人工智能时代“新工科”人才培养模式研究

彭伟功 李镇

摘 要：本文簡述了人工智能时代的技术和产业特点，分析了传统工科专业人才培养过程中存在的问题，并对人工智能时代对新工科人才培养的发展要求进行了分析。为培养具有“跨界创新精神”的新工科专业人才，本文就人才培养模式创新从培养方案重构、社会需求倒逼、校企协同培养、校内横向协同培养交叉融合和改变传统教育教学评价机制培养学生创新意识等方面提出了改革思路和发展方向。

关键词：人才培养 新工科 横向交叉融合 协同

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（b）-0-03

未来将是万物互联、人物相联、万物智能的时代，万物互联后，产生的海量数据具有超强商业价值，需要人工智能来进行数据挖掘和分析处理，这将使现有的生活、生产方式被彻底改变，带来很多商业模式的颠覆。对于已经在某些细分行业占据了重要的位置，并积累获得大量数据的相关产业，在未来的人工智能时代，是有一定优势的[1]。教育部号召高校开展新工科创新实践活动，深化工程教育领域的改革，促进新工科的建设发展，主要从理念、结构、培养模式、培养质量以及体系构建5个方面展开。

从一定意义上而言，新工科就是有别于传统工科的学科交叉产物[2]。眼下，新技术革命与国内供给侧改革和产业结构调整以及产业升级会促生大量新兴产业，这些新兴产业将会是我国实现弯道超车，在社会经济发展层面和技术层面上超越相关发达国家的有效途径。当然，技术创新与发展都离不开人才创新，想要发展新兴产业，那就必须培养相关人才作为支撑[3-5]。所以，发展新工科在某种意义上而言，就是要培养出能够达成上述目标的新型人才。

因此，在人工智能时代全面来临之前，培养出一批能够适应新技术发展需要和社会需求的新工科人才，势在必行；而如何有成效地进行“新工科”专业人才培养模式研究也就成为当今高等教育首要解决的任务。本文旨在介绍我校“新工科”专业人才培养模式创新尝试，总结成功经验，并提出今后改革思路。

1 老工科人才培养现况

当下，传统制造业人才培养与企业实际需求脱节严重，产教融合的深度不够、工程教育实践环节较为薄弱，学校基础能力建设相对滞后，教育发展不均衡与社会发展对人才不同层次需求之间的结构性矛盾问题较为突出。

在当今这个飞速发展的后工业时代，扁平化成了社会组织呈现出的明显特点[6]，客户对终端产品的要求越来越高，从只关注商品本身，向售后和前端生产两侧延伸。新制造与新服务唯有不断创新理念，发展新的产业形态以应对消费需求的差异化，才能取得竞争优势。现有培养模式无法服务于智能制造对于人才需求的新形势变化，主要在于培养单位对于培养理念、模式以及方法的领会及运行仍沿用传统制造时代的体制，这与现如今传统产业不断跨界整合并不断孕育新业态的飞速发展时代存明显脱节。本课题组经深度调研总结，将这种不适应主要归结为以下几个方面。

（1）专业培养方案仍停留于传统的学院式模式，培养目标与计划课程体系之间明显脱节，不论是培养目标还是具体支撑的毕业要求都缺乏具体的课程依托，映射关系模糊，毕业要求中所提及的素质、能力和素养在实践中由于缺乏针对性的具体课程导致无法有效落地，当然也没能形成人才培养的有效评价机制。

（2）专业建设不关心产业结构调整，加之人才培养具有滞后效应，学生毕业后发展困难，上升空间有限。这实质上就是不关心社会对人才需求的动态变化，缺乏有效的外部沟通机制，不顾及对人才的“用户”反馈，没有对其进行有效价值判断。最终结果就是由于专业建设缺乏前瞻性而致使人才培养跟社会真实需求之间严重脱钩，招生就业困难，难以为继。

（3）校企协同培养合作不够深入。传统工科教育缺乏企业深度参与，大多仅涉及到部分实践环节，学生所学理论知识与技能缺乏实践机会，无法进行有效的能力提升来增强就业适应度。这对于迫切需要培育“大国工匠”的智能制造而言，是极为不利的。自然也就不可能校企联合，孕育新兴交叉复合专业，也就不可能真正实现教育创新。

（4）不够重视校内相近专业的横向协同培养和交叉融合以及加强工科学生的人文素养，“跨专业、跨学科”的复合型应用人才培养还有待于进一步加强。大多传统工科专业的建设发展都依托某特定的行业背景，在某个特定领域里形成了一定程度的传统优势，在教学过程中也保持特有风格，这些都是值得提倡的。但是在具体培养环节由于过去的“窄而精”意识主导，主要针对工程领域的某一具体环节重点展开人才培养，而没能够树立起面向全过程的培养思想，导致了人才培养视野和格局相对较窄，没有能够建立起相近专业协同培养的良好机制。在校内培养环节，缺乏有效的横向交叉融合和协同培养，所以传统工科学生普遍存在综合素质与知识结构方面的缺陷问题，这是今后需要进一步加强和提高的方面所在。

（5）传统的评价机制不利于创新能力的培养。眼下对高校学生就业等方面的考核评估等大多以考研升学、就业、参军等出口方面传统的短期效益指标来对学校进行人才培养效果评价。在这样的目标和价值导向作用驱使下，学校和学生都可能会趋利避害而急功近利、舍远求近。再就是对学生的学业成绩考核方式单一，大多都采用卷面考试形式，不利于营造创新能力培养氛围。人工智能时代对人才的最大厚望就是要具有跨领域的创新能力，以便于为社会组织的持续创新战略目标的实施提供强有力的智力支持。所以要调整现有教育理念和教育模式，系统地培养学生的创新意识和能力，在实践中不断摸索，逐步建立起人工智能时代的“新工科”教育发展新模式。

2 新工科人才培养模式创新尝试

面向未来的高素质复合应用型人才，不仅要在自己的专业领域学业精深，而且还需要具有“学科交叉融合”的特点；不但能够运用所学知识去解决现有问题，而且还有能力通过自适应自学习去解决在未来发展过程中出现的新问题；不但在技术上优秀，而且还要懂得经济、社会和管理，更兼具良好人文素养。人工智能时代新经济新产业对人才提出的这种新的目标定位与需求为“新工科”发展提供了契机，时代的发展在呼唤着“新工科”的发展。

教育过程需要把学生将来的持续发展前景和社会对人才需求的动态变化有机结合起来，本课题组认为可以从培养方案重构、社会需求倒逼授课内容更新、校企协同培养、校内横向协同培养交叉融合和改变传统教育教学评价机制培养学生创新意识等多渠道并举来适应人工智能时代“新工科”人才培养的需求。

2.1 基于OBE教育理念的人才培养方案重构

在充分做好OBE教育理念培养目标和毕业要求设计调研、课程体系支撑培养目标的达成度与实施方式调研和充分论证的基础上，结合学校定位和专业发展实际，对传统工科专业人才培养方案重构。专业课程体系设计要打破以往传统教学模式指导下的思维僵化局面，着力引导实施以成果为导向的反向拉动式教学设计。在此过程中要认真思考和把握国家、社会及行业发展的需要，综合行业发展需求，学校发展定位及发展规划目标，毕业生持续发展前景及学生家长与社会各界的殷切期盼等多种因素，科学制定人才培养目标，依据明确的培养目标科学合理地制定毕业要求，再依据毕业要求来制定与之相对应的课程体系，确保目标有较高的达成度，课程依托明确，两者之间相互映射关系清晰且容易实现。OBE教育理念的核心理念就是基于成果导向的教育，是一种反向设计、正向实施的过程[7]，它克服了传统教育理念引领下一般只能够满足内部需求却无法满足外部需求的诟病。基于这种拉动式的反向教学设计，既有利于提高人才培养目标的达成度，更能够较好地理解和把握专业定位与发展内涵，真正实现服务于社会的专业建设目的。

2.2 根据社会需要进行专业建设，并保持授课内容与时俱进不断更新

以繼承创新、交叉融合、协同共享为主要渠道，努力实现专业建设与发展逐步从学科导向转向以行业需求为导向，从被动适应服务转向主动创新引领。要充分做好行业发展对人才需求的广泛调研，实施专业动态调整战略，并推动传统专业的交叉融合、培育适合行业需求的交叉专业。为了能够适应技术发展对人才要求以及期望程度的提高，要不断鼓励广大一线授课教师积极关心行业和技术发展的前沿，及时把行业发展变化的最新情况引入到课内外的教学过程，科学认真更新授课内容和规范知识体系，建设更新教材资源。为此，需要不断加强高水平师资队伍建设，特别是要重视广大青年教师的成长，学校可以采取合理有效的积极措施鼓励青年教师，特别是刚毕业的从学校到学校的年轻教师深入到相关行业生产一线进行实践学习，不断提高行业认知。

2.3 加强校企企业协同培养深度，创新人才培养途径

广泛而又深度的客户体验是人工智能时代一个明显的特点。通过客户体验来验证或者说判断产品或者服务创新自身社会价值，实质上就是让用户加入了产业链，真正实现市场导向的理念创新。新工科人才培养，就是为其发展提供人才支撑，自然也不能置身事外，要想培养出深受用户欢迎的新工科专业人才，这就需要企业作为用户参与人才培养过程。校企产学研合作，可以实现信息共享和互惠互利。企业不论是在实践教学方面，还是在产业以及行业发展预测、行业标准、制造过程以及服务标准的理解把握等方面都具有自身优势，可以协助高校实现科研成果转化；此外让用户参与人才培养过程，既能起到质量监督把关作用，还可以对人才培养方案不断完善提高，甚至还可以对专业结构调整提出科学合理的建议，既增强了契合度，也提高用户对新工科人才培养的满意度。

校企协同培养，既能够增强学生的行业认知，还有利于提升学生的综合素质，同时也扩大了学校在行业内的影响力，一定程度上增强人才培养的外部适应性。

2.4 以行业平台为基础，实现校内横向协同培养

新工科实质上就是让学生在更广阔的视角下学习，也就是所谓的厚基础。对校内相近专业的横向协同培养和交叉融合，让“跨专业、跨学科”的复合型人才培养成为共识。在具体操作模式上可以采取多种方式有机结合的手段进行。以“大平台、多专业融合”为基本原则，以工程项目为主线，搭建跨专业的教学平台，组建跨专业的课程教学团队，制定出统一的教学大纲和授课计划，合作编写教学资料，实行联合授课[8]。教师之间互相听课，集体备课，深度掌握其他专业的相关知识，在教学过程中不断融合相关专业知识。学生在传统工科专业模式下从各自专业的角度来“仰视”行业，新工科培养模式下通过行业平台课程的学习，是站在行业的高度上来“俯瞰”专业，理解各自专业在行业中的地位与作用，理解各自专业与相关专业的关系，着有利于提高专业课程学习的目的性与自觉性。此外，构建跨学科、多专业、集成化、融合式横向协同实践能力训练体系，开展联合毕业设计和社会实践[9]，培养学生的协同能力。组建跨专业学生团队开展联合毕业设计可以将整个项目过程有机统一，既培养了团队协作能力，又可以帮助学生树立全局意识，提高工程实践综合应用能力。

2.5 改变传统教育教学评价机制，培养学生创新意识

今后相当长一段时间内，我国教育的矛盾将主要表现为教育发展不均衡与社会发展对不同层次人才需求之间的结构性矛盾。由于社会对人才需求存在层次结构区别，学生的兴趣和禀性各异，所以就不能按照统一的尺度标准来评价高等教育教学效果，应该按照不同的人才培养目标定位分别评价。通过不断提高学生科技创新在教育评价中的权重来建立良好的导向机制，从而合理引导学生投入科技创新实践活动。从国家和社会层面来看，考虑到人才的结构性矛盾现实，不能再以“就业率”或者“升学率”等单一的效益指标来衡量和评估高校的教育质量和效果，而应该考虑到“大国工匠”所需要的文化底蕴和宽厚的专业基础以及创新思维，采取多维度评价高校教育质量；从学生角度来讲，由于学校出台了相关鼓励政策从而可以结合个人兴趣和能力基础，积极投身于科技创新实践活动，充分发展自己；学校层面，改革课程考核方式，采用综合考核模式，政策导向也要鼓励创新创业，努力构筑以创新竞赛、创新基地以及社会实践为主要内容的多元化创新实践平台，全面提升学生的产业视野、创新竞争精神和团队协作能力。

3 结语

新工科人才培养模式改革是一项系统工程，涉及面广，既需要考虑人才培养方案自身的内部适应性和教育教学自然规律，还需要加强人才培养的外部协同环境、社会需求变更、技术与产业的发展变化、教学手段的创新、激励机制、社会预期等。

随着数据产业的快速发展，云物大智等新技术不断涌现，人工智能时代正向我们走来，培养面向人工智能时代人才的任务已日渐紧迫。人工智能时代对人才的需求也越来越多样化，新工科人才培养模式不仅要注重满足社会以及行业发展需求，更要重视对学生人文素养的培养；既要在更加开放和包容的氛围中培养学生的创新意识和创新能力，也要加强家国情怀培养，塑造健康的身心。

参考文献

[1] 张祺午.职业教育如何应对人工智能时代[J].职业技术教育，2017，38（21）：1.

[2] 吴爱华.侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[3] 夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19.

[4] 陆国栋，李拓宇.新工科建设与发展的路径思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[5] 林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[6] 托马斯·弗里德曼.世界是平的：一部21世纪简史[M].长沙：湖南科学技术出版社，2006：46.

[7] 李志义.解析工程教育专业认证的成果导向教育理念[J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

[8] 雷学文，郄恩田，周传辉.培养高素质工程人才的教学模式探索与实践[J].高等建筑教育，2012，21（4）：66-69.

[9] 基于能力本位的交通工程专业教学体系构建[J].教育与教学研究，2016，30（10）：75-79.

[10] 郑芬芸.物流专业“运筹学”课程教学改革的思考[J].郑州航空工业管理学院学报：社会科学版，2011，30（4）：176-178.