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人工智能微專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)體系研究

2022-03-17 01:46蔡長(zhǎng)龍趙明威李炳王增田潤(rùn)妮
教育現(xiàn)代化 2022年22期
關(guān)鍵詞:學(xué)分課程體系人工智能

蔡長(zhǎng)龍,趙明威,李炳,王增,田潤(rùn)妮

(西安工業(yè)大學(xué) 兵器科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,陜西 西安)

一 引言

人工智能專(zhuān)業(yè)是培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能等的相關(guān)知識(shí)和技能的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的專(zhuān)業(yè)。經(jīng)過(guò)培養(yǎng),使學(xué)生具備良好的溝通、協(xié)作與其他學(xué)科融合及創(chuàng)新應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題能力;能適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展并保持終身學(xué)習(xí),具有高度的社會(huì)責(zé)任感、良好的職業(yè)道德;能在未來(lái)智能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中承擔(dān)數(shù)據(jù)采集與分析、模型構(gòu)建、算法實(shí)現(xiàn)、軟件開(kāi)發(fā)等方面工作;也可從事人工智能應(yīng)用研究、產(chǎn)品咨詢(xún)、教育工作。其就業(yè)方向主要有智能搜索、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、模式識(shí)別和圖像處理等,此外,還可以參與智慧城市構(gòu)建,將服務(wù)、公共設(shè)施以及道路接入互聯(lián)網(wǎng),對(duì)能源、物料流、物流運(yùn)輸及交通等領(lǐng)域進(jìn)行智能管控??梢?jiàn),人工智能專(zhuān)業(yè)涉及領(lǐng)域非常廣泛,目前,雖然全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)設(shè)人工智能專(zhuān)業(yè)的高校非常多,但這是國(guó)家近年來(lái)才新開(kāi)設(shè)的新工科專(zhuān)業(yè),目前畢業(yè)生還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)家和社會(huì)的現(xiàn)實(shí)需求,因此開(kāi)設(shè)人工智能微專(zhuān)業(yè)、快速培養(yǎng)急需的人工智能應(yīng)用型人才是非常必要的[1]。

微專(zhuān)業(yè)是以就業(yè)求職為導(dǎo)向而定制的職業(yè)體系化培養(yǎng)方案,避開(kāi)了傳統(tǒng)大學(xué)所擅長(zhǎng)的大量的、系統(tǒng)的理論教學(xué),轉(zhuǎn)而提煉某一職業(yè)崗位的核心技能,通過(guò)5-10 門(mén)核心課程的集中學(xué)習(xí),系統(tǒng)掌握職業(yè)崗位的工作方法和技巧,達(dá)到某一領(lǐng)域職業(yè)崗位工作技能的要求,使學(xué)習(xí)者能夠快速就業(yè)或者實(shí)現(xiàn)職業(yè)變遷,彌補(bǔ)大學(xué)專(zhuān)業(yè)設(shè)置與企業(yè)用人需求之間匹配問(wèn)題,微專(zhuān)業(yè)是從就業(yè)崗位和市場(chǎng)需求的角度出發(fā),以學(xué)生職業(yè)為導(dǎo)向的專(zhuān)業(yè)課程[2-4]?!拔ⅰ弊殖浞煮w現(xiàn)了對(duì)特定工作崗位的針對(duì)性。微專(zhuān)業(yè)建設(shè)必要性和意義有:(1)微專(zhuān)業(yè)建設(shè)是學(xué)校基于學(xué)科綜合優(yōu)勢(shì),主動(dòng)適應(yīng)新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)的需求,加快布局未來(lái)戰(zhàn)略必爭(zhēng)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)的具體舉措,是為構(gòu)建新型跨學(xué)科專(zhuān)業(yè)組織模式、促進(jìn)學(xué)科專(zhuān)業(yè)交叉融合和產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同發(fā)展而實(shí)施的多樣化辦學(xué)模式探索;(2)微專(zhuān)業(yè)著力于有效彌補(bǔ)大學(xué)專(zhuān)業(yè)劃分過(guò)細(xì)、口徑過(guò)窄及培養(yǎng)周期過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題,提升專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)與就業(yè)職業(yè)發(fā)展需求之間的匹配度,課程設(shè)置一般具有高階性、交叉性、挑戰(zhàn)度;(3)微專(zhuān)業(yè)可采用線上、線下、線上線下相結(jié)合等多種方式開(kāi)展教學(xué),教學(xué)方式靈活多樣,開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的時(shí)間、地點(diǎn)靈活方便;(4)微專(zhuān)業(yè)一般不超過(guò)10 門(mén)課程,學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)、考核合格即可獲得微專(zhuān)業(yè)證書(shū),小而精、既系統(tǒng)又靈活的微專(zhuān)業(yè)是目前在校大學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)和個(gè)性化成長(zhǎng)的新選擇;(5)微專(zhuān)業(yè)在一定程度上打破了學(xué)院之間、專(zhuān)業(yè)之間的藩籬,促進(jìn)學(xué)科的交叉融合,可以大大拓寬學(xué)生的知識(shí)面,提高學(xué)生的就業(yè)率[5-6]。

二 人工智能微專(zhuān)業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀

通過(guò)查閱相關(guān)資料,目前開(kāi)設(shè)微專(zhuān)業(yè)的高校不少,主要有清華大學(xué)、西南交通大學(xué)、南京郵電大學(xué)、哈爾濱金融學(xué)院、云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、廣東金融學(xué)院、山東交通學(xué)院、海軍工程大學(xué)、深圳大學(xué)、湖南師范大學(xué)、上海健康醫(yī)學(xué)院、杭州師范大學(xué)錢(qián)江學(xué)院、第二軍醫(yī)大學(xué)、裝甲兵技術(shù)學(xué)院、湖南外貿(mào)職業(yè)學(xué)院、東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中北大學(xué)、河北地質(zhì)大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院、深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院、山東大學(xué)、江蘇大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)以及同濟(jì)大學(xué)等,既有985、211 高校,也有一般本科院校、三本院校,同時(shí)還有高等職業(yè)技術(shù)院校等[2-8]。可見(jiàn),微專(zhuān)業(yè)的開(kāi)設(shè)是目前國(guó)內(nèi)高校專(zhuān)業(yè)建設(shè)和學(xué)科建設(shè)的重要模式之一。

從查閱的文獻(xiàn)可知,這些高校開(kāi)設(shè)的微專(zhuān)業(yè)主要涉及心理健康服務(wù)專(zhuān)業(yè)、證券投資學(xué)專(zhuān)業(yè)、計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)、跨境電商專(zhuān)業(yè)、軍事職業(yè)教育專(zhuān)業(yè)、裝甲裝備液壓系統(tǒng)修理專(zhuān)業(yè)、智能機(jī)器人專(zhuān)業(yè)、會(huì)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)、軌道交通信號(hào)與控制專(zhuān)業(yè)、軟件工程專(zhuān)業(yè)、銀行客戶(hù)管理專(zhuān)業(yè)、智能化病理學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)、信息學(xué)科專(zhuān)業(yè)、機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)、電力推進(jìn)艦船專(zhuān)業(yè)、土木工程專(zhuān)業(yè)、電器工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、物流工程專(zhuān)業(yè)、交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化管理專(zhuān)業(yè)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理專(zhuān)業(yè)、航空超精密加工專(zhuān)業(yè)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)、智慧交通與智能制造專(zhuān)業(yè)、健康管理與政策專(zhuān)業(yè)、城市地下空間規(guī)劃專(zhuān)業(yè)、國(guó)際組織與跨文化交流專(zhuān)業(yè)、多元智能醫(yī)學(xué)植入體增材制造專(zhuān)業(yè)、北斗新時(shí)空技術(shù)與應(yīng)用專(zhuān)業(yè)、汽車(chē)服務(wù)工程專(zhuān)業(yè)以及人工智能+X等[2-8]??梢?jiàn),微專(zhuān)業(yè)涉及的專(zhuān)業(yè)很多、面很寬,但目前還未見(jiàn)有哪個(gè)高校在建設(shè)人工智能微專(zhuān)業(yè)。

人工智能是一個(gè)交叉性很強(qiáng)的學(xué)科,它涉及光電、機(jī)電、材料、計(jì)算機(jī)以及控制等相關(guān)學(xué)科,很難完全歸屬于哪一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科,這大大增加了構(gòu)建人工智能微專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)體系的難度。本文結(jié)合西安工業(yè)大學(xué)學(xué)科特色、人工智能專(zhuān)業(yè)建設(shè)及實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)基礎(chǔ)等,在充分論證的基礎(chǔ)上,從專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與定位、招生對(duì)象及方式、教學(xué)組織形式、師資隊(duì)伍、課程體系構(gòu)建等方面構(gòu)建了人工智能微專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)體系。

三 人工智能微專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與定位

人工智能微專(zhuān)業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生掌握人工智能核心理論與實(shí)踐應(yīng)用能力為核心,通過(guò)靈活的課程組織和先進(jìn)的授課形式,以“寬口徑、厚基礎(chǔ)、育創(chuàng)新、強(qiáng)能力、重實(shí)踐”的培養(yǎng)理念,使學(xué)生較為全面了解人工智能基本知識(shí)體系,掌握人工智能專(zhuān)業(yè)知識(shí),提升面向?qū)I(yè)應(yīng)用的人工智能專(zhuān)業(yè)實(shí)踐和創(chuàng)新能力,適應(yīng)新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式以及新產(chǎn)業(yè)的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。

四 人工智能微專(zhuān)業(yè)招生

(一) 培養(yǎng)對(duì)象

具備較好的數(shù)理基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、對(duì)人工智能理論知識(shí)、人工智能實(shí)踐應(yīng)用以及人工智能學(xué)科前沿發(fā)展趨勢(shì)感興趣的理工科專(zhuān)業(yè)在讀3 年級(jí)或4 年級(jí)本科生。

(二) 招生方式

每年9 月份學(xué)校統(tǒng)一組織招生一次,學(xué)生自愿報(bào)名,學(xué)校根據(jù)報(bào)名學(xué)生人數(shù)、專(zhuān)業(yè)招生人數(shù)、學(xué)生前期學(xué)習(xí)基礎(chǔ)等具體情況,采用集中面試或考核等方式擇優(yōu)錄取。

(三) 推薦學(xué)制

建議1 年,最長(zhǎng)不超過(guò)2 年;超過(guò)最長(zhǎng)規(guī)定學(xué)制者取消學(xué)習(xí)資格。

(四) 結(jié)業(yè)要求

在學(xué)制期間,學(xué)生必須修完一定數(shù)量的課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí),獲得至少14 學(xué)分。

五 人工智能微專(zhuān)業(yè)教學(xué)組織形式

(一) 教學(xué)形式

以開(kāi)放在線課程、學(xué)生自行安排時(shí)間自主學(xué)習(xí)為主,結(jié)合視頻直播課、前沿講座、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)以及線下課堂教學(xué)等形式,開(kāi)展線上、線下融合教學(xué)。

(二) 考核方式

(1)集中時(shí)間、規(guī)定地點(diǎn)閉卷考試;

(2)未通過(guò)課程考核者允許補(bǔ)考一次。

(三) 結(jié)業(yè)證書(shū)

申請(qǐng)修讀人工智能微專(zhuān)業(yè)課程的期間,無(wú)任何未解除的違法違紀(jì)處分,所修課程達(dá)到修讀學(xué)分要求后學(xué)生將被授予西安工業(yè)大學(xué)簽章的“人工智能微專(zhuān)業(yè)”結(jié)業(yè)證書(shū)。

(四) 授課師資和實(shí)踐條件

以西安工業(yè)大學(xué)兵器科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院、電子信息工程學(xué)院、工業(yè)中心等教學(xué)部門(mén)人工智能、計(jì)算機(jī)、電信相關(guān)專(zhuān)業(yè)優(yōu)秀教師授課為主,同時(shí)邀請(qǐng)行業(yè)知名專(zhuān)家組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

西安工業(yè)大學(xué)建有智能創(chuàng)新工場(chǎng),具備了開(kāi)展人工智能相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等條件,同時(shí),專(zhuān)業(yè)所在學(xué)院已經(jīng)與部分人工智能相關(guān)企業(yè)達(dá)成了人才培養(yǎng)初步合作意向,在技術(shù)技能人才培養(yǎng)方面積累豐富經(jīng)驗(yàn),建立了人工智能微專(zhuān)業(yè)的技術(shù)應(yīng)用人才的實(shí)踐基地,為人工智能微專(zhuān)業(yè)體系構(gòu)建提供了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件。

除了校內(nèi)基地,學(xué)校還與華為云(西安)人工智能創(chuàng)新中心、美林?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司、探知圖靈科技(西安)有限公司等企業(yè)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、人才培養(yǎng)、學(xué)生就業(yè)、科研合作、兼職教師、教師培訓(xùn)、校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)等方面簽訂了共建人工智能專(zhuān)業(yè)協(xié)議。

六 人工智能微專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建

培養(yǎng)目標(biāo)是專(zhuān)業(yè)課程體系的前提和基礎(chǔ),課程體系是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的載體和手段,因此人工智能微專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)該微專(zhuān)業(yè)定位和培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵。西安工業(yè)大學(xué)人工智能專(zhuān)業(yè)于2020 年6 月申報(bào)、2021 年3 月獲批建設(shè),并2021年9 月招生一個(gè)班(30 人)。按照傳統(tǒng)模式學(xué)校制訂了人工智能專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案、課程體系、課程教學(xué)大綱、實(shí)踐培養(yǎng)體系等,其課程體系共164 學(xué)分。

根據(jù)微專(zhuān)業(yè)基本概念和特點(diǎn),人工智能微專(zhuān)業(yè)必須要提煉出人工智能專(zhuān)業(yè)的核心課程,并且學(xué)習(xí)課程時(shí)間要盡量縮短,那么人工智能微專(zhuān)業(yè)就不能像傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)那樣去系統(tǒng)地從基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課、專(zhuān)業(yè)核心課來(lái)開(kāi)設(shè)課程,就需要高度凝練和壓縮,如何解決這些問(wèn)題正是微專(zhuān)業(yè)課程體系設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。鑒此,我們將人工智能微專(zhuān)業(yè)的課程體系設(shè)置為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)核心課程、專(zhuān)業(yè)模塊課程、線下實(shí)訓(xùn)實(shí)踐課程四類(lèi)。每學(xué)分的線上課程教學(xué)周期一般為8 周。每門(mén)課程具體安排以相關(guān)課程的教學(xué)大綱為準(zhǔn)。

(一) 專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程

專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程均為學(xué)生自修課程或已修課程。該課程為人工智能的學(xué)習(xí)在編程基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)、電路、傳感器等方面做好準(zhǔn)備。學(xué)生可根據(jù)自身情況及已有基礎(chǔ),在正式學(xué)習(xí)人工智能微專(zhuān)業(yè)前自行選擇完成專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程主要包括:高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、傳感器、微機(jī)原理及接口技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理以及電工電子技術(shù)等。這也是微專(zhuān)業(yè)招生時(shí)對(duì)報(bào)名學(xué)生的要求。

(二) 專(zhuān)業(yè)核心課程

專(zhuān)業(yè)核心課程學(xué)習(xí)主要是幫助學(xué)生更好地掌握人工智能基礎(chǔ)理論脈絡(luò)體系及人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域,這部分的學(xué)習(xí)是從事人工智能專(zhuān)業(yè)技術(shù)的基本內(nèi)容,屬于通用性的。設(shè)置的主要課程有人工智能導(dǎo)論、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖像處理與模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、Python 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),每門(mén)課2 學(xué)分,最低學(xué)分修讀要求為8 學(xué)分,即至少修讀4 門(mén)課。

(三) 專(zhuān)業(yè)模塊課程

結(jié)合西安工業(yè)大學(xué)原有學(xué)科、專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì),更好地體現(xiàn)人工智能微專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)特色,也為了避免將微專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置過(guò)多,故將人工智能微專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)模塊課程,一個(gè)是偏自然語(yǔ)言處理的,一個(gè)是偏視覺(jué)處理的,學(xué)生可根據(jù)自身基礎(chǔ)及研究興趣自行選擇,該環(huán)節(jié)為選修,每門(mén)課2 學(xué)分,最低學(xué)分修讀要求為4 學(xué)分,即至少選修2 門(mén)課。主要課程包括機(jī)器視覺(jué)基礎(chǔ)、自然語(yǔ)言處理、大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)和數(shù)字圖像處理。

(四) 線下實(shí)訓(xùn)實(shí)踐課程

為了進(jìn)一步提升學(xué)生的人工智能工程應(yīng)用與實(shí)踐能力,每屆將組織邀請(qǐng)高校及產(chǎn)業(yè)界知名專(zhuān)家組成師資力量,圍繞科技創(chuàng)新與實(shí)踐開(kāi)展主題實(shí)訓(xùn),打通學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)邊界,構(gòu)建系統(tǒng)性知識(shí)訓(xùn)練。主要課程包括智能機(jī)器人避障與路徑設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人基本操作與虛擬仿真或其它人工智能實(shí)踐相關(guān)訓(xùn)練課程,每門(mén)課1 學(xué)分。該環(huán)節(jié)為必修,最低學(xué)分修讀要求為2 學(xué)分。

七 結(jié)語(yǔ)

為了滿(mǎn)足社會(huì)用人市場(chǎng)對(duì)人工智能專(zhuān)業(yè)人才的需求,本文結(jié)合西安工業(yè)大學(xué)人工智能專(zhuān)業(yè)建設(shè)情況和人才培養(yǎng)規(guī)劃,構(gòu)建了人工智能微專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)體系,詳細(xì)介紹了人工智能微專(zhuān)業(yè)的招生對(duì)象、招生要求、學(xué)制、學(xué)分、課程設(shè)置等方面內(nèi)容。通過(guò)對(duì)人工智能微專(zhuān)業(yè)核心課程體系的構(gòu)建,將有助于快速培養(yǎng)學(xué)生的人工智能專(zhuān)業(yè)核心知識(shí),彌補(bǔ)傳統(tǒng)大學(xué)專(zhuān)業(yè)設(shè)置與企業(yè)急需用人矛盾的問(wèn)題,快速提高學(xué)生的從業(yè)能力。

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