人工智能背景下计算机专业双创人才培养模式探索

陈建国，陆慧娟，周杭霞，周永霞，卫 伟

（中国计量大学 信息工程学院，浙江 杭州 310018）

0 引 言

2015年7月，国务院出台《关于积极推动“互联网+”行动的指导意见》，首次提出将培育及发展人工智能（artificial intelligence,AI）产业。2016年公布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《“十三五”国家科技创新规划》和《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》等文件都对发展AI产业作出详细安排。2017年3月和2017年10月，AI分别被写入政府工作报告和党的十九大报告。2018年10月31日，习近平总书记主持中共中央政治局，在就AI发展现状和趋势举行的第九次集体学习中强调，AI是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，能否做到加快发展新一代AI事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇。习近平总书记还特别指出，要加强AI人才队伍的建设，要以更大的决心、更有力的措施，打造多种形式的高层次人才培养平台；要加强后备人才培养力度，为科技和产业发展提供更加充分的人才支撑[1]。

AI具有多学科综合、高度复杂的特征，然而，AI通常被认为是利用计算机的模型、程序、方法和概念实现科学的认知过程，因此，它所在的学科属于计算机一级学科下设的二级学科。在大多数高校中，计算机专业归属工程教育范围。

为深化工程教育改革和建设工程教育强国，教育部高等教育司（简称高教司）对工程科技人才提出更高要求，提倡加快工程教育的改革创新。高教司2017年发布《关于开展新工科研究与实践的通知》（教高司函（2017）6号），提出人才培养的新模式，即要求开展深化产教融合、校企合作体制机制和人才培养模式改革的研究和实践。这个通知还提及了一个2017年以来在高校频繁出现的流行语，即“新工科”。新工科是指新产业、新专业，如AI、云计算等，也包括传统工科专业的升级改造。对新工科的研究，就是对新结构、新质量、新理念、新体系、新模式“五新”为标志的项目研究与实践[2]。另外，将创新创业（简称双创）教育理念融入人才培养规划，培养满足社会急需的双创人才，是高校计算机专业改革创新面临的重大挑战。

1 AI发展及人才短缺分析

AI尚未有一个明确一致的定义。有专家认为，AI是关于知识的学科，是研究知识表达、知识获取及知识使用的科学；也有专家认为，AI是研究如何让计算机做只有人能做的智能工作。

自1956年美国达特茅斯会议首次提出AI理念以来，它的发展几经起伏。近年来，在互联网、大数据、云计算等新理论、新技术的驱动下，AI加速发展，呈现出深度学习、人机协同、跨界融合等新特征。

AI的发展严重倚重高端人才，其人才的质量和数量决定着AI发展的潜力与水平。目前，AI人才出现全球性短缺现象。据近期全球职业社交平台LinkedIn的数据分析，平台中全球AI现有人才数量约为25万。根据AI人才人数排列，主要分布在美国、欧洲、印度、加拿大、澳大利亚、中国等，比较中美两国AI人才的从业年限构成及比例，结果为：①10年以上经验的：美国接近50%，中国不到25%；②5年以下经验的：美国约为28%，中国超过40%。可见，我国AI人才人数总量偏少，10年以上资深人才严重缺乏，不过我国年轻一代的AI人才比例较高，未来人才培养和发展空间广阔。

解决现有的全球AI领军人才数量与质量无法满足技术和产业发展巨大需求等问题的方案有2个：①与他国争夺全球的存量人才，制订优惠政策，积极吸引海外AI人才回国创业；②设计人才培养方案和人才发展规划，改进教学模式，培养本地化AI人才。

我国在理工科若干专业（如计算机、数学等）的人才培养方面有良好的基础，这些专业均为从事AI应用开发的核心基础。通过对AI领域相关专业的分析可以看到，计算机、软件工程等专业是中国AI人才培养的主力专业，其中计算机专业与AI相关性最强，因此，开展高校计算机专业人才培养模式的研究很有必要，有利于AI人才培养体系的建立及高校AI学科的建设。

2 现有计算机专业双创人才培养模式分析

经过多年的建设，大多数高校在计算机专业人才培养体系中的课程体系、教学模式、实践教学等方面取得长足的进步，但在双创人才的培养方面，不少高校仍存在着一些共性问题，如教师双创教育意识薄弱，学生培养的定位不准确，知识体系规划缺乏系统性，学生不具备完整的计算机系统思维，学生缺乏实践过程中解决复杂性工程问题的能力等[3]。

2.1 双创教育意识薄弱

高校中关于双创的教育仍处于起步阶段，具体表现为教师不清楚双创的目标与过程，培养学生双创能力的意识薄弱，无法将课程教学与双创教育相结合。

2.2 培养定位不准确

计算机专业覆盖内容较广泛，高校若对专业方向定位不准确，就无法明确专业人才培养的重点。当前一些高校的人才培养规划或方案包括众多与计算机相关的课程，而这些课程并未经广泛的市场调研，且未经高校教师与企业专家共同商定。高校大多数专业培养方案中的学分有限制，课程门数越多，平均每门课的学分就越少。依据现有的人才培养规划或方案进行教学的后果是学生对许多课程只有初步了解，缺乏深度理解，这样培养出来的毕业生与企业的要求相距甚远。由于课程体系缺乏方向，无法侧重培养学生在某一方向的技能，会在一定程度上影响学生双创能力的培养，使毕业生缺乏双创动力。

2.3 教学模式不先进

不少高校仍在使用传统的“灌输式”教学模式，即学生被动地接受知识的灌输，这种传统教学模式已难以跟上发展的步伐。在双创方面，部分高校开始在常规教学过程中融入学生双创培养举措与策略，即独立开设双创课程。这种教学模式局限较大，教育效果不佳，无法与其他课程关联，没有注重各学科之间的融合，无法有效发展学生将各学科进行实际融合应用的能力，难以支持学生的双创活动。

2.4 实践教学环节不充足

为配合理论教学，通常的实践教学环节有：①在理论教学过程中，设置一定时数的实验；②设置独立的课程设计课。这些实践环节的主要目的是巩固理论、熟悉知识点，缺点是缺少对学生综合能力、创新创业能力、工程实践能力等的培养，忽略学生对新兴领域的实践与探索，使得学生的双创能力难以形成。学生大四期间的2～3周的生产实习因时间短，目标不明确，也存在类似的不足。另外，不少高校对计算机专业的双创实践基地建设投入不足，无法合理利用第3方提供的双创科技园、实践孵化基地等提高学生的技能和双创能力。虽然双创竞赛能在一定程度上锻炼学生的双创能力，但是因其存在一定的功利性，难以真正发挥培养学生双创能力的作用[4]。

2.5 师资力量不完善

高校中的教师通常具有较高的专业理论水平和较强的科研能力，但是很多教师没有工程实践背景，实践能力相对薄弱。这些教师由于平时的教学任务繁重，很少有时间参加培训或者企业顶岗实践，这样的师资队伍难以教导出具备双创能力的学生。

3 人才培养模式革新

为提高双创能力的培养质量，高校双创人才培养方案应融入整个教学过程，因此，要统筹规划培养目标与毕业要求、教学模式、课程设置、实践活动、师资队伍建设，为更好地培养学生双创综合素养和专业技能奠定基础。

3.1 明确培养目标与毕业要求

高校应以工程教育专业认证的要求设定专业的培养目标和毕业要求，并建立毕业要求对培养目标的支撑关系表。培养目标是指学生毕业后5年应达到的目标，如具有较强开拓创新精神和双创思维能力，具有一定的科研能力与实际工作能力，能够胜任计算机领域技术相关的管理、生产、销售、产品技术服务等岗位工作。毕业要求是指学生本科学业毕业时应达到的要求，如能够应用数学、自然科学和计算机科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

3.2 改进教学模式

在教学模式上，建议采用工程教育专业认证要求的OBE（outcome based education）教学模式，即产出导向教育，这是一种基于学习结果的教学模式，它代表着专业教学未来变革的方向[5]。这一教育模式的核心是将学生的素质和潜能表现作为衡量教学成果的依据，建立“评价—反馈—改进” 的闭环机制，促进高校持续改进教学质量。此模式的重点是以学生为中心，以产出为导向。

具体做法：首先，教师以学生毕业目标和毕业要求为中心，设计培养方案、教学活动、资源投入等，这些设计的绩效最终落脚在学生能力培养的达成；其次是建立针对全体学生的合格性评价机制。在教学过程中，学生是教学的主体，教师则是管理者、监督者、引导者。另外，可适当调整理论学习与实践学习的比例，增加教学实践和学生自学的时间，为双创能力培养提供时间保证。

3.3 优化课程体系

高校应制订科学合理的课程教育体系，既要激发学生创造性思维，又要潜移默化地在教学中融入双创理念，为学生未来独自创业打下良好的理论基础。在设计相关课程时，尤其要重视理论与实践的结合。

从工程教育专业认证的要求出发，课程体系应实现对毕业要求的支撑。以毕业要求为例，应设置的配套课程是计算机导论、高级语言程序设计、面向对象程序设计、计算机组成原理、算法与数据结构、计算机网络、计算机操作系统、数据库系统原理、社会实践、创新实践等。

3.4 完善实践环节

高校应构建计算机专业人才培养双创实践平台，建立由课内实验、课程设计、课外实践、企业实习、毕业设计等不同层次构成的多维创新实训体系。由于计算机领域许多应用需求来自于社会与企业，因此应加强学校与企业在AI及互联网领域的深度融合，构建学校、在线平台、企业实习基地等多途径立体实践训练体系，建设校内外联合实习、校企协同融合的双创实践环节。

3.5 优化师资队伍

AI背景下计算机专业双创人才的培养，要求计算机专业教师将适应时代需求及双创理念的新知识、新观点引入专业课程教学中。工欲善其事，必先利其器，因此，要构建计算机专业教师队伍建设方案，探索提高教师理论和技术水平的方式方法，充分利用AI领域的优秀成果，鼓励计算机专业教师通过多种途径参加培训。

4 教学模式改革实践

在人才培养方面，中国计量大学信息工程学院计算机系以工程教育专业认证的要求为学生培养的出发点，通过确定培养目标和毕业要求，建立毕业要求与培养目标、课程体系与毕业目标的对应关系矩阵，努力优化课程建设、改进教学模式、完善实践环节、促进师资队伍建设等，进行教学模式的改革。

为促进AI学术界和产业界的合作，学校拟参照法国高校的做法，在高校中开设“企业教席”[6]，即以2～3门计算机专业课程为试点，聘请企业专家担任这些课程的主讲教师。学院也鼓励教师与企业合作开展科研项目,以扭转多数高校教师没有工程实践背景、实践能力相对薄弱的困境。学院还鼓励教师和学生在条件成熟时成立AI初创企业。

在教师能力培养方面，学院安排专业教师参加培训，方式有2种：①送教师去培训机构；②聘请培训专家来学校。2017年，5名老师参加在杭州的Python语言培训；2018年暑假，学院派遣2名教师到北京参加Python深度培训班；2018年暑假，学院聘请北京一数据公司的培训教师专程来校集中讲授AI典型算法及其应用课程，40余名来自各个学院的师生参加培训，效果良好，受到参训师生的好评。

为促进计算机专业特色建设和人才培养，同时为了完善课程教学内容和课程体系改革，学院还成功申请教育部与企业共同支持的协同育人项目。希望通过这些项目，实现课程资源的共享、专业的校企共建、人才培养体系的完善等。

5 结 语

在AI日益得到重视的大背景下，高校应培养双创型的计算机专业人才，以满足目前当今社会对AI、大数据、云计算等计算机专业人才的需求。未来的人才培养模式将以多学科交叉融合为指导。构建适应AI、“互联网+”等时代特色以及融合创新创业、新工科、工程教育等多种理念的计算机专业人才培养模式和课程体系，搭建支持双创的实践教学平台，培养具有AI及“互联网+”思维的新型计算机专业高级人才，将是计算机专业教师未来持续努力的方向。