chuàng)新意識。其優(yōu)勢在于：一是鼓勵學生積極加入人工智能創(chuàng)意小組，參加本專業(yè)各種學科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)賽事，通過“以賽促教、以賽促學”全面提升學生的創(chuàng)新實踐能力。二是科大訊飛在本專業(yè)人才培養(yǎng)全過程中貫穿創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。例如，請企業(yè)導師開設“成長規(guī)劃”“人才需求”“創(chuàng)新能力與實踐”等課程，一方面企業(yè)導師作為科大訊飛企業(yè)文化和先進技術的宣傳者和實踐者，負責宣傳人工智能行業(yè)文化、企業(yè)動態(tài)、與時俱進的技術和方法；另一方面有助于學生洞察市場、做好專業(yè)知識儲備。三是做學生職業(yè)生涯規(guī)劃的引路人，企業(yè)導師作為人工智能業(yè)務領域的專家或技術骨干，有助于學生做好本科四年的學習規(guī)劃。以專業(yè)促就業(yè)，以就業(yè)反哺專業(yè)，以專業(yè)技術實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育相互促進為手段，以全面提升學生素質(zhì)能力為主線，持續(xù)提升學生綜合素質(zhì)和知識運用能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

河南工業(yè)大學人工智能產(chǎn)業(yè)學院成立時間僅三年多，對具有產(chǎn)教融合背景下的人工智能實踐教學模式探索和實踐還未深入，培養(yǎng)效果未完全呈現(xiàn)，面臨許多困境和困惑。通過探究創(chuàng)新、具有河南工業(yè)大學特色的人工智能實踐教學模式，真正讓產(chǎn)教融合實踐教學形成正面導向，推動本專業(yè)人才培養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等與新一代人工智能產(chǎn)業(yè)深度融合，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式改革，為打造河南省人工智能與大數(shù)據(jù)領域特色產(chǎn)業(yè)學院，形成校企協(xié)同育人的工程教育示范，探索科學、可行和具有推廣價值的建設路徑，提高學院服務人工智能行業(yè)需求和中原區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的創(chuàng)新驅(qū)動能力。

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責編：應 圖