應用型本科人工智能人才培養體系研究

王子炎 龔 凡 吳德林

廣州理工學院，廣東 廣州 510850

近年來，人工智能在許多領域表現突出，國家高度重視人工智能技術研發以及人工智能人才培養。未來，人工智能將作為影響國家經濟發展的核心因素，也是國家科技實力的重要體現。人工智能推動了一大批產業的出現和發展，中國已經初步形成了一條包含智能制造、智能家居、智慧交通、智慧金融以及智能醫療的產業鏈，人工智能的產業化帶來了新的發展模式和新的機遇，推動了國家經濟社會的飛速發展。人工智能在我國呈現急速上升的發展趨勢，這意味著有更多基于人工智能或需要人工智能技術支撐的產業會被開發，有更多領域引入人工智能技術，這就需要大量人工智能專業人才。社會對于人工智能專業人才的需求量與日俱增，這就對高校提出了更高的要求。當前，應用型本科高校對于人工智能人才培養體系的建設還處于摸索階段，部分高校仍然采用傳統的人才培養體系，對于人工智能這類新工科專業，其包含的技術新穎，覆蓋領域廣，傳統的培養模式不再適用。因此，國內很多專家學者展開了關于應用型本科該如何建設人工智能專業人才培養體系這一問題的探討和研究。

董君等［1］從課程體系、創新教學模式以及智慧平臺的搭建等方面進行闡述，并基于大數據人工智能技術對人工智能人才培養模式進行了研究，提出了一種高校建設新工科專業的新思路。曾毅等［2］提出打造“專業核心課+行業實踐+N方向選修課+專業綜合實訓”的平臺理念，以培養符合企業需求的高質量“人工智能+”應用型人才。胡杰等［3］通過分析各地方院校人工智能專業人才培養的方式，并結合應用型本科自身發展特點，提出了各地方院校需要建立覆蓋范圍廣的技能型人工智能人才培養方案的觀點，以培養學生的實踐能力為主，真正實現人工智能專業教育的創新發展。王少青等［4］從課程體系建設的角度出發，通過對眾多一流大學人工智能專業進行調研，以及考察目前市面上出版的人工智能專業課程相關教材，針對不同階段的人才培養目標提出了對應的合理化建議。梁兆春等［5］從行業的角度，分析了人工智能專業建設的必要性，并提出了基于項目導向的工程教學，改進現有的人才培養評估機制，在提高學生學習興趣的同時也讓學生重視人工智能專業課教育。姚琳等［6］針對人工智能專業各階段的課程進行了詳細規劃，同時對問題驅動型教學的教學方法進行探索和研究，并提出了檢驗教學方法是否合理的評價模式。馮明佳［7］提出了將創新創業教育融入人工智能課程體系，開拓學生創新創業思維，使學生意識到人工智能在社會各領域潛在的機遇，促進學生的多元化發展。李海峰［8］通過對比中美人工智能專業的教育方式的不同，提出了我國需要在人工智能教育生態系統和研發機制進行改革和建設，以促進我國人工智能教育發展。郭士茹等［9］分析現有人工智能專業人才培養模式存在的缺陷和不足，通過建立體驗式教學平臺，開展校企合作以及建立合作學習模式，提升教師自身的專業素養，保證教學質量。邱慧麗等［10］對人工智能專業整體建設進行了規劃設計，提出了校政行企融一體的建設模式，以解決當前應用型人才存在的實踐和實操能力不足的問題。

本文以人工智能專業人才培養為研究目標，結合應用型本科辦學特點，從人才培養目標定位、教學模式創新、課程考核與評價四個方面來進行探討，形成一套適合于應用型本科學生的人才培養體系。

一、人工智能專業人才培養目標

應用型本科高校辦學特點是以培養應用型人才為主，尤其是理工科類院校，辦學主旨不是為了培養學術型或研究型人才，而是培養學生技術應用能力，以便學生能更好地適應社會需求和發展。應用型本科的人才培養主要面向三本院校學生，該層次學生往往具有以下的特征。

（一）學生對于學科的認識不夠清晰，在學習過程中往往忽略課程與課程之間的關聯性，導致學生學習效率低，這與學校所構建的課程體系也有一定關系。

（二）學生對于自身要求不高，缺乏學習驅動力，缺少學習目標和方向，學校在這一方面做的工作比較少，學生往往處在被動學習狀態，對于理工科學生來說，學校除了課程實驗之外，很少組織學生進行課外的實踐實訓活動，學生無法鞏固課上學到的知識，這也導致了學生對專業知識缺乏深刻理解，在畢業時沒有一技之長，缺乏就業競爭力［11］。

（三）應用型本科學生基礎薄弱，課堂上所接受的專業知識很難消化，學習能力有待進一步提升。

對此，應用型本科需要首先確定人工智能人才培養目標，培養目標可以從兩個方面著手。第一，確定專業方向，人工智能這一專業涵蓋的理論知識十分廣泛，其中包含的核心技術和數學原理也是相當復雜，在設定培養目標時應充分考慮學生的接受程度，如果在教學過程中核心原理涉及過多，難免出現課堂上學生抓不住重點，晦澀難懂的理論很容易消磨學生的學習興趣，對授課過程有非常大的影響，而如果浮于表面避開核心理論，又會導致后續的實驗課難以開展。應用型本科主要培養原則側重實際應用，所以人工智能培養體系應包括一些熟悉技術應用層的教學工作，即多讓學生接觸實際落地產品，以自上而下的方式去了解產品的結構和運作原理，將課堂上傳授的知識與實際產品相結合，從而達到學以致用的目的。第二，確定發展方向，人工智能是一門新興學科專業，其所涵蓋的專業知識復雜，學生想要扎實掌握這些專業知識并達到企業的從業標準是十分困難的，為了解決這一問題，可適當調整教學內容，在保證專業知識教授的前提下，增加智能產品測試、維護及營銷等一些授課內容，更細致的劃分是智能系統維護、產品技術支持、智慧平臺構建、智能產品售前售后服務。授課內容的改進很大程度上提升了學生的就業選擇性，也為后續專業建設指明方向。

二、教學模式創新

現有的教學模式多以理論教學為主，實驗環節占比較少，而人工智能是一門非常需要實驗和實訓環節作為支撐的專業。人工智能專業涵蓋大量的基礎理論知識和專業知識，所涉及的領域需要學生有扎實的編程基礎和算法經驗，而目前的應用型本科教育無法使大部分學生具備這種能力，需要改變教學方式來促進人工智能專業學生對自身能力的提升。

實踐性是新工科的一大特點，傳統的理論與實踐分離式教學方式并不適用于人工智能專業，學生在課堂上學習的專業知識無法及時得到驗證。因此，將實踐融入課堂教學是十分必要的。實踐包括兩個環節，第一個環節由教師通過分析與本堂課所講內容相符的案例，增加課堂信息量，促進學生對知識的吸收，使授課過程更加生動。第二個環節由老師布置相應練習題讓學生動手實踐，可將學生進行分組，在實踐的同時培養學生的合作意識。實踐時間和理論講解時間應占比均衡，實踐內容不要過于復雜，以提高學生動手能力和興趣為主。在實踐過程中，教師主要充當組織和引導的角色，鼓勵學生從多角度分析問題，促使學生在學習和實踐過程中不斷反思和改進，加強自我監督自我學習能力。課堂結束前教師對每組學生的實踐結果進行考察，學生可以給同學分享本堂課的收獲和體會，其他同學也可以進行提問，這種交互方式能夠提高每位學生的參與感和積極性。

在新工科背景下，教育教學要以實踐創新為導向，在課堂實踐的基礎上建設與人工智能專業相匹配的教學模式，以提升學生的創新能力和創新精神。學校可通過校企結合的模式改善學校的硬件設施，以此強化學校資源配置。校企結合能夠給學生提供更多的實踐機會和實踐資源，學生能夠更好地掌握人工智能領域的實際應用和技術開發。企業能夠提供實際案例和應用場景，學生在實訓項目中體驗實際工作環境，提前適應工作內容和要求，學校可對學生掌握情況進行考核。校企合作間接性地為學生提供了更多就業機會，學生的專業技能能夠同時代接軌，使學生能夠更有效地接觸企業、了解企業，為將來的就業打下基礎。

人工智能涉及多個學科領域，教師不僅需要具備扎實的數學、計算機、深度學習和機器學習等專業知識，而且需要實時了解當前人工智能領域發展情況，對前沿技術有一定的了解，能夠給人工智能專業學生未來的職業發展提出合理建議。當前，人工智能發展迅速，這就要求教師具備敏銳的洞察力和前瞻性，具備創新意識和創新能力，有能力引領學生進行創新實踐。對于新開設人工智能專業的院校而言，人工智能師資力量還不夠強大，結合人工智能專業特點，可通過國際合作交流項目吸引有經驗的海外人才加入高校師資隊伍。此外，對于團隊已有教師，可定期舉辦教學研討會，讓教師之間相互交流、分享經驗和成果，形成良性循環，不斷提高教學質量和教學能力。

三、課程考核與評價

課程考核應以學生學習過程為主，改進傳統考核方式，以提高課程評價的準確性和有效性。結合人工智能專業的特點，將課程考核分為課堂表現、實踐參與情況、課程答辯以及期末考試這四個模塊，其中課堂表現占25%，實踐參與情況占25%，課程答辯占20%，期末考試成績占30%。最終的考核成績需綜合以上四個模塊，其中任何一個模塊不合格，該課程評定結果為不合格。這種考核形式能夠促使學生積極投入課堂教學的每個環節。

此外，課程評價也應該作為專業建設的重要一環。高校應制定科學的教學管理制度，建立健全的教學管理體系，加強對教師的考核與評估，以保證教師的教學水平和質量。增強課程內容和對學生表現的重視，通過對課程內容和學生表現的評價來評估課程的質量，從而提高課程評價的準確性。引入新的評價工具，比如在線評測、多媒體評價、問卷調查等，以更好地反映學生對課程的評價。評價環節包括課程內容評價、實訓內容評價、教學評價等多個方面，學校應充分利用學生的反饋信息加強課程和師資建設。通過課程考核和課程評價提高課程總體質量，提高學生的學習體驗，同時能夠及時發現和解決教學中的問題和難點，提升教師的教學效果和質量。

四、結語

本文從人才培養目標定位、教學模式創新、課程考核與評價三個方面來進行探討，形成一套適合于應用型本科學生的人才培養體系，全面提升學生專業素養及學習能力。作為新興專業，人工智能專業的人才培養體系還需要做更多的實踐來進行驗證和改進，且院校的性質和規模也是影響人工智能專業發展的重要因素，如何更好地梳理出更為契合的人工智能專業發展方向，在專業人才培養中還需深入思考和探索。