产教融合模式下人工智能实践教学探讨

王贵财 樊超 张玉宏

摘 要：针对人工智能实践教学与专业技术实践脱离、实践教学目标与企业技术岗位需求脱节问题，依托河南工业大学人工智能现代产业学院平台，研究实施“人工智能实践基地建设、产教融合实践教学模式”，探究具有河南工业大学特色、产教融合背景下的人工智能实践教学模式，让产教融合实践教学形成正面导向，构建校企协同育人的工程教育示范。同時也为探索科学、可行和具有推广价值的人工智能专业实践教学建设提供路径，进而提高服务人工智能行业需求和中原区域经济社会发展的创新驱动能力。

关键词：产教融合；人工智能；实践基地；教学模式

基金项目：2021年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目“基于产教融合的人工智能现代产业学院建设路径研究与实践”（编号：2021SJGLX401）；2021年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目“地方本科高校产教融合推进高质量人才培养研究与实践”（编号：2021SJGLX135）；2021年河南省高等教育研究重点项目“产教融合视域下产业人才培养模式研究与实践—以人工智能为例”（编号：2021SXHLX013）；2020年教育部产学合作协同育人项目“面向新工科的人工智能专业课程体系建设与改革”（编号：202002163007）

作者简介：王贵财（1979— ），男，河南工业大学人工智能与大数据学院讲师，研究方向为人工智能实践教学；樊超（1976— ），男，河南工业大学人工智能与大数据学院教授，研究方向为信息与信号处理、光电信息检测及图像处理；张玉宏（1980— ），男，河南工业大学人工智能与大数据学院讲师，研究方向为人工智能、大数据、科技哲学。

产教融合的初衷是结合高校各专业与相关行业的头部企业，充分利用校企资源，最大程度融合专业知识与企业资源，实现理论与实践的精准对接，构建教育、生产、创新一体化的教学活动，完成校企教育链、地方产业链以及多方创新链多链融合，培养全面发展的高素质人工智能技术技能人才。但是高校人工智能专业实践教学过程中存在教学内容与工程技术实践脱节、教学目标与行业企业岗位需求脱离等问题，未能形成真正的产教融合协同育人的人工智能实践教学模式，当然未能达到培养学生实践能力的目标。

研究团队立足人工智能实践教学，围绕建设产教融合实践基地和实践教学模式两个方面探讨产教融合模式下的人工智能实践教学。

一、人工智能专业发展现状

人工智能是研究开发模拟、延伸和扩展人类智能的理论方法技术及应用的系统科学，也是数学、计算机科学、信息、脑认知科学等综合性交叉学科。尤其人工智能产业迅猛发展催生了相应人工智能人才需求量的剧增，在人工智能、大数据、云计算等为代表的新一代信息技术的强力推动下，实践水平高的专业人才的社会需求量日益增加。

为适应国家新兴战略需求，助力河南经济强省和制造业强省建设，支撑河南省新一代人工智能产业高质量发展，2019年7月，河南工业大学成立人工智能与大数据学院并设置人工智能本科专业，2020年正式开始本科招生。人工智能专业秉承高素质人才培养定位，以新工科内涵建设为引领，旨在贯彻落实《关于推进新工科研究与实践项目的通知》《高等学校人工智能创新行动计划》《关于开展新工科研究与实践的通知》等文件有关新工科专业建设的要求，深化产学研协同育人，创新人才培养体系，培养人工智能领域的复合型应用型人才，更好服务区域经济建设发展。

科大讯飞在语音语言识别核心技术及人工智能等领域拥有国际领先的技术成果，是知名的智能语音及人工智能技术提供商。近年，科大讯飞开展产学研融合新模式、新业态探索与推广，实现科研力量、企业技术需求、各类要素高效配置，助力创新链、产业链、人才链、资金链一体化整合。

河南工业大学深入分析人工智能专业相关行业发展现状，据此学校人工智能专业与科大讯飞建立校企合作关系，充分发挥各自资源优势，在科技人才培养、联合建设产业技术研究院、共享教育资源科学技术、联合构建教育教学信息化等方面开展深度合作，以共建国家重点现代产业学院为抓手，聚焦产业发展、创新体制机制，唯先唯实、久久为功，共同打造更加科学系统、更加符合产业需求的人工智能教学体系，联合培养高质量人工智能领域人才，为经济社会发展和战略技术革新提供更加强大的人才支撑。

二、产教融合实践基地建设

（一）指导思想

以《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《国家教育事业发展“十三五”规划》《新工科研究与实践项目指南》等文件有关新工科人才培养促进新经济发展的要求为依据，坚持“目标明确，统筹规划；分步实施，突出重点；讲求效益，资源共享”的基本原则，优化资源配置，注重资金投入力度，完善并创新实验管理机制，合理整合、优化实验室结构，通过实践基地的建设，为学生提供先进的实验设备，推出满足不同专业需求的实验项目，建设一个高水平、高实践性的实验管理体制和开放性实验环境。

河南工业大学人工智能与大数据学院坚持“育人为本、服务产业、融合发展”的办学理念，以校企合作的方式深化产学研协同育人，持续推动人工智能人才培养模式改革，河南省重点现代产业学院——河南工业大学人工智能产业学院于2021年获批成立，是河南省唯一一所人工智能现代产业学院。校企通过共建基地、共育人才、共研项目、共享成果，采用合作招生、合作培养、合作建设、合作指导等多种方式，实现学校、学生、企业、教师四方联动，促进校企共同发展，进一步增强服务行业和河南省经济建设的支撑能力。探索科学、可行和具有推广价值的建设路径。

（二）人工智能实践基地建设

围绕人工智能领域人才培养特点，河南工业大学已建成集实验环境、实践教学案例、实践教学环境于一体的产教融合实践基地，其中1150平方米专业实践基地用于满足实践教学需要，110平方米服务于产教融合应用的高性能计算中心和290平方米的河南工业大学人工智能认知厅用于体验沉浸式教学。本研究主要介绍专业实践基地和科大讯飞人工智能实验室AILab。

1.专业实践基地

人工智能实验室通过云桌面以及高性能计算中心能同时满足280名学生共同学习。以实践教学平台为载体，在AI算法模型能力应用层面，依托行业内的成熟模型算法支撑，能够快速将最新领域的研究能力进行转化，还可以通过校企合作方式，为学有余力的学生提供成熟算法模型和深度学习平台。实践内容涵盖人工智能等多个领域。平台集教学、实训和研究于一体，侧重各种技术之间的融合與应用，以满足日常教学需求。从基础课程“课间教学实验”，到综合实践项目“大实验”，再到人工智能核心能力平台应用的“AI实践实验”，按照专业培养计划，遵循教学规律，构建完整的AI实验室解决方案，从而激发学生主动学习的意愿。

2.科大讯飞AILab实验室

科大讯飞AILab实验室是进行人才培养的练兵场和孵化器，其特色在于采取人工智能专业教学，全链条实现“AI专业教材+AI在线教学平台+讯飞企业导师授课”。AILab从产、学、研三方面出发，根据人工智能教学的实践需求，力图将AI核心技术、解决方案以及行业应用经验转化为实验室产品与资源，帮助学生完成AI实践教学目标，提升学生专业实践技能及应用能力。

三、产教融合实践教学模式

人工智能培养的是具有一定理论知识的应用型人才，产教融合实训基地为实践教学提供多元教学平台并直接关系到整个专业人才培养质量，但是实践教学效果与教学模式密不可分。河南工业大学人工智能与大数据学院面向人工智能领域的前沿技术和产业发展，发挥校企各方优势、共享各方资源，联合学科领域内的头部企业科大讯飞共同培养符合国家战略需求及河南省新一代人工智能和大数据产业发展需要的复合型创新人才。近年经过不断探索，形成了一套独具特色的“工大”产教融合实践教学模式。产教融合实践教学模式主要从人才培养机制、实践课程体系设置、创新创业教育等方面进行探究，从而全面实现产教融合的专业实践教学模式的构建。

（一）人才培养机制

人才培养模式方面，一是强调校企深度融合，对标产业人才需求，实施“3+1”“项目+”“AI+”的项目化、个性化人才培养新模式，为学生提供一整套科学的人才培养体系与行业紧密结合的课程、实验、平台资源。一方面，实践基地建设项目增加了学生在人工智能方面的实践环节，有效提高了学生的就业竞争力；另一方面，实践基地建设通过引入相关课程资源、学生实训和学生创新环境等多种资源有力促进了人工智能专业人才培养改革。根据企业技术岗位需求设置课程培养方案和学生毕业要求，以改促学推进规章制度建设，提升教学质量，建立学生实时学业预警机制。通过监控与反馈教学过程和教学资源建设等方式，全面建立学校、企业、校友和毕业生等多方参与的过程、完善教学质量评价和反馈机制。引入第三方评价机制并根据评价反馈结果，对培养目标、核心能力、课程大纲、教学方式和教学条件等进行追踪，持续性、系统性地制定并改进方案，力争提高学生核心竞争能力以便适应产业创新发展需要。

（二）实践课程体系

实践课程体系坚持以“学生中心、产出导向、持续改进”工程认证教育理念为指导，注重解决复杂工程问题能力，促进学科交叉，贯彻基于产出OBE的工程教育理念，以OBE大纲中的培养目标为依据。制订人工智能实践教学计划时，有意识地将学生作为实践主体，将人工智能专业岗位能力需求嵌入到河南工业大学人工智能专业培养方案中，便于引导学生根据自身需求参与专业实践，开展实践教学活动，帮助学生思考和提高工程技术实践能力进而达到实践教学效果。依托产业学院，按照产教融合实践基地组织和实施，注重多场景的技术应用，企业导师既要具备岗位经验又要具备管理能力，还要能够完成各项教育教学任务。针对企业导师教学素养薄弱问题，校方有必要组织一线优秀教师对企业导师进行教学培训，根据人工智能专业学生特点，有针对性培养企业导师的教学能力；经常性开展学校专业教师和企业导师教学经验交流会，探究教学活动设计方案与学生管理等内容，推动将企业实践和学校教学进行有机融合。同时为保障实践课程质量，建立实践课程的质量标准，从各个环节狠抓实践课程建设质量，从修订实践课程大纲、优化课程实践内容、改进教学方法、优化师资队伍、强化教学评价反馈等各个方面强化课程建设，全力实现课程质量内涵式提升。

（三）创新创业教育

依托河南省人工智能产业学院，利用校内实践教学基地与科大讯飞AILab平台，实施产教融合的实践教学模式，制定创新型人工智能专业培养方案，达到提高学生专业能力和创新意识。其优势在于：一是鼓励学生积极加入人工智能创意小组，参加本专业各种学科竞赛和创新创业赛事，通过“以赛促教、以赛促学”全面提升学生的创新实践能力。二是科大讯飞在本专业人才培养全过程中贯穿创新创业教育，提升人才培养质量。例如，请企业导师开设“成长规划”“人才需求”“创新能力与实践”等课程，一方面企业导师作为科大讯飞企业文化和先进技术的宣传者和实践者，负责宣传人工智能行业文化、企业动态、与时俱进的技术和方法；另一方面有助于学生洞察市场、做好专业知识储备。三是做学生职业生涯规划的引路人，企业导师作为人工智能业务领域的专家或技术骨干，有助于学生做好本科四年的学习规划。以专业促就业，以就业反哺专业，以专业技术实践和创新创业教育相互促进为手段，以全面提升学生素质能力为主线，持续提升学生综合素质和知识运用能力及创新创业能力。

河南工业大学人工智能产业学院成立时间仅三年多，对具有产教融合背景下的人工智能实践教学模式探索和实践还未深入，培养效果未完全呈现，面临许多困境和困惑。通过探究创新、具有河南工业大学特色的人工智能实践教学模式，真正让产教融合实践教学形成正面导向，推动本专业人才培养、创新创业等与新一代人工智能产业深度融合，优化人才培养模式改革，为打造河南省人工智能与大数据领域特色产业学院，形成校企协同育人的工程教育示范，探索科学、可行和具有推广价值的建设路径，提高学院服务人工智能行业需求和中原区域经济社会发展的创新驱动能力。

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责编：应 图