董全德 吳文平 宋啟祥

摘要：AI、大數(shù)據(jù)、VR等新興技術進入高等教育領域，正在以它獨有的方式改變著我們的傳統(tǒng)學科教學模式.本文分析了現(xiàn)在已有的學科培育模式，并在此基礎上提出以多學科交叉的視野來促進教學，并結合高校、企業(yè)、政府多方的協(xié)同共建來促進學科發(fā)展，通過沉浸式VR平臺按照學生學習的差異化來進行智能化推薦，在教育資源和學生個體化效率之間達到最優(yōu)化.最后，通過對計算機多學科交叉的案例分析來對這種共建機制進行評價，并分析了這種共建機制的發(fā)展趨勢和意義.

關鍵詞：沉浸式;VR;協(xié)同交叉;多學科;多方共建

中圖分類號：G642 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1673-260X（2019）05-0151-04

0 問題提出

2018年可以說是人工智能爆發(fā)的一年，11月7日在CIIE的谷歌展臺上，以手勢就可以在屏幕上喚出惟妙惟肖的十二生肖，這給了我們一個啟示，AI技術的發(fā)展將可能會帶來我們生活方方面面的改變，包括我們的傳統(tǒng)教育[1].隨著AI、VR以及大數(shù)據(jù)等這些新興技術的滲透，將在一定程度上改變著我們教與學之間的關系，我們需要的教育應該是一個良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，我們應該站在更高的維度上，以多學科的視野去迎接下一輪教育變革的高潮.

現(xiàn)在已有的教育模式的弊端已日趨凸顯：第一，學生存在個體差異，滿堂灌的教學模式效率低下;其次，教師需要重復大量枯燥的勞動，沒有時間去進行教學的改進;第三，教師與學生之間缺少互動，不能及時進行反饋和改進[2].高等教育者也在摸索新型教育的道路上不斷前進.Flliping ClassRoom、SPOC、智慧課堂、MOOC等教學模式的提出在各大高校得到了廣泛應用，也在一定程度上改善了講授者與學習者之間教與學的生態(tài)系統(tǒng)，學習者參與課堂互動的時間增多，講授者也能夠得到教學的及時反饋.但是在AI時代，作為地方應用型院校，我們需要培養(yǎng)的人才應該是一個綜合性的學科人才，而不是局限于某一個專業(yè)，應該以一個專業(yè)為核心，以企業(yè)需求為向導，多學科進行輻射，在高校、企業(yè)、政府多方協(xié)同作用下，以AI、VR和大數(shù)據(jù)技術為平臺，形成一個良性的學科生態(tài)系統(tǒng)，以學促教，以教引學.

1 多學科多方協(xié)同共建機制研究

宿州學院作為地方應用型本科高校，在此大背景下，應該抓住機遇去探索地方應用型本科高校發(fā)展的新道路，為高校發(fā)展注入新的活力，突破以往傳統(tǒng)高校教育以高校為主體、學生為從體的主從教育模式，應該構建以高校、企業(yè)、地方政府、教師、學生多方協(xié)同對等的教育模式，形成多學科的工程人才培養(yǎng)模式[3]，強化人才的創(chuàng)新應用能力的培養(yǎng)，為宿州地區(qū)的發(fā)展凸顯本科高校的人才儲備能力.

多方協(xié)同共建機制的目標是共建“培養(yǎng)地方應用型高校人才，孵化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，科技成果轉化企業(yè)效益”這樣的一個生態(tài)學院體系，形成地方應用型本科高校發(fā)展的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)鏈和產業(yè)效益鏈.

1.1 共建基礎與意義

之前我們的多媒體教學環(huán)境下人與計算機之間的交互只能通過鍵盤、鼠標等設備，計算機與人之間的互動教學是一個二維平面的互動，從交互設備到虛擬環(huán)境，AI等技術的飛速發(fā)展正在構造一個三維的具有一定程度的視覺、聽覺和嗅覺等五官感知能力的教學環(huán)境[4].沉浸式VR的三個特征分別是：Immersion（沉浸），Interaction（交互），Imagination（構想），如圖1所示.講授者與學習者之間通過這種VR平臺進行友好地交互，充分發(fā)揮了學習者個體的主觀能動性.

從線上人與機之間的交互演變?yōu)槿说奈骞俑兄虒W環(huán)境，沉浸式VR的優(yōu)勢在于構造一個友好交互的教學環(huán)境，借助相應的VR設備讓學生進入高度仿真的環(huán)境，這對于計算機專業(yè)的學生在項目式學習和引導式任務學習中具有極大的幫助.在VR課堂中，教師可通過小組任務的發(fā)布提高學生參與的積極性，還可以通過發(fā)布一個項目讓每個學生都參與到項目的完成中.在這個沉浸式學習過程中，無論參與度是多少，在整個項目的完成中擔任了怎樣的角色，都對整個項目的完成有著反饋作用和修正作用，相對于傳統(tǒng)的MOOC線上交互學習，大大地提升了學習的效果.

基于沉浸式VR平臺、大數(shù)據(jù)、AI等新興技術的支持，可構建高校、企業(yè)、地方政府地方高校教育新模式，在校企合作項目的基礎上，充分發(fā)揮雙方的資源優(yōu)勢，共享資源.高?？沙浞职l(fā)揮學科優(yōu)勢和人才資源，聯(lián)合企業(yè)的平臺資源，互通有無，互利互惠，在實現(xiàn)自身價值的前提下能夠將利益最大化.融入地方企業(yè)，激發(fā)高校發(fā)展新活力.

1.2 多學科多方協(xié)同共建機制架構

多方協(xié)同共建是將各種資源進行整合，創(chuàng)新高校、企業(yè)和地方政府協(xié)同育人新模式，結合當前新的經濟形勢和企業(yè)需求，以人工智能、大數(shù)據(jù)和VR為平臺，多方主體參與和產教研相互融合的協(xié)同共建機制[5]，共建機制如圖2所示.

1.2.1 構建多學科新興產業(yè)人才培育基地

按照生態(tài)學的理論，在高校這個大環(huán)境下，每個學科都有自己一定的位置和優(yōu)勢所在，內部優(yōu)勢有學科自身的優(yōu)勢、團隊合作，外部優(yōu)勢有平臺資源、政策支持、企業(yè)需求等.且每個多學科的生態(tài)位隨影響因子呈現(xiàn)正向變化，可表示為：

Ni=f（xi）

其中Ni代表單個影響因子的生態(tài)位值，而xi代表生態(tài)位影響因子，在多學科交叉融合的發(fā)展中，我們要綜合考慮師資、設備建設、平臺資源等多種因子，綜合考慮多個學科之間的融合，達到一個均衡發(fā)展.

1.2.2 構建產教研多學科實訓中心

多學科交叉實訓中心主要由AI創(chuàng)新實訓中心、VR創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實訓中心和大數(shù)據(jù)以及云計算實訓中心組成，如表1所示.

1.2.3 構建enterprise education機制，孵化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產業(yè)基地

大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)對于國家和民族的發(fā)展至關重要.目前我國在校大學生達到4000多萬，各大高校也都在推行和鼓勵在校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，但根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的失敗率高達百分之六十.對于大學生創(chuàng)業(yè)失敗的原因，究其根本有以下幾個方面：缺乏引導、盲目跟風、自身素質等.

鑒于此，高校在鼓勵學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的同時，應該聯(lián)合地方政府、企業(yè)多方力量，以學生的興趣為引導，搭建產業(yè)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺環(huán)境，鼓勵學生進行協(xié)同創(chuàng)作，并且建立相應的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)保障機制，探索出一條適合地方應用型本科高校的雙創(chuàng)之路.

1.2.4 科技成果轉化

我國高校作為人才聚集地，擁有著科技創(chuàng)新的資源，但是就目前的情況來說，我國高校的科技成果轉化率較低，并沒有發(fā)揮出高校在科技創(chuàng)新這方面的優(yōu)勢.制約因素主要有以下幾個方面：研究成果與市場的需求不符，由于科技成果轉化涉及多方利益，利益分配不合理也會造成科技成果轉化不成功.

借鑒美國在這方面的經驗，應充分發(fā)揮地方政府在這方面的宏觀調控，提升企業(yè)和高校在科技成果產業(yè)化的積極性，從而帶動地方經濟的發(fā)展.其次，對于高校本身來說，應建立健全轉化激勵體系，制定合理的激勵措施，例如職位晉升和獎勵資金等，確保利益分配過程中的公平性和透明性.

高校若想真正地將科研成果產業(yè)化，必須加強與企業(yè)的合作，使企業(yè)在項目選題、科研研發(fā)、產品測試的過程中發(fā)揮一定的作用，對研究成果提供一定的資金支持和方向引導，避免不必要的資源浪費，并對產品進行推廣，達到互利互贏.

2 研究案例與分析

在新興產業(yè)（人工智能、大數(shù)據(jù)、VR）對教育領域的沖擊下，地方高校傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)機制與現(xiàn)有的產業(yè)需求存在多種不適，在兩者的相互磨合下，很多地方高校推出了政府、企業(yè)、高校多方協(xié)同培育多學科交叉綜合性創(chuàng)新人才的共建機制.宿州學院信息工程學院在這種需求背景下，探索學科教育新模式，推出了計算機類學科和電子信息工程學科、機械工程學科和材料學科多學科交叉的多方協(xié)同共建機制[7]，如圖3所示.近幾年通過政府支持、校企合作，依托企業(yè)豐富的產業(yè)資源和真實的企業(yè)項目，培養(yǎng)高級工程師來培養(yǎng)適應未來經濟發(fā)展的多學科創(chuàng)新人才.

2.1 多方協(xié)同育人人才培養(yǎng)機制—產業(yè)學院

多方協(xié)同育人需要建立一定的組織機構才可以實現(xiàn)，宿州學院信息工程學院在分析了地方經濟和新興產業(yè)的形勢下，建立了一種全新的校企共建的產業(yè)學院管理模式.產業(yè)學院設院長一名，下設副院長兩名，一名是來自企業(yè)的副院長，一名是來自學院的副院長，主要負責對多方資源進行協(xié)調，構建校方企業(yè)共建互贏的長效機制，實現(xiàn)校企生態(tài)化發(fā)展，為地方區(qū)域經濟轉型培養(yǎng)創(chuàng)新型人才.

產業(yè)學院引入OBE和CDIO人才培養(yǎng)機制，通過“項目+案例”，“實習+實訓”的方式實現(xiàn)產教相互融合.產業(yè)學院將人才培養(yǎng)機制分為四個階段[8]，如表2和圖4所示.

2.2 實習實訓教學基地建立及小學期實訓措施

根據(jù)OBE和CDIO人才培養(yǎng)機制，設立實習和實訓兩種課程結構，小學期實訓一般安排在每學期期末進行，由企業(yè)高級工程師和校內老師共同來指導完成，如表3所示.目的是使學生能夠掌握一個項目的任務分解并鞏固課堂上所學的理論知識，提升專業(yè)技能，會用工程思想去分析問題和解決問題.

學院每學期會根據(jù)專業(yè)方向依據(jù)多學科交叉的特點從企業(yè)選取一些有項目經驗的老師和校內有相關教學經驗的老師共同指導整個實訓過程，下面以2018年6月份小學期物聯(lián)網工程專業(yè)實訓為例，多方協(xié)同融合培養(yǎng)的課程設計和體系結構如表4所示.

將物聯(lián)網與人工智能和大數(shù)據(jù)等相結合設計的一個小學期課程實訓融合了多個學科的知識，拓寬了學生學習的知識面，不再局限于某一個學科，對于學生的創(chuàng)新性有益，符合綜合性創(chuàng)新人才的培養(yǎng)機制.

每學期實習實訓結束后會對參與實習實訓的學生進行在線問卷調查，從362名學生的問卷調查結果來分析，70%的學生認為實訓難度尚可，62%以上的學生認為實訓獲得了團隊合作和分析問題的能力，95%的學生對實訓課程和老師較為滿意.

3 結語

作為多學科交叉融合專業(yè)，物聯(lián)網+人工智能+機械工程+材料學依托多方協(xié)同共建的產業(yè)學院煥發(fā)出了新的活力，同時引進了AI、VR等新興前沿技術滲透進傳統(tǒng)教育，引導學生在此過程中不斷創(chuàng)新，接下來會在產業(yè)學院的建設中不斷總結和改進.

參考文獻：

〔1〕管連，梁建花.新工科背景下校企協(xié)同育人模式探索及實踐[J].計算機教育，2018（11）：100-103.

〔2〕王國杰，張飛.新工科背景下地方本科高校建設產業(yè)學院探索：以福建江夏學院裝配式建筑產業(yè)學院為例[J].福建江夏學院學報，2017（6）：109-115.

〔3〕鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

〔4〕范立南，李佳洋.新工科視域下多方協(xié)同產業(yè)學院的共建共管機制研究[J].教育現(xiàn)代化，2018（01）：129-131+143.

〔5〕周開發(fā)，曾玉珍.新工科的核心能力與教學模式探索[J].重慶高教研究，2017，5（03）：22-35.

〔6〕胡波，馮輝，韓偉力，徐雷.加快新工科建設，推進工程教育改革創(chuàng)新——“綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會”綜述[J].復旦教育論，2017，15（02）：20-27+2.

〔7〕吳愛華，侯永峰，楊秋波，郝杰.加快發(fā)展和建設新工科主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育研究，2017（01）：1-9.

〔8〕楊琴.地方本科院校校企協(xié)同發(fā)展研究[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（35）：80-81.