“智能制造+人工智能”賦能電子信息類專業人才培養體系構建

王鳳　劉少江　許志明

摘 要：為主動對接國家戰略，助推產業轉型升級，高校瞄準新興產業對人才的新要求，以新工科理念升級傳統工科專業，探索構建新工科人才培養體系。與此同時，電子信息類專業等傳統工科專業在轉型中面臨較大的困境，專業建設顯得愈加緊迫。借助智能制造、人工智能等新興專業的先發優勢，高校可以通過優化調整專業內容、建設專業教學資源、設置創新學分、明確人才培養目標等舉措，對電子信息類專業人才培養體系進行升級和重構，以培養具有專業特色的技術技能型高素質應用人才。

關鍵詞：新工科；智能制造；人工智能；電子信息

一、研究背景

進入新時代，以新技術、新產業、新業態和新模式為特征的新經濟呼喚新工科。2017年以來，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推薦新工科研究與實踐項目的通知》，新工科建設取得了一系列成果。新工科建設的主要方向是加快培養新興領域工程科技人才，改造升級傳統工科專業，主動布局未來戰略必爭領域人才培養。

近年，很多高校紛紛開設了諸如智能制造、人工智能、大數據等熱門專業，新開設的專業對傳統工科專業的發展產生了一定影響，也導致很多高校撤銷了一批傳統工科專業（特別是電子信息類專業），保留的傳統工科專業發展也遭遇瓶頸。新工科建設背景下，以適應新產業發展需求為導向，傳統工科專業必須進行優化升級，如更新課程內容、修訂教學計劃、重構專業體系等。應用型本科高校在發展傳統工科專業的過程中，應結合區域發展和地方經濟社會的需求和自身特點，做大做強優質傳統學科，探索建設新興學科，走出一條突出特色、彰顯優勢的學科建設之路。

隨著以人工智能、大數據、區塊鏈等為代表的新一代信息技術和新興產業的誕生，制造業生產方式與企業形態正在發生根本性變革。在傳統學科的基礎上促進新興學科和專業的發展，特別是利用新技術的發展推動課程改革，依托熱門專業的建立提升學科建設內涵，是當前工科專業尤其是電子信息類專業人才培養體系升級重構的重要路徑。

二、“智能制造+人工智能”賦能電子信息類專業人才培養體系的構建邏輯

與傳統專業不同，智能制造專業涉及的學科十分廣泛，對專業人才的知識的廣度和深度都有更高的要求。人工智能專業屬于電子信息類，多數高校均已開設，這些專業都圍繞一個總體方向推進學科建設，涉及面廣，交叉學科多。在原傳統電子信息類專業人才培養體系基礎上進行系統性重構，是“智能制造+人工智能”賦能電子信息類專業人才培養體系構建的前提。

（一）參照智能制造專業和人工智能專業的人才培養體系

智能制造專業在不同學校的人才培養方案有較大區別，具體內容與學校既有的傳統工科相關。實際上，智能制造主要偏向機械類，是在機械的基礎上增加了智能模塊，其中主要是智能裝備的應用，其專業建設更多的是參考傳統工科進行跨學科融合，涉及電子電氣和自動化相關課程和專業方向時，智能制造更接近機械制造及其自動化，其核心課程在原有的機械類課程基礎上增加了偏向機器人方面的課程，還包含了編程以及人工智能方面的基礎課程。人工智能專業的建設多是在原有的計算機專業基礎上增加數學和算法的內容比重，在應用方面較弱。電子信息類專業本身內容多、涵蓋廣，高校可以融合智能制造和人工智能等相關課程，在人才培養體系上參照智能制造與人工智能的專業發展趨勢和階段性特點，對其進行系統性升級。

（二）以新工科建設要求賦予電子信息類專業建設新內涵

新工科建設，要求把握“新的工科專業、工科的新要求”兩種深層次內涵，以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養多元化、創新型卓越工程人才。這兩種內涵在電子信息類專業深化改革建設中具有很強的現實意義，主要體現在融合交叉新知識、新技能、新方向等。借鑒其發展內涵，特別是交叉與融合、協調與共享等，可以引導專業知識體系重構。在新工科建設背景下，如何從這兩種內涵出發把握傳統工科專業的建設要求，需要積極探索。在新專業建設的新要求下，高校不能完全搬用現有的方案，而應該探索適合自身發展的新路徑。在新的思路下，通過調研的方式優化課程設置，對人才培養目標和人才培養體系進行重構，特別是要符合創新型卓越工程人才培養要求，讓傳統工科專業重新煥發活力。需要注意的是，新工科的建設并不是直接拋棄原有的傳統工科專業，而是要與時俱進地開展改革創新，使其在攻克各種卡脖子技術難題的過程中發揮作用。因此，高校可在參照其他新興專業設立的基礎上，借鑒優勢課程更好地推動電子信息類專業建設，在市場需求以及技術發展等多種因素影響下，以產業學院為平臺，探索專業特色發展路徑。

（三）緊扣“十四五”規劃對電子信息類專業升級的要求

“十四五”規劃提出，構建更加多元的高等教育體系，推進部分普通本科高校向應用型高校轉變；建立學科專業動態調整機制和特色發展引導機制，增強高校學科設置針對性，推進基礎學科高層次人才培養模式改革，加快培養理工農醫類專業緊缺人才。綜合性高等院校發展的戰略目標應該是建設以研究為基礎、以應用為導向的特色鮮明的國際化高水平創新型大學。對地方高校來說，緊扣“十四五”時期發展規劃和戰略要求，發揮自身學科資源和專業力量優勢，對接地方產業發展需求，是高質量辦學的必經之路。電子信息類專業在服務地方信息技術類產業方面具有一定的示范帶動作用，高校要考慮軟硬件產業的技術更新以及新裝備的應用，及時對專業進行升級和重構。高質量的發展離不開頂層設計，而專業的發展也離不開戰略規劃。高校應該對標國家“十四五”規劃目標，細化學校的“十四五”發展規劃。近年，隨著科技行業快速發展，高素質電子信息類專業應用型人才的缺口越來越大，一定程度上倒逼了專業建設提質增速。在挑戰與機遇并存的大背景下，高校需要從產業需求的角度推進專業建設和改革。

三、“智能制造+人工智能”賦能電子信息類專業人才培養體系構建的實踐路徑

作為地方應用型本科高校，如何發展成為地方高水平應用型高校是目前積極深化改革的重要目標，許多地方本科高校在中央和地方政策體系的引導下，開始探索并明確應用型高校的發展道路。高校頂層設計的規劃需結合自身的條件和區域產業特征，同理，要想明確電子信息類專業的發展路徑并設立長遠發展的戰略目標，升級和重構電子信息類專業人才培養體系是必須完成的重要一環。高校要結合不同特色專業方向，依托新設專業融入智能制造和人工智能相關的建設理念，以區域產業轉型升級對高素質應用型人才的需求為導向，抓住產業發展機遇，聚焦行業熱點，培養技術技能型高素質電子信息類專業人才。

（一）調整優化專業內容

學科的發展會帶動專業調整，但這種調整并不是在原有學科基礎上增加新興技術就可以簡單實現的。對專業來說，科學調整優化的前提是對行業開展深度調研，特別是電子信息這類極具產業特色的專業。在智能制造和人工智能蓬勃發展的當下，開展行業調研要從技術、市場、人才等因素的流動方向入手，精準預測行業發展瓶頸和發展前景，以工程認證為契機，對專業內容進行合理的動態調整。同時，每年對人才培養方案的實施效果進行評估，結合當年各年級師生反饋情況和對往屆畢業生的調研，形成專業內容調整建議。高校還可以邀請智能制造與人工智能方面的專家介紹新興專業特色，將新興專業在課程設置方面的經驗合理運用到電子信息類專業的課程改革中。例如，在智能制造專業中，機器人方向屬于專業限選課程，而在電子信息類專業中，機器人方向可以作為一門專業公選課程開設；還可以借鑒人工智能方向的Python課程設置，把其中的基礎知識和數據分析合并成一門課程并歸入電子信息類專業。需要注意的是，專業內容的調整需要舉行專業論證會議，多聽取一線教師的教學反饋，聽取相關建設意見。

（二）豐富專業教學資源

在電子信息類專業中建立相應的工程實踐課程，特別是在原有課程的基礎上對課程進行修訂，并適當增加該專業方向上的限選課程數量，讓學生可以根據自己的興趣愛好選擇。加大工程實踐課程建設力度，讓學生從低年級開始就能進入實驗室、盡早接觸科研項目、盡早參加學術競賽，培養工程實踐能力。具體而言，在低年級開設基礎的工程實訓課程，中間階段以及高年級逐步開設工程實踐訓練以及專業創新創業實訓課程。當然，開設課程需要與企業進行深度合作，確保課程內容和要求符合行業發展趨勢。例如，偏人工智能方向可以開設Python基礎與數據分析、人工智能導論、機器學習、圖像處理等相關課程，偏智能制造方面可以開設工程CAD、工業機器人、PLC等課程。此外，在工程實踐教學中需要增加實驗實訓的比重，期末考核時以項目考核形式進行，以此來強化學生對所學知識的掌握及應用。

（三）設置創新學分

創新學分是新增設的除課程學習外獲得學分的另一種方式，主要是為了鼓勵學生積極參加各類項目和學術競賽。從高校的實踐來看，設置創新學分對重構人才培養體系尤為重要，能夠顯著提升專業人才創新創業能力。但是，創新學分畢竟只是對現有學分體系的一種有效補充，分值一般不宜過高，按照最高3個學分補充設置即可。學生在完成學校認定的項目、學術競賽、科研成果等之后，提交學校教務部門審核。教務部門按照劃定的項目、學術競賽、科研成果的等級累加學時，以達到所對應的學分。隨著智能制造與人工智能技術的快速發展，越來越多的傳統項目在新技術的加持下融入生活當中。特別是人工智能技術，在制造業乃至大眾生活中得到越來越廣泛的應用，學生可以利用所學知識在現有應用基礎上對其進行二次創新，項目完成難度相對較低。為了培養應用型專門人才，高校可以鼓勵學生在完成課程學習的同時，利用課余時間參加學術競賽，申報大學生創新創業項目。近年，越來越多的工科領域學術競賽都與智能制造與人工智能有關，高校可以鼓勵學生積極參加優選課題，如中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽新工科類賽道等。通過開展創新創業類項目活動，整體帶動學科建設，培養學生的創新創業精神、團隊合作精神和社會實踐能力，進而反哺學科專業建設。

（四）明確人才培養目標

電子信息類專業要制定符合區域經濟社會發展特征和需求的人才培養目標，要求學生掌握基本的理論知識、專業技術和工程實踐能力，能夠在智能信息處理和物聯網技術應用等領域進行軟硬件開發，同時具備優秀思想品格、良好人文修養、自主創新意識，努力成長為適應未來新技術發展趨勢的高素質應用型人才。

隨著人工智能、智能制造、物聯網、大數據、云計算等技術的快速發展，高校電子信息類專業要培養綜合能力強的應用型專門人才，就要在“智能制造+人工智能”的背景下構建學科交叉的課程體系，以智能制造與人工智能的技術應用為目標，設置契合行業產業熱點的前沿課程；參照國際專業工程認證標準，確定學科專業特色和方向；深入調研行業產業發展情況，動態調整人才培養方案，加大工程實踐教育比重，以培養具有專業特色的技術技能型的高素質應用人才。

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責編：文 墨

基金項目：2021年廣東省教學質量與教學改革工程項目“‘智能制造+人工智能背景下電子信息應用型專門人才培養體系的構建”（編號：粵教高函〔2021〕29號）；廣東省高等教育學會“十四五”規劃2022年度高等教育研究課題“廣東地方本科高校工科專業建設質量提升路徑研究”（編號：2021JYS003）；廣東省高等學校教學管理學會民辦高校教學質量管理專業委員會2023年度課題項目（編號：GDZLGL2305）；2021年廣州新華學院第二批校級教學質量與教學改革工程項目（課程教研室）電子信息與人工智能教研室（編號：2021JYS003）

作者簡介：王鳳（1984— ），女，廣州新華學院副教授，研究方向為高等工程教育及電子技術；劉少江（1991— ），男，廣州新華學院講師，研究方向為嵌入式技術、深度學習技術；許志明（1996— ），男，廣州新華學院助理實驗師，研究方向為物聯網及人工智能。