新工科背景下人工智能領(lǐng)域?qū)W生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)模式研究

摘 要：針對(duì)新工科建設(shè)的新特征、新理念和新要求，該文探討在人工智能領(lǐng)域中培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的體系，并深入分析新工科、人工智能和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)三者之間的緊密聯(lián)系。同時(shí)，該文還提供一個(gè)新工科背景下的人工智能領(lǐng)域?qū)W生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)進(jìn)階圖，以解決當(dāng)前的教育需求。探討學(xué)科交叉理實(shí)交融“教、學(xué)、做”合一、形成“以賽促學(xué)、以賽促育”機(jī)制、建設(shè)工程實(shí)踐平臺(tái)和現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院、完善評(píng)價(jià)體系與獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制4種具體建設(shè)路徑。擬為新背景下創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育提供可鑒的建設(shè)思路。

關(guān)鍵詞：新工科；人工智能；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；培養(yǎng)模式；建設(shè)路徑

中圖分類號(hào)：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2024）23-0089-04

Abstract： This paper explores a system for cultivating innovative and entrepreneurial abilities in the field of artificial intelligence （AI） in light of the new features， new ideas， and new requirements of the development of the new engineering discipline（NED）. It also deeply analyzes the close connection between NED， AI， and innovation and entrepreneurship. At the same time， the paper provides an advanced chart for the cultivation of students' innovative and entrepreneurial abilities in the field of AI under the background of NED to meet the current education needs. Four specific construction paths are explored， including integrated teaching， learning， and practice， establishing a mechanism of "competition for learning and competition for nurturing，" constructing engineering practice platforms and modern industry academies， and improving the evaluation system and reward mechanism. This paper aims to offer constructive ideas for innovation and entrepreneurship education in the new context.

Keywords： new engineering; artificial intelligence; innovation and entrepreneurship; training mode; construction path

在新時(shí)代的背景下，社會(huì)需求對(duì)新工科的教學(xué)質(zhì)量提出了更高的要求。同時(shí)，人才培養(yǎng)模式和學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)也需要不斷調(diào)整和優(yōu)化。正是因?yàn)檫@種變化和調(diào)整，新工科為高等工科教育帶來(lái)了全新的意義和內(nèi)涵[1-2]。新時(shí)代高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也為傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)，對(duì)于當(dāng)下的新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)背景，培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)、具有獨(dú)立解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力的高質(zhì)量綜合型新工科人才是非常必要的。人才市場(chǎng)既希望畢業(yè)生具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，又要求其具備“學(xué)科交叉融合”的能力；同時(shí)也期望畢業(yè)生不但能夠利用所學(xué)習(xí)的知識(shí)去解決當(dāng)下面臨的問(wèn)題，也期望他們能夠不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)和技術(shù)去解決未來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。此外，除了畢業(yè)生在專業(yè)領(lǐng)域能力優(yōu)秀，還要對(duì)經(jīng)濟(jì)、管理和社會(huì)領(lǐng)域的知識(shí)有一定的了解，具備較高的人才素養(yǎng)[3-4]。

在新工科建設(shè)過(guò)程中，與人工智能相關(guān)的專業(yè)已成為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)對(duì)象。2016年，我國(guó)制定了《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案》，2017年，隨著人工智能3.0時(shí)代的到來(lái)，各行業(yè)開(kāi)始使用人工智能技術(shù)，從信息向服務(wù)的方向進(jìn)化，催生了新的產(chǎn)業(yè)和行業(yè)。在這樣的發(fā)展背景下，2017年國(guó)務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》文件，指出需要重點(diǎn)發(fā)展人工智能，并且希望在2030年能夠搶占全球人工智能的制高點(diǎn)。在2018年，教育部發(fā)布了名為《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》的文件。這一系列文件的出現(xiàn)表明，人工智能已成為國(guó)家戰(zhàn)略，并由國(guó)家進(jìn)行統(tǒng)一布局和規(guī)劃，以促進(jìn)人工智能在國(guó)家發(fā)展中的相關(guān)性。因此，人工智能已成為國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域之一，也是新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力，能夠極大地為人民生活提供便利[5-6]。

面對(duì)全新的技術(shù)和高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的不斷升級(jí)的挑戰(zhàn)，高校對(duì)一流工程人才的培養(yǎng)有了更高的要求。高校應(yīng)該深度了解人工智能科學(xué)領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展方向、制定人才培養(yǎng)的基本方針，從戰(zhàn)略高度入手，掌握人工智能領(lǐng)域?qū)θ瞬排囵B(yǎng)的需求和目標(biāo)。創(chuàng)新實(shí)踐教育在人才培養(yǎng)目標(biāo)改革過(guò)程中起著重要的作用，根據(jù)新時(shí)代人工智能的發(fā)展方向，創(chuàng)新實(shí)踐教育必須把握其在人才培養(yǎng)工作中的準(zhǔn)確定位，努力找到創(chuàng)新實(shí)踐教育的新路徑，培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新實(shí)踐能力的人工智能頂尖人才，讓高校成為培養(yǎng)人工智能領(lǐng)域高端人才的基地，深入推動(dòng)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，增強(qiáng)我國(guó)工科國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

近年來(lái)，許多學(xué)者針對(duì)高校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育從多個(gè)層給出了深入的分析和總結(jié)。蔡芹[7]探討了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育項(xiàng)目實(shí)施的目標(biāo)、重點(diǎn)和策略；曹明[8]分析了應(yīng)用型本科高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主要人才培養(yǎng)方法；張東海等[9]針對(duì)新工科背景下多學(xué)科交叉融合的環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)人才培養(yǎng)模式問(wèn)題，進(jìn)行了探索和實(shí)踐的研究；李炎等[10]研究了高校學(xué)生“雙創(chuàng)”素質(zhì)的提升與創(chuàng)新教育模式的改革的關(guān)系；盧寶臣[11]根據(jù)創(chuàng)新教育的理念分析了人才培養(yǎng)的體系；陳莉[12]的研究涉及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式下應(yīng)用型本科院校“雙師型”師資隊(duì)伍組建問(wèn)題；趙亮[13]著重探討“雙創(chuàng)”教育和專業(yè)教育的深度融合問(wèn)題，提出高校課程體系的新構(gòu)建策略。徐凱等[14]則從工作坊的視角出發(fā)，探究和分析構(gòu)建大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的新思路；張海鴻等[15]則從材料、機(jī)械、經(jīng)管等專業(yè)的角度考慮，研究了“雙創(chuàng)”教育的本科人才培養(yǎng)模式、共性特點(diǎn)以及專業(yè)特點(diǎn)；陳勁等[16]則明確指出了研究人工智能發(fā)展與新工科建設(shè)之間關(guān)系的必要性，高校可以通過(guò)結(jié)合人工智能促進(jìn)新工科的發(fā)展建設(shè)。

綜上所述，新工科背景下關(guān)于人工智能領(lǐng)域中學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)問(wèn)題，怎樣重構(gòu)人才培養(yǎng)的新模式以及制定合適的教育策略，是一個(gè)值得深入研究的課題。

一 新背景下人工智能與“雙創(chuàng)”教育的背景分析

新工科是一個(gè)全新的概念，旨在適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。該概念建立在“卓越工程師2.0”的培養(yǎng)基礎(chǔ)上，為適應(yīng)人工智能技術(shù)的高速發(fā)展，新工科的專業(yè)培養(yǎng)方向包括人工智能相關(guān)內(nèi)容已成為必然趨勢(shì)。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人的能力需要不斷提升，而創(chuàng)新能力則成為最關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)。目前，高校普遍存在著頂尖人才缺乏、教學(xué)內(nèi)容深度不夠、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)等問(wèn)題，導(dǎo)致人工智能教育現(xiàn)狀與預(yù)期之間始終存在較大的落差。因此，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式的變革在新工科這一背景下也變得必要而迫切。

課程設(shè)置的合理性對(duì)人才培養(yǎng)的質(zhì)量有著重要的影響。跨學(xué)科、跨專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和素質(zhì)能力也是新形勢(shì)下構(gòu)建教學(xué)體系的新要求。地方應(yīng)用型本科高校由于資源及資金有限，課程建設(shè)中心應(yīng)該由抓全面向求特色轉(zhuǎn)變，構(gòu)建與國(guó)家需求、學(xué)校定位、歷史傳承和社會(huì)需求相協(xié)調(diào)的課程體系。按照新工科背景下人工智能領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和崗位技能。專業(yè)課程的設(shè)置與學(xué)生自身發(fā)展的興趣點(diǎn)相契合，并滿足社會(huì)、企業(yè)崗位對(duì)專業(yè)人才的需求。

培養(yǎng)新工科和人工智能領(lǐng)域人才時(shí)，高校應(yīng)該保持與企業(yè)的深度溝通和合作，不能只注重理論、而忽視實(shí)踐的重要性，否則會(huì)造成新工科學(xué)生理論與實(shí)踐的嚴(yán)重脫軌。圖1中展示了在新工科的背景下，人工智能領(lǐng)域需求為導(dǎo)向，從“實(shí)踐能力+思政能力”出發(fā)，經(jīng)高階認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力、復(fù)雜工程問(wèn)題能力到創(chuàng)新能力的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)體系。

二 新背景下人工智能領(lǐng)域?qū)W生“雙創(chuàng)”能力培養(yǎng)模式的建設(shè)內(nèi)容

新工科建設(shè)與人工智能發(fā)展已然成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的新元素，這為教育注入了新的活力、新的理論和新的技術(shù)，也為新背景下的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育設(shè)定了新的目標(biāo)和帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。人工智能技術(shù)的發(fā)展、新工科建設(shè)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育三者相互促進(jìn)，能夠推動(dòng)培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。新工科引領(lǐng)了人才培養(yǎng)的新理念，人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了新的理論和新科技，同時(shí)對(duì)“雙創(chuàng)”教育提出了新要求。本文以自動(dòng)化專業(yè)工程教育質(zhì)量認(rèn)證為抓手，針對(duì)高校進(jìn)行專業(yè)綜合評(píng)估，不斷探究新工科背景下的人工智能領(lǐng)域?qū)W生“雙創(chuàng)”能力培養(yǎng)模式。從省部級(jí)以上基金項(xiàng)目提煉核心關(guān)鍵技術(shù)為切入點(diǎn)，新工科和人工智能與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之間的關(guān)系如圖2所示。具體建設(shè)內(nèi)容如下。

（一） 構(gòu)建人工智能領(lǐng)域?qū)W科專業(yè)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，筑牢創(chuàng)新知識(shí)之基

遵循工程教育認(rèn)證的指導(dǎo)思想并按照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求展開(kāi)相關(guān)工作，邀請(qǐng)行業(yè)專業(yè)人士給予指導(dǎo)，明確用人單位對(duì)人才的具體要求，準(zhǔn)確定位專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念與“新工科+人工智能”教育深度融合，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維、技能和知識(shí)，以完成新工科背景下人工智能領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式的變革研究。

（二） 新工科背景下人工智能領(lǐng)域課程體系建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

以專業(yè)自身軟硬件設(shè)施為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)建課程建設(shè)平臺(tái)，合理優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，將能力培養(yǎng)作為構(gòu)建課程體系的核心指標(biāo)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的新工科背景下人工智能領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)，完成新形勢(shì)下人工智能領(lǐng)域課程體系建設(shè)。

（三） 加強(qiáng)校企合作，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研融合平臺(tái)建設(shè)，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐之能

積極推進(jìn)學(xué)校與企業(yè)合作的產(chǎn)學(xué)研融合平臺(tái)建設(shè)，對(duì)于在人工智能領(lǐng)域發(fā)展良好的企業(yè)以及具有潛力的企業(yè)，高校應(yīng)該尋求和促進(jìn)合作，與企業(yè)深入探討，相互配合不斷完善校企合作人才培養(yǎng)的合作方式、機(jī)制、考核標(biāo)準(zhǔn)等，建立具有實(shí)用性的實(shí)習(xí)基地；與企業(yè)專家和工程技術(shù)人員共同制定本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃，讓學(xué)生具有充分的企業(yè)實(shí)習(xí)經(jīng)歷，這樣不但能夠讓學(xué)生對(duì)行業(yè)有一個(gè)更清晰的認(rèn)知，而且還能夠提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，同時(shí)也加深了學(xué)校在行業(yè)內(nèi)的影響力，提高學(xué)生在本行業(yè)的就業(yè)率。校企合作，不但能為教師創(chuàng)造濃厚的科研環(huán)境，而且有助于企業(yè)攻克技術(shù)難題，使學(xué)生具有一個(gè)良好的工程實(shí)踐環(huán)境。

（四） 符合新形勢(shì)下人才培養(yǎng)要求的師資隊(duì)伍的建設(shè)

針對(duì)新工科背景下人工智能領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的復(fù)雜性和跨學(xué)科性特點(diǎn)，應(yīng)該積極推進(jìn)跨學(xué)科人工智能師資隊(duì)伍建設(shè)，制定有效的人才引進(jìn)政策，吸引人工智能領(lǐng)域高端人才和團(tuán)隊(duì)，拓展本專業(yè)的教學(xué)視野，讓不同專業(yè)和不同研究背景的教師深度合作，共同把握學(xué)科的建設(shè)方向，提升人工智能相關(guān)專業(yè)教師的整體素質(zhì)。除此之外，邀請(qǐng)企業(yè)和高校的專家學(xué)者進(jìn)行學(xué)術(shù)探討，交流意見(jiàn)，讓教師對(duì)學(xué)科具有更深入的認(rèn)識(shí)，為新工科人才培養(yǎng)提供優(yōu)質(zhì)的師資隊(duì)伍。

三 新背景下人工智能領(lǐng)域?qū)W生“雙創(chuàng)”能力培養(yǎng)模式的建設(shè)途徑

人工智能領(lǐng)域需求為導(dǎo)向，階段化地完成從課程創(chuàng)新實(shí)踐、項(xiàng)目創(chuàng)新實(shí)踐、綜合創(chuàng)新實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的全過(guò)程能力培養(yǎng)進(jìn)階。以新工科需求為導(dǎo)向，完成從創(chuàng)新意識(shí)建立、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、創(chuàng)新能力提升、創(chuàng)新能力實(shí)戰(zhàn)的全過(guò)程能力培養(yǎng)進(jìn)階。圖3描述了新工科背景下人工智能領(lǐng)域?qū)W生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)過(guò)程[6]。具體的建設(shè)路徑如下。

（一） 學(xué)科交叉，理實(shí)交融，“教、學(xué)、做”合一

在新工科建設(shè)和人工智能教育過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)該掌握一些有關(guān)交叉學(xué)科的知識(shí)。根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)當(dāng)設(shè)置合理有效的人工智能理論交叉課程，合理分配新工科專業(yè)的學(xué)分，并適度增加人工智能領(lǐng)域的部分課程，如機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、Python語(yǔ)言編程基礎(chǔ)等。保證理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用能夠做到有效銜接，應(yīng)用課上課下相配合的教學(xué)方式，合理開(kāi)展項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)，增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，培養(yǎng)動(dòng)手能力，真正實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”合一。切實(shí)有效地促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

（二） 形成“以賽促學(xué)、以賽促育”機(jī)制，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力

通過(guò)參加學(xué)科競(jìng)賽鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。全面推進(jìn)三級(jí)遞進(jìn)競(jìng)賽體系，分別應(yīng)用校級(jí)競(jìng)賽、省級(jí)競(jìng)賽、國(guó)家級(jí)以上競(jìng)賽，提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。競(jìng)賽開(kāi)展過(guò)程中，教師應(yīng)該認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生之間相互幫助，積極探討，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高團(tuán)隊(duì)合作能力，使學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽中明確社會(huì)需求，培養(yǎng)學(xué)生的整體項(xiàng)目觀，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，促使學(xué)生的專業(yè)能力、創(chuàng)新能力和綜合能力得到更全面的鍛煉和提升。

（三） 打破校企壁壘，建設(shè)工程實(shí)踐平臺(tái)，建立現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院

積極拓展可以利用的社會(huì)資源，在人工智能領(lǐng)域發(fā)展良好的企業(yè)以及具有潛力的企業(yè)中，高校應(yīng)該尋求和促進(jìn)合作，建立產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制，開(kāi)發(fā)和拓展企業(yè)合作項(xiàng)目，聯(lián)合企業(yè)專家，深化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。全面支持企業(yè)、科研院所參與工程專業(yè)的教學(xué)活動(dòng)，使高校、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)培養(yǎng)人才時(shí)做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，拓寬人才培養(yǎng)邊界，建立現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院進(jìn)一步加深合作力度。

（四） 完善評(píng)價(jià)體系與獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，確保教育教學(xué)的有效性

修訂和健全學(xué)校內(nèi)部的各類管理制度，針對(duì)課程建設(shè)、教學(xué)資源、科研成果和導(dǎo)師隊(duì)伍等評(píng)價(jià)指標(biāo)，完善一整套行之有效的評(píng)價(jià)體系。針對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果，綜合考慮影響結(jié)果的客觀和主觀因素，結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的需求和目標(biāo)，在薪酬獎(jiǎng)懲制度、課程任務(wù)分配、校企合作平臺(tái)和交叉創(chuàng)新項(xiàng)目合作等多方面完善相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，支持教師和學(xué)生將研究成果緊密結(jié)合社會(huì)和市場(chǎng)，從而有效解決現(xiàn)實(shí)中具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，并最終推動(dòng)研究成果向創(chuàng)業(yè)轉(zhuǎn)化。

四 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了新工科背景下人工需求導(dǎo)向的學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)體系，探討了新工科和人工智能與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之間的協(xié)同發(fā)展關(guān)系，在新工科背景下人工智能領(lǐng)域?qū)W生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)進(jìn)階路線的基礎(chǔ)上，給出具體的4種建設(shè)實(shí)現(xiàn)路徑。在新形勢(shì)新背景新要求的背景下，應(yīng)用型本科高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中還存在很多問(wèn)題值得學(xué)者們進(jìn)行探討和研究，如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的保障機(jī)制、創(chuàng)新學(xué)分的互認(rèn)機(jī)制、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院的落地和實(shí)施等。

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第一作者簡(jiǎn)介：鄧立為（1983-），男，漢族，黑龍江綏化人，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，自動(dòng)化系主任。研究方向?yàn)樯疃葘W(xué)習(xí)算法，高等教育。