人工智能視域下智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)探索與實(shí)踐

摘要：本文分析了陜西服裝工程學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)探討了通過改進(jìn)人才培養(yǎng)方案、優(yōu)化課程體系、強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)和提升實(shí)踐教學(xué)條件等措施提升專業(yè)建設(shè)的有效性。結(jié)合校企合作案例，提出了面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的創(chuàng)新課堂教學(xué)模式及“產(chǎn)教結(jié)合、工學(xué)結(jié)合”的實(shí)踐人才培養(yǎng)模式。通過實(shí)施這些措施，專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量顯著提升，學(xué)生在各類學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)中取得了優(yōu)異成績，培養(yǎng)出具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；應(yīng)用型人才培養(yǎng)；課程體系優(yōu)化；師資隊(duì)伍建設(shè)；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP391" "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2025）17-0162-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識(shí)碼（OSID）

1 專業(yè)基本情況

1.1 專業(yè)發(fā)展歷史沿革

智能科學(xué)與技術(shù)作為當(dāng)代信息技術(shù)中人工智能領(lǐng)域的核心，代表了國家科技發(fā)展的前沿[1]。自2004年教育部新增該專業(yè)以來，陜西省內(nèi)已有8所院校開設(shè)相關(guān)課程，顯示出對(duì)該領(lǐng)域人才的強(qiáng)烈需求。然而，當(dāng)前智能科學(xué)與技術(shù)人才仍然嚴(yán)重不足，亟須通過優(yōu)化教育培養(yǎng)體系來滿足行業(yè)發(fā)展需求。陜西服裝工程學(xué)院于2018年設(shè)立智能科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)，致力于培養(yǎng)具備智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，以服務(wù)陜西及西部地區(qū)的智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2019年11月，陜西省出臺(tái)《陜西省西咸新區(qū)灃西新城人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2019—2025） 》，以建設(shè)中國西部AI科技城為目標(biāo)，到2025年，人工智能產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模突破200億元，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1 500億元，將灃西新城打造成為全球人工智能重要承載區(qū)，成為國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗(yàn)區(qū)（西安） 的重要支撐區(qū)域。然而，目前省內(nèi)相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量遠(yuǎn)低于市場(chǎng)需求。

1.2 教學(xué)科研組織機(jī)構(gòu)設(shè)置

信息工程學(xué)院下設(shè)電子信息系，專門負(fù)責(zé)本專業(yè)的教學(xué)與科研工作。其中高級(jí)職稱及以上10人，碩士研究生以上學(xué)歷18人，中青年教師參加實(shí)踐教學(xué)能力培養(yǎng)培訓(xùn)比例100%，已建立了一支素質(zhì)較高，職稱、學(xué)歷結(jié)構(gòu)較合理的專任教師隊(duì)伍。

學(xué)校鼓勵(lì)教師參加各項(xiàng)科研學(xué)術(shù)活動(dòng)，積極申報(bào)科研項(xiàng)目。近幾年來，教師參與教育廳科研立項(xiàng)5項(xiàng)，發(fā)表論文30余篇，申請(qǐng)專利12項(xiàng)，參編教材5本。

2 人才培養(yǎng)方案的修訂

2.1 培養(yǎng)目標(biāo)

人才培養(yǎng)目標(biāo)旨在結(jié)合西咸地區(qū)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和學(xué)校發(fā)展定位，培養(yǎng)具備智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟硬件開發(fā)及應(yīng)用能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。具體目標(biāo)包括：1） 掌握扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；2） 熟悉智能科學(xué)與技術(shù)的核心理論和專業(yè)知識(shí)；3） 具備工程實(shí)踐操作和工程設(shè)計(jì)能力；4） 擁有較強(qiáng)的責(zé)任意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)；5） 能在智能系統(tǒng)集成、智慧工廠等領(lǐng)域從事智能化產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行管理與維護(hù)、技術(shù)服務(wù)等工作。

本專業(yè)人才培養(yǎng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過校企合作、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等方式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力，使其能夠迅速適應(yīng)智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

2.2 課程體系

課程體系分為通識(shí)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、實(shí)踐課程及素質(zhì)拓展與個(gè)性發(fā)展課程五大類。具體安排如下：通識(shí)課程（大一、大二） ：包括思想道德與法治、體育、大學(xué)生心理健康教育、國家安全教育等，旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和思想道德水平。專業(yè)基礎(chǔ)課程（大一、大二） ：包括智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論、C語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等，打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。專業(yè)課程（大三） ：包括傳感器原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)原理、信號(hào)與信息處理、智能控制、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)等，培養(yǎng)學(xué)生的核心專業(yè)能力。實(shí)踐課程（大三、大四） ：包括生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 等，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。素質(zhì)拓展與個(gè)性發(fā)展課程：提供豐富的選修課和課外活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

2.3 課程建設(shè)情況

（1） 課程標(biāo)準(zhǔn)的制定

依據(jù)新修訂的專業(yè)人才培養(yǎng)方案，以本科教學(xué)工作合格評(píng)估為契機(jī)，學(xué)院積極貫徹課程思政的理念，做到課程建設(shè)目標(biāo)明確。在課程標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，學(xué)院將課程思政理念貫穿于各門課程中。例如，在智能控制課程中，融入國家智能制造戰(zhàn)略的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的國家責(zé)任感和社會(huì)使命感。

（2） 教材的選用與編寫

學(xué)院高度重視教材的選用，教材選用遵循以下原則：內(nèi)容符合人才培養(yǎng)目標(biāo)，涵蓋最新的技術(shù)發(fā)展，具備較高的學(xué)術(shù)水平和實(shí)用性。選用過程中，學(xué)院組織教師團(tuán)隊(duì)對(duì)比分析多種教材，并邀請(qǐng)企業(yè)專家進(jìn)行評(píng)審，最終確定最適合本專業(yè)需求的教材。

（3） 教學(xué)設(shè)計(jì)方案的撰寫

教學(xué)設(shè)計(jì)方案包括以下七大方面：課程基本信息：課程名稱、學(xué)分、授課教師等。學(xué)情分析：學(xué)生的背景知識(shí)、學(xué)習(xí)能力分析。教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)：明確知識(shí)掌握、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升的具體目標(biāo)。教學(xué)重難點(diǎn)及處理措施：識(shí)別課程中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)，并制定相應(yīng)的教學(xué)策略。課程教學(xué)流程及教學(xué)媒體與資源選擇：詳細(xì)的課程安排和使用的教學(xué)工具。教學(xué)過程設(shè)計(jì)：包括每節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)安排。課后反思與評(píng)價(jià)：對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)估和改進(jìn)建議。

學(xué)院每學(xué)期進(jìn)行期初、期中和期末的教學(xué)檢查，評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)包括教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、教學(xué)方法的創(chuàng)新性、課堂互動(dòng)的有效性等。通過評(píng)選，表現(xiàn)優(yōu)秀的教師將有機(jī)會(huì)參加教學(xué)觀摩和交流活動(dòng)，分享成功經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)整體教學(xué)水平的提升。檢查結(jié)果如圖1所示。

（4） 創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)水平

為提升課堂教學(xué)水平，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)采用了多種創(chuàng)新教學(xué)模式，包括： 翻轉(zhuǎn)課堂：學(xué)生在課前通過在線資源自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，課堂上進(jìn)行討論和問題解決，增強(qiáng)互動(dòng)性和參與感。項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：通過實(shí)際項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。混合式教學(xué)：結(jié)合線上線下教學(xué)資源，靈活安排學(xué)習(xí)時(shí)間和空間，提高教學(xué)的靈活性和效率[2]。具體措施如圖2所示。

在人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)課程中，采用項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)模式，學(xué)生分組完成實(shí)際的機(jī)器學(xué)習(xí)項(xiàng)目，從數(shù)據(jù)預(yù)處理到模型訓(xùn)練和優(yōu)化，全過程由企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)。通過這種方式，學(xué)生不僅掌握了理論知識(shí)，還積累了實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，提升了就業(yè)競(jìng)爭力。

3 教學(xué)資源

3.1 專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)的基本情況

信息工程學(xué)院高度重視師資隊(duì)伍建設(shè)，采取多種措施提升教師的教學(xué)和科研能力。研究者通過引進(jìn)和培養(yǎng)高水平、高層次及“雙師型”教師，加強(qiáng)青年教師的培養(yǎng)和支持，實(shí)施導(dǎo)師制，制定個(gè)性化培養(yǎng)方案，促進(jìn)教師快速成長。同時(shí)，鼓勵(lì)教師參與教科研活動(dòng)和企業(yè)實(shí)踐，提升專業(yè)技能和科研能力。

（1） 學(xué)院通過發(fā)布招聘信息、參與高層次人才引進(jìn)計(jì)劃，與知名高校和科研機(jī)構(gòu)合作，引進(jìn)了具有豐富教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)的“雙師型”教師。此外，設(shè)置專項(xiàng)資金支持教師赴國內(nèi)外知名學(xué)府進(jìn)修和訪學(xué)，提升教師的專業(yè)水平和國際視野。

（2） 依據(jù)《陜西服裝工程學(xué)院青年教師導(dǎo)師制實(shí)施辦法》，每位青年教師均配備一名經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)教師。通過定期的指導(dǎo)會(huì)議、教學(xué)觀摩和科研合作，青年教師在教學(xué)方法和科研能力上均取得顯著提升。截至目前，參加導(dǎo)師制的青年教師中，80%實(shí)現(xiàn)了職稱晉升，發(fā)表高水平論文4篇，參與科研項(xiàng)目5項(xiàng)。

（3） 要求專任教師積極參與教科研活動(dòng)和企業(yè)實(shí)踐活動(dòng)，轉(zhuǎn)換教師身份，既能傳授理論知識(shí)，又具實(shí)戰(zhàn)能力，通過評(píng)聘或考試獲取職業(yè)資格證書，提高專業(yè)水平、專業(yè)技能、科研能力和為社會(huì)技術(shù)服務(wù)的能力。

（4） 為提升教師的教學(xué)技能，學(xué)院調(diào)整并充實(shí)了培訓(xùn)內(nèi)容，增加了在線教學(xué)工具使用、互動(dòng)教學(xué)方法、課程思政融入等模塊。通過采用線上線下相結(jié)合的培訓(xùn)方式，教師的教學(xué)方法更加多樣化，課堂互動(dòng)性和學(xué)生參與度顯著提高。具體見表1所示。

（5） 學(xué)院通過與西安粵嵌信息科技有限公司簽訂合作協(xié)議，聘請(qǐng)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師作為兼職教師，負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)課程和項(xiàng)目開發(fā)。兼職教師的加入，不僅帶來了最新的行業(yè)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還促進(jìn)了課程內(nèi)容的更新和教學(xué)質(zhì)量的提升。目前，兼職教師共計(jì)5人，覆蓋智能控制、計(jì)算機(jī)視覺等多個(gè)專業(yè)方向。

（6） 學(xué)院設(shè)立了專項(xiàng)資金，支持青年教師攻讀碩士、博士學(xué)位，并提供學(xué)費(fèi)報(bào)銷和研究經(jīng)費(fèi)支持。此外，學(xué)校鼓勵(lì)教師參與國內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議和研討會(huì)，通過交流與合作，不斷提升自身的學(xué)術(shù)水平和科研能力。截至目前，已有5名青年教師獲得碩士學(xué)位，5名教師在國際會(huì)議上發(fā)表論文，2名教師獲得博士學(xué)位。

3.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)條件

（1） 專業(yè)實(shí)驗(yàn)室

學(xué)院建有數(shù)模電實(shí)驗(yàn)室、嵌入式實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)智能控制實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。數(shù)模電實(shí)驗(yàn)室配備了最新的模擬信號(hào)處理設(shè)備和電路設(shè)計(jì)軟件，供學(xué)生進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)。嵌入式實(shí)驗(yàn)室擁有20套ARM架構(gòu)開發(fā)板和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，支持學(xué)生進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試。物聯(lián)網(wǎng)智能控制實(shí)驗(yàn)室配備了智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和控制平臺(tái)，為學(xué)生提供全面的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)踐環(huán)境。

通過實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與升級(jí)，學(xué)生能夠在真實(shí)的操作環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐，提高了動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。例如，在物聯(lián)網(wǎng)智能控制實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生完成了基于物聯(lián)網(wǎng)的高校暖氣溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，立項(xiàng)了省級(jí)大創(chuàng)。

（2） 實(shí)踐基地

學(xué)院與北京軟通動(dòng)力教育科技有限公司、西安粵嵌信息科技有限公司和陜西微軟創(chuàng)新中心有限公司、廈門秦商信息科技股份有限公司等多家企業(yè)共建了校外實(shí)訓(xùn)基地。這些基地配備了先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和智能制造系統(tǒng)，教師和學(xué)生在基地中參與實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)和管理。例如，與西安粵嵌信息科技有限公司合作開展的智能四足機(jī)器人項(xiàng)目，使學(xué)生深入了解了智能制造的實(shí)際應(yīng)用流程，培養(yǎng)了實(shí)際解決問題的能力。

校外實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)有效提升了學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力[3]，2023年共有200名學(xué)生在基地完成實(shí)習(xí)，95%的學(xué)生獲得了企業(yè)的實(shí)習(xí)認(rèn)可，40%的學(xué)生在畢業(yè)后被合作企業(yè)錄用，顯著提高了學(xué)生的就業(yè)質(zhì)量和就業(yè)率。

4 培養(yǎng)效果

樹立“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，由傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變到傳授獲取專業(yè)知識(shí)的方法，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自我探究和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息，獨(dú)立思考和解決新問題的能力[4]。學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)生積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)和各類競(jìng)賽，獲得較好的成果。

表2展示了學(xué)生參與各類項(xiàng)目的情況，包括創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)和挑戰(zhàn)杯比賽?？梢钥闯?，智能科學(xué)與技術(shù)2301班的學(xué)生積極參與了多項(xiàng)創(chuàng)新項(xiàng)目，如“剪藝鳳翔：數(shù)字化非遺文化傳承平臺(tái)的構(gòu)建”，這些項(xiàng)目不僅提升了學(xué)生的實(shí)踐能力，還增強(qiáng)了他們的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新意識(shí)。

學(xué)生成果具體情況如表2、表3所示。

通過參與各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)和競(jìng)賽，學(xué)生不僅提高了專業(yè)技能，還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作和問題解決能力[5]。特別是在“智能農(nóng)檢系統(tǒng)護(hù)航鄉(xiāng)村振興”項(xiàng)目中，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決了實(shí)際農(nóng)業(yè)檢測(cè)中的技術(shù)難題，項(xiàng)目最終獲得省級(jí)二等獎(jiǎng)，顯著提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐水平。

5 總結(jié)

智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為一個(gè)多學(xué)科交叉的前沿學(xué)科，陜西服裝工程學(xué)院通過優(yōu)化課程體系、強(qiáng)化師資隊(duì)伍、提升實(shí)踐教學(xué)條件和深化校企合作，成功構(gòu)建了以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的教育模式。創(chuàng)新課堂教學(xué)模式和“產(chǎn)教結(jié)合、工學(xué)結(jié)合”的實(shí)踐培養(yǎng)模式顯著提升了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。多次修訂的人才培養(yǎng)方案確保課程設(shè)置緊跟行業(yè)發(fā)展需求，學(xué)生在各類競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)中取得的優(yōu)異成績，充分體現(xiàn)了專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

展望未來，學(xué)院將繼續(xù)完善人才培養(yǎng)方案，深化與更多企業(yè)的合作，拓展學(xué)生的實(shí)習(xí)和就業(yè)渠道。同時(shí)，計(jì)劃進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和教學(xué)資源，推動(dòng)教學(xué)模式的持續(xù)創(chuàng)新，培養(yǎng)更多符合智能產(chǎn)業(yè)需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，為陜西乃至全國的智能科技發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尹鐘，田穎，孫占全，等.智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“三全育人”課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2024（10）：89-93.

[2] 尚榮華，張瑋桐，魏峻，等.AI賦能智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2023（5）：170-174.

[3] 吳曉暉，吳夢(mèng)蝶，苗水清，等.基于校企合作基地的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)模式改革思考[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2021，17（28）：190-191，194.

[4] 趙海峰，劉婭，張燕.智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)體系的探索與實(shí)踐[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，36（4）：22-26.

[5] 肖凱，李雯，湯曉安，等.智能科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020，16（25）：153-155.

【通聯(lián)編輯：梁書】