數(shù)字化背景下高職人工智能專業(yè)課程體系建設(shè)研究

摘要：隨著數(shù)字化時(shí)代加速發(fā)展，人工智能技術(shù)深刻影響各行各業(yè)，驅(qū)動社會變革與經(jīng)濟(jì)增長。高職人工智能專業(yè)課程體系建設(shè)亟待完善。本文探討數(shù)字化背景下高職人工智能專業(yè)課程體系構(gòu)建，分析教育現(xiàn)狀、市場需求和人才培養(yǎng)關(guān)鍵因素，提出基于實(shí)踐和理論相結(jié)合的課程設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)專業(yè)核心課程、選修課程及實(shí)踐環(huán)節(jié)，并構(gòu)建多元化教學(xué)方法和評估體系，以培養(yǎng)適應(yīng)未來發(fā)展的高素質(zhì)AI 人才，為人工智能職業(yè)教育建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化轉(zhuǎn)型；人工智能；課程體系；高職教育；技能培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）06-0024-03 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

0 引言

近年來，人工智能技術(shù)快速發(fā)展，已成為驅(qū)動社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)鍵力量[1]。人工智能不僅在技術(shù)層面上帶來了革命性的變化，更在文化、社會、倫理等多方面引發(fā)了廣泛的討論與思考[2]。根據(jù)國際數(shù)據(jù)公司（IDC）的報(bào)告，全球AI市場預(yù)計(jì)將在未來幾年內(nèi)以超過20%的年增長率持續(xù)擴(kuò)張。人工智能應(yīng)用已經(jīng)滲透到金融、醫(yī)療、交通、教育等多個(gè)領(lǐng)域，改變了傳統(tǒng)行業(yè)的運(yùn)作模式[3-4]。例如，在醫(yī)療領(lǐng)域，AI算法可以通過分析患者數(shù)據(jù)來輔助診斷，提高醫(yī)療服務(wù)的效率與準(zhǔn)確性[5]；在交通領(lǐng)域，自動駕駛技術(shù)的不斷進(jìn)步正在重新定義城市交通的未來[6]。這些變革對人才的技能要求提出了新的挑戰(zhàn)，不僅需要扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，還須具備創(chuàng)新思維和跨學(xué)科的知識[7]。面對人工智能技術(shù)快速迭代和市場對AI人才的旺盛需求，高職教育亟需構(gòu)建與時(shí)俱進(jìn)的人工智能專業(yè)課程體系，培養(yǎng)具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力的高素質(zhì)AI人才。然而，當(dāng)前高職院校人工智能課程體系建設(shè)面臨諸多挑戰(zhàn)，例如課程內(nèi)容與行業(yè)需求脫節(jié)、師資力量不足、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等。為此，本文探討數(shù)字化背景下高職人工智能專業(yè)課程體系的構(gòu)建，旨在為高職人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)提供參考。

1 課程體系建設(shè)中的挑戰(zhàn)與應(yīng)對

在高職院校人工智能專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展中，教師隊(duì)伍建設(shè)、課程內(nèi)容更新以及學(xué)習(xí)動機(jī)與參與度是三大核心要素[8]。首先，師資力量的強(qiáng)化是關(guān)鍵，鑒于人工智能技術(shù)日新月異，必須不斷提升教師的專業(yè)素養(yǎng)，通過定期組織教師參與行業(yè)研討會、專業(yè)培訓(xùn)班及在線學(xué)習(xí)，確保他們緊跟技術(shù)前沿。同時(shí)，鼓勵教師主導(dǎo)或參與科研項(xiàng)目，與企業(yè)合作，積累寶貴的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，從而優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。其次，面對人工智能領(lǐng)域的快速變化，課程內(nèi)容的更新與維護(hù)至關(guān)重要。高校需構(gòu)建靈活的課程調(diào)整機(jī)制，依據(jù)學(xué)生反饋、行業(yè)調(diào)研及專家評審結(jié)果，定期評估并優(yōu)化課程內(nèi)容，確保其既具有前瞻性又貼合社會需求。此外，與企業(yè)的長期合作能為課程提供行業(yè)趨勢與技術(shù)發(fā)展的即時(shí)信息，確保課程能夠緊跟時(shí)代步伐。最后，為了提升課程效果，高校還需關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)與參與度，通過提供多樣化的選修課程、項(xiàng)目實(shí)踐、實(shí)習(xí)機(jī)會及科研項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。這些實(shí)踐環(huán)節(jié)不僅能鞏固學(xué)生的理論知識，還能有效提升他們解決實(shí)際問題和團(tuán)隊(duì)合作能力，為培養(yǎng)適應(yīng)未來行業(yè)需求的高素質(zhì)人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 數(shù)字化背景下的課程體系要求

在未來的工作環(huán)境中，AI技術(shù)的普及將帶來技能需求的重大變化。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇的報(bào)告，到2025 年，全球?qū)⒚媾R高達(dá)8500萬個(gè)工作崗位被自動化取代[9]，但同時(shí)也將創(chuàng)造9 700萬個(gè)新的崗位，未來工作中學(xué)生需掌握編程、數(shù)據(jù)分析及AI工具的使用，成為“數(shù)字化原住民”。這一點(diǎn)在當(dāng)今科技驅(qū)動的社會中尤為重要，數(shù)字素養(yǎng)已成為一項(xiàng)基本技能。在復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)環(huán)境中，學(xué)生需要具備靈活應(yīng)對問題的能力，能夠?qū)I技術(shù)融入實(shí)際問題解決中。這要求學(xué)生不僅具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要能夠在動態(tài)變化的環(huán)境中快速反應(yīng)。此外，創(chuàng)新精神與創(chuàng)業(yè)意識也至關(guān)重要，是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵力量。通過企業(yè)調(diào)研顯示，AI人才需求主要聚焦于三種崗位：一是技術(shù)崗位，如數(shù)據(jù)科學(xué)家、機(jī)器學(xué)習(xí)工程師等，要求扎實(shí)的數(shù)學(xué)、編程能力和統(tǒng)計(jì)分析技能，技術(shù)崗位的工作人員需要不斷更新知識，以跟上快速變化的技術(shù)前沿；二是應(yīng)用崗位，如AI產(chǎn)品經(jīng)理、AI產(chǎn)品業(yè)務(wù)員等，需具備跨學(xué)科知識、項(xiàng)目管理能力以及良好的溝通技巧，應(yīng)用崗位不僅要求技術(shù)背景，還需理解市場需求和用戶體驗(yàn)，以推動產(chǎn)品的成功；三是倫理與社會責(zé)任，隨著AI 應(yīng)用的普及，企業(yè)也日益關(guān)注AI技術(shù)帶來的倫理和社會問題，因此具備倫理思維的人才需求逐漸增加，尤其是在涉及數(shù)據(jù)隱私和算法公正性的問題上，企業(yè)需要能夠平衡技術(shù)與倫理的專業(yè)人士。

3 課程體系的構(gòu)建措施

課程設(shè)計(jì)必須以實(shí)用性為導(dǎo)向，課程內(nèi)容需與行業(yè)動態(tài)保持同步，定期更新，引入最新的研究成果和技術(shù)，積極與企業(yè)合作，確保課程內(nèi)容的相關(guān)性。通過真實(shí)項(xiàng)目的參與，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，使其能夠?qū)⒗碚撝R轉(zhuǎn)化為實(shí)踐應(yīng)用。同時(shí)，AI技術(shù)的應(yīng)用往往需要多個(gè)學(xué)科的知識，因此課程設(shè)計(jì)應(yīng)鼓勵學(xué)生修習(xí)其他學(xué)科的課程，以拓寬知識面，確保學(xué)生在畢業(yè)時(shí)具備進(jìn)入職場所需的技能，課程結(jié)構(gòu)設(shè)置如圖1 所示。

3.1 人工智能相關(guān)核心課程設(shè)計(jì)

為了構(gòu)建完善的課程體系，可以考慮設(shè)置以下核心課程。

1）機(jī)器學(xué)習(xí)，包括監(jiān)督學(xué)習(xí)、非監(jiān)督學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)的基本概念及常用算法。學(xué)生應(yīng)學(xué)會如何選擇合適的算法解決特定問題，并理解算法的優(yōu)缺點(diǎn)。教師應(yīng)將理論講解與實(shí)踐相結(jié)合，使用Python和相關(guān)庫（如scikit-learn等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)集的選擇和預(yù)處理，以提高模型性能，幫助學(xué)生理解機(jī)器學(xué)習(xí)的實(shí)際應(yīng)用。

2）深度學(xué)習(xí)，涵蓋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）及其應(yīng)用。介紹深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識以及如何構(gòu)建和訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，并結(jié)合百度飛槳（PaddlePaddle）、華為昇思（MindSpore）或PyTorch等國內(nèi)外深度學(xué)習(xí)開源框架進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)模型的訓(xùn)練、調(diào)優(yōu)和評估過程。通過實(shí)際案例幫助學(xué)生理解深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用場景，例如圖像識別和自然語言處理等。

3）數(shù)據(jù)分析，教授數(shù)據(jù)預(yù)處理、探索性數(shù)據(jù)分析、可視化技術(shù)及常用工具（如Pandas、Matplotlib）。使學(xué)生掌握如何從數(shù)據(jù)中提取有用的信息，并能夠?qū)⒂?xùn)練過程和結(jié)果進(jìn)行可視化展示。通過真實(shí)數(shù)據(jù)集進(jìn)行項(xiàng)目分析，提升學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的重要性。

4）自然語言處理，涉及文本處理、情感分析、機(jī)器翻譯等。介紹自然語言處理的基本概念和常用技術(shù)，幫助學(xué)生理解如何處理和分析文本數(shù)據(jù)。通過案例分析與項(xiàng)目開發(fā)，提升學(xué)生在NLP領(lǐng)域的應(yīng)用能力，強(qiáng)調(diào)如何構(gòu)建和評估自然語言處理模型。

5）AI倫理與社會影響，探討AI技術(shù)在社會中的倫理挑戰(zhàn)與責(zé)任，分析相關(guān)法律法規(guī)。針對算法偏見、數(shù)據(jù)隱私等重要議題開展討論與辯論，增強(qiáng)學(xué)生對AI技術(shù)影響的全面理解，并促使其形成批判性思維。通過分析真實(shí)案例，幫助學(xué)生理解技術(shù)對社會的影響和倫理決策的復(fù)雜性。

3.2 選修課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

除核心課程外，還應(yīng)增加行業(yè)應(yīng)用案例，分析不同行業(yè)中的AI應(yīng)用，如金融風(fēng)險(xiǎn)控制、醫(yī)療診斷和智能制造等。將結(jié)合行業(yè)趨勢，幫助學(xué)生理解AI技術(shù)的商業(yè)價(jià)值。邀請行業(yè)專家講座，結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行深入討論，幫助學(xué)生理解AI技術(shù)在具體行業(yè)中的應(yīng)用及挑戰(zhàn)。同時(shí)高職院校應(yīng)多與企業(yè)合作，為學(xué)生提供實(shí)習(xí)機(jī)會，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和就業(yè)競爭力，確保學(xué)生能夠在實(shí)際工作中應(yīng)用所學(xué)知識。實(shí)習(xí)將為學(xué)生提供寶貴的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，使他們能夠提前了解職場環(huán)境。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)方面，應(yīng)通過項(xiàng)目孵化、競賽等形式，培養(yǎng)學(xué)生將人工智能與創(chuàng)業(yè)思維相結(jié)合的創(chuàng)業(yè)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鼓勵他們開發(fā)實(shí)際的產(chǎn)品或服務(wù)。

4 教學(xué)方法

為提高教學(xué)效果，應(yīng)采用多種教學(xué)方法。混合式教學(xué)結(jié)合線上與線下教學(xué)，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的靈活性。在線課程可用于理論知識的傳授，而線下課程沒有外界的干擾，更有學(xué)習(xí)氛圍，在這種環(huán)境下，學(xué)生可以和老師、同學(xué)直接溝通，更適合實(shí)踐和討論。教學(xué)過程中可以圍繞具體項(xiàng)目展開教學(xué)活動，以項(xiàng)目為導(dǎo)向，使學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識。真實(shí)的項(xiàng)目可以幫助學(xué)生提高解決問題的能力和創(chuàng)新意識。與此同時(shí)，可以對學(xué)生進(jìn)行分組，形成協(xié)作學(xué)習(xí)小組。通過小組合作解決問題，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、溝通與協(xié)調(diào)能力。

5 評估體系

在人工智能專業(yè)課程體系構(gòu)建中，以提升學(xué)生的人工智能應(yīng)用實(shí)踐能力為目標(biāo)，構(gòu)建以學(xué)生為中心的多元綜合性評估體系。依托數(shù)字化教學(xué)平臺課堂活躍數(shù)據(jù)和評價(jià)功能，定期開展技能測試，考核學(xué)生對所學(xué)理論知識的掌握情況。依托在線學(xué)習(xí)平臺、實(shí)際項(xiàng)目報(bào)告、技能競賽獲獎、專業(yè)證書等形成技能實(shí)踐能力評價(jià)，考核學(xué)生對相關(guān)技術(shù)的實(shí)施和實(shí)踐能力。根據(jù)校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)平臺、教師評價(jià)、企業(yè)教師評價(jià)、項(xiàng)目導(dǎo)師評價(jià)和學(xué)生評價(jià)等多主體評價(jià)體系形成的綜合評價(jià)更加注重學(xué)生技能的提升、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目參與度和學(xué)生成績的穩(wěn)定性，能夠有效促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

6 結(jié)論

數(shù)字化背景下，人工智能的快速發(fā)展對教育領(lǐng)域提出了新的要求。構(gòu)建科學(xué)合理的人工智能專業(yè)課程體系，不僅能提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，也為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的AI人才。本文提出的課程體系設(shè)計(jì)原則與具體課程設(shè)置，旨在為高校教育者更好地應(yīng)對這一挑戰(zhàn)提供借鑒。教育單位應(yīng)積極建立校企合作機(jī)制，為學(xué)生提供更多實(shí)習(xí)和實(shí)踐機(jī)會，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。教育者應(yīng)關(guān)注科技的發(fā)展趨勢，鼓勵學(xué)生勇于探索和創(chuàng)新。通過培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、問題解決能力和批判性思維，確保他們能夠適應(yīng)技術(shù)快速迭代的環(huán)境。總的來說，人工智能教育將在未來的科技發(fā)展與社會進(jìn)步中扮演更加重要的角色。通過不斷地探索與實(shí)踐，培養(yǎng)出更多適應(yīng)時(shí)代需求的AI人才，推動社會的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，教育工作者應(yīng)積極面對新技術(shù)的挑戰(zhàn)，靈活調(diào)整課程內(nèi)容與教學(xué)方法，確保學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到企業(yè)所需技能，為社會培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的AI人才貢獻(xiàn)力量。