人工智能视阈下计算机专业人才培养模式改革实践研究
——以J技师学院为例

2022-02-26 19:03广州市机电技师学院赖志权

广东教育 2022年7期

文/广州市机电技师学院赖志权

一、人工智能行业情况分析

在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论、新技术的共同驱动下，人工智能逐步展现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特性，产业化成熟度愈来愈高。世界各国都将人工智能视为科技创新的下一个“超级风口”。

十八大以来，党和国家高度重视及大力扶持新一代信息技术发展。2017年7月，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》。这是从国家层面对人工智能发展进行的统筹规划和顶层设计，亦成为人工智能发展的国家战略。当前，各种新技术高科技加速交叉融合发展，有效地推动人工智能产业快速崛起，在经济社会各领域广泛应用。一大批新型人工智能企业应运而生，《2020年全球人工智能产业地图》显示，中国人工智能企业数量全球排名第二。2020年，在疫情防控和复工复产中，人工智能技术发挥着重要作用，资本市场对于人工智能的热度升温，全球AI投资金额基本止跌，中国国内AI投资金额转降为升。中国人工智能产业规模为434亿美元，同比增长13.75%，超过全球增速。

近年来，人工智能产业形成了基础层、技术层和应用层的鲜明格局。其中，基础层负责提供基础能力，技术层负责将基础能力转化成人工智能技术，应用层负责将人工智能技术应用到特定行业。《中国新一代人工智能科技产业发展报告2021》对2205家人工智能样本企业进行调研，数据分析显示，从技术层次分布看，应用层人工智能企业数占比为84.05%，系最高；其次是技术层企业数，占比为13.65%;基础层企业数占比为2.30%，系最低。应用层企业占比高，说明中国的人工智能科技产业是由社会需求牵引的。

二、人工智能背景下计算机专业人才培养模式改革的必要性

科技的竞争归根结底在于人才的竞争。人工智能产业的发展更需要相关专业人才提供有力支撑。《新一代人工智能发展规划》指出，要利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系，大幅提升就业人员专业技能，满足我国人工智能发展带来的高技能高质量就业岗位的需要。也就是说，我国已从国家层面对学校应将人工智能作为技术手段，提升教育信息化和智能化水平作出明确要求。

通常来说，人工智能系利用计算机的模型、程序、方法和概念，以实现科学的认知过程。人工智能具有多学科综合、高度复杂的特质，它所在的学科属于计算机一级学科下设的二级学科。

人工智能背景下计算机专业人才培养的目标需要随着社会的发展不断变更。在以人工智能为代表的工业 4.0 时代，计算机专业的人才培养目标应该愈加强调基础化、综合化、个性化和实践化。当前，以专业知识为核心的传统的人才素质结构已愈来愈难以迎合未来社会对人才的需求。新形势下，学校应转变观念，致力于培养学生的批判性思维、创新思考、有效沟通交流、实践能力、解决问题的能力等，以提升学生适应未来经济社会发展的核心竞争力。

人工智能背景下，计算机专业人才培养亟须从多学科的角度进行审视,推进和加强跨学科人才培养，打破单个专业的壁垒。实践证明，单一的学科知识体系已经无法迎合以人工智能为代表的工业 4.0 时代对超学科知识链的需求。破除学科专业壁垒，加强通识教育，拓宽学生知识面，从不同专业角度探究学术问题已经成为人工智能背景下计算机专业人才培养改革的一个新态势。

三、人工智能视阈下计算机专业人才培养方案

1.人才培养方案基本原则的合理设置

坚持互动原则，计算机专业人才培养模式需要从师生互动的角度，以智能技术、计算机技术交流、观点认证等方式，实现计算机专业的知识共享，这是实现计算机专业应用型人才培养模式创新发展的基础性条件。计算机专业学生可以在彼此的交流中，掌握智能技术及计算机技术，而且学生对于计算机专业的相关知识理解水平逐渐提升。在进行综合优化与控制的过程中，则需要从计算机活动、计算机教育交流、计算机专业课程规划等方面进行完善，在资源整合的基础上，实现计算机专业课程的实际应用效果提升。增加计算机专业课程活动，实现对计算机专业课程活动方式、活动内容及整体规划等方面的综合设计。

2.课程体系结构的合理设计

J技师学院的计算机专业课程应从必修、选修两个角度进行选择与设计。必修方面，结合计算机专业的12门课程的内容，对知识点进行整合与设计，以应用型人才培养、教学目标等为中心，从而实现学生计算机专业知识的系统化学习。选修方面，则可以结合学生的实际情况以及学习需求，选择性地进行计算机知识教育与引导。J技师学院在实现综合发展的过程中，可以选择开设多种选修课程的方式，适应社会、学校、应用型人才等方面的需要。在实际落实的过程中，结合计算机专业特色，以专业学习领域为基础，保证课程设置具有全面性，需要包含计算机专业的大部分科目。此外，在对计算机专业课程资源进行整合与分化的过程中，需要对计算机技能类课程进行调整，避免出现重理论、轻实践的情况。而且，还需要对计算机教育的传统技能类课程资源进行整合，这对提高计算机专业应用型人才培养效率有积极作用。在对课程内容进行拓展的过程中，则需要以计算机基础、计算机表现与创造等相关知识为基础，增设计算机教育相关的设计类课程，增加计算机与人文教育课程，这对提高计算机专业学生的综合人文素养有积极作用。

3.课程体系学时的合理分配

J技师学院的计算机专业课程体系需要从学时分配及实践操作等方面进行综合设计。首先，坚持以人为本的理念，从计算机教育相关理论知识、实践操作等角度进行综合管理，这是实现课时合理搭配的基础性条件。明确阶段性的计算机专业的教学目标，则需要克服信息操作、计算机思维创新等问题，丰富课程内容，这对计算机专业学生的全面发展有积极作用。在实现课程体系学时合理分配的过程中，需要突出课程的师范性，提高学生文化素养以及技术操作水平的同时，强调计算机专业课程设置的综合性，以技术分析、计算机创作、智能技术、计算机技术讲解等为核心内容，将计算机专业相关学习内容整合在一起，这对提升计算机专业的课程应用效果有积极作用。在对计算机专业课程体系学时进行合理分配中，可以结合学生的实际情况，按照7∶3的比例，以计算机实践操作与专业理论知识学习同步开展的方式，实现计算机专业教学水平的提升。其次，在课程体系学时的合理分配与控制的过程中，需要注重课程设置的开放性，并扩充计算机专业的学习资源，这对实现计算机专业知识整合、合理分配教学时间等有积极作用。最后，在对计算机专业课程体系的时间搭配进行优化中，需要给学生留下充足的选择空间，从而满足计算机专业学生不同发展方向的需要，为学生的个性化发展提供课程支持。在实现计算机专业相关课程合理搭配与落实的过程中，需要对计算机专业知识、实践练习等方面进行调整，这对提升计算机专业的实际教学水平有积极作用。在课程时间划分中，可以从实践性课程、公共课程等方面进行优化，保证计算机专业学生的实习时间和实践操作时间，从而提高学生的自主学习积极性、个人能力以及职业意识等。在课程合理安排以及专业控制的过程中，需要从时间段、实践操作、计算机专业知识学习等方面进行综合控制，从而达到课程时间最大化利用的目的。从实践教学、学习方法选择等角度进行综合设计，对提高应用型人才的实践操作能力有积极作用。为提高计算机教育专业应用型人才培养模式的实际应用效果，则需要从学生个人能力、计算机专业知识、自主学习等方面进行综合调整，达到培养效果提升的目的。

四、J技师学院的实践探索

近年来，J技师学院紧紧围绕先进制造产业链，秉承“为产业发展需求服务，为工业化发展进程服务”的办学初心，坚持“办学就是办专业”的办学理念和“专业群对接产业链”的专业建设思路，对接广东省战略性支柱产业和新兴产业集群，以“横向拓展、纵向延伸”的结构逻辑构建专业群，形成结构合理、特色鲜明、助力粤港澳大湾区产业发展的专业建设生态，为区域经济发展提供坚实的人才支撑和智力支持。当前，J技师学院根据区域经济发展和产业结构调整，聚焦智能制造技术和人工智能技术领域，赋能智能制造、智能控制、机电装备、数字创意、智能汽车和制造服务六大专业群的优化升级，正在打造适应新基建、新互联、新业态需要的新工科、新商科专业；发挥学院的专业技术实力和校企合作优势，通过重点支持、有序推进，着重建设智能制造产业学院和人工智能产业学院，构建共商、共建、共享、共赢的合作机制，构建产业生态完整、产教深度融合、校企协同发展的育人平台。

1.强化人工智能师资队伍

大量涌现的人工智能新技术、新业态催生一大批新职业、新技能。这对人工智能技能人才培养和职业技能培训提出了新挑战。J技师学院以打造高水平师资队伍为目标，以内培外引为手段，以强师工程为抓手，创新人才引进和培养机制，完善薪酬分配及考核措施，推动学院师资队伍整体素质实现高质量发展，培养了一支具有先进职业教育理念和国际视野的一流师资队伍。加大5G技术、人工智能、大数据、区块链、工业互联网、物联网、精密制造、智能控制等技术人才的引进和培训力度，实现师资队伍人工智能技术培训全覆盖，实现新职业、新技能师资满足新时代高技能人才培养需要。大力推进教师一体化课程学习任务开发能力培训，促进教师专业化成长。

2.加强校企合作

J技师学院以人工智能产业学院建设为引领，利用周边人工智能产业集群发展的契机，紧跟5G、物联网、工业互联网、人工智能、云计算、区块链、大数据等新基建新互联发展，与行业龙头企业开展深度校企合作、产教融合项目。重点开展先进制造产教中心智能化升级、CNAS实验室改造升级、智能制造电气安装调试一体化学习工作站、智能网联汽车实训中心、人工智能师资培训中心建设、订单班技能人才培养等重大校企合作项目。此外，学院还与一些人工智能龙头企业进行合作，在专业建设、智慧教学楼建设、数字化展示中心建设、技能人才培养等方面开展深度交流，探索人工智能在智能制造、智慧交通、智能家居、智慧教育等领域的应用，为区域产业发展提供人工智能技术应用人才。

3.进行课程改革

J技师学院以人工智能相关技术为核心，根据人工智能背景下的工业4.0人才需求变化，明确人工智能背景下学院计算机专业的人才培养目标和培养方向，调整课程体系和课程内容，更注重学生知识体系的培养。课程方面，包括Python编程语言基础、系统高级编程、互联网开发、数据分析、人工智能等核心模块。课程大纲结合学生实际情况进行精心设计和编排，将较难的数学知识融入到实际案例中讲解，内容由浅入深，更好地帮助学生入门。在课程设置上，注重实战。实战项目需求真实，兼具深度广度，深度贴合名企和大厂用人需求，增加了数据分析项目数量，整个项目库包括10多个数据分析项目，多个综合大项目。通过系统学习，学生熟练掌握Python语言、数据库、网络等主流软件开发技术，数据采集、分析、挖掘、可视化技术，机器学习、深度学习知识体系，理解数据分析思想、软件开发思想，能够利用这些思想和技术分析问题，提出方案并解决问题。学生就业除了人工智能、数据分析等岗位外，还能从事软件开发、高级软件测试、前后端开发、爬虫工程师等工作。

五、结束语