高校人工智能专业建设方法探讨——以江南大学为例 (1).pdf

教育信息化论坛/2023.07专业建设与教学改革ZHUANYEJIANSHE YU JIAOXUEGAIGE为贯彻落实党中央、国务院下达的建设世界一流大学和一流学科的决策，国务院发布统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案，教育部、财政部、国家发展改革委制定了统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法（暂行）1。当前，人工智能专业建设在国内尚处于起步阶段，各大高校都在积极探索人工智能专业建设方案。本文以江南大学人工智能专业建设为例，探索新工科背景下人工智能一流专业建设方案。2020年3月，江南大学成立人工智能与计算机学院，2021年9月，该学院正式开设人工智能专业并开始招生。这是学校学科发展遵循国家科技发展规律的重要举措。高校作为科技人才培养的第一阵地，本身就有义务和责任认真贯彻落实国家相关部委发布的政策要求。江南大学作为“双一流”高校，一直积极改革、努力创新，时刻保持着高涨的人才培养热情和责无旁贷的使命感。在国家重点发展科技和新工科概念提出的大背景下，如何使学校成为人工智能科技人才的“蓄水池”，建设和发展人工智能专业，探索产学研合作模式等，是学校专业发展的必经之路，更是人才培养过程中亟须完成的工作之一。为了积极响应和落实国务院发布的新一代人工智能发展规划和高等学校人工智能创新行动计划重要精神，围绕江南大学一流本科教育的建设需求，立足人工智能专业处于建设初期还亟须优化发展的现状，本文结合江南大学人工智能与计算机学院（以下简称“学院”）已有的两个国家一流专业，即计算机科学与技术专业和数字媒体技术专业的建设经验，探索人工智能专业建设和发展的可行途径，争取早日实现人工智能专业成为国家级一流本科专业的建设目标，为人工智能行业贡献智慧力量。一、高校人工智能专业建设存在的问题（一）人工智能专业学生缺乏实践平台目前，江南大学人工智能专业开设时间不到两年，教学资源相对缺乏，配套教学资源相对紧张。针对课堂上所教授的人工智能技术，学生得不到充分的实操练习，这就导致学生所学知识与人工智能行业需求脱节，会减弱学生的学习兴趣，降低其学习效率。基于学院和相关企业的合作深度有待加强，人工智能实践基地数量亟须增加，实训时长和实践效果应得到保证2。此外，因传统教学模式的影响，人工智能这一新兴技术的教学质量严重受限。因此，作者简介：马萍，工科博士，江南大学人工智能与计算机学院讲师，研究方向为人工智能、系统辨识；刘渊（通信作者），江南大学人工智能与计算机学院教授、博士生导师，研究方向为人工智能、网络安全；吴杰，工科博士，江南大学人工智能与计算机学院副教授，研究方向为人工智能。高校人工智能专业建设方法探讨以江南大学为例马萍刘渊吴杰（江南大学人工智能与计算机学院江苏无锡214122）摘要：人工智能是中国新兴科技产业变革的主要发力点，推动着经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升，发展人工智能已经成为维护国家安全和提升国家竞争力的重大战略。为积极响应与贯彻落实国务院新一代人工智能发展规划和高等学校人工智能创新行动计划的文件精神，围绕江南大学一流本科专业建设需求，立足人工智能专业处于建设初期亟须优化发展的现状，以江南大学人工智能专业建设为例，从实践平台建设、学科跨界融合两个方面探讨一流专业建设方法。关键词：人工智能；实践平台；学科跨界融合注：本文系江南大学2021年本科教育教学改革研究项目“新工科背景下人工智能专业建设及人才培养模式研究”（JG2021003）研究成果。60JULY,2023/Educational Informatization ForumZHUANYEJIANSHE YU JIAOXUEGAIGE专业建设与教学改革如何解决教学中学生实践能力培养的问题是人工智能专业教育改革中的首要问题，也是目前国内大多数新开设人工智能专业的高校共同面对的普遍性问题。（二）复合型人才培养难传统的工科人才已经无法满足我国科技的发展需求，在新的时代、新的背景下培养适合社会发展的人才是高校教育工作者的使命担当。高素质复合型新工科人才近年来被广泛提及，所谓“新工科人才”，即能够满足新工科的发展需要、具有很强的实践能力、具有超前的创新意识、敢于参与国际竞争的高素质人才。另外，对人才的复合型要求，也是科技发展的要求。何为“复合型”，即人才需要掌握不止一门学科的知识，拥有较高的理论知识水平，同时还要拥有结合理论解决实际问题的实践能力。理论指导实践，实践证明理论。人才要能够充分发挥各个学科之间的耦合关系，针对实际问题提出建设性的意见，规划科学、合理的解决办法，将不同领域的不同学科知识进行系统的结合。新工科专业以互联网和工业智能为核心，包括大数据、云计算、人工智能、智能科学与技术等相关工科专业3。目前，世界经济、科技、教育发展迅速，但各个领域同样危机四伏，作为新兴的阳光产业，人工智能技术在一定程度上会为人类社会已经遇到和即将遇到的问题带来一些解决办法。我国相关产业的转型升级、创新驱动发展，需要以高校为人才培养基地，去培养、选拔人工智能专业的新工科人才，使其投身于人工智能事业的发展4。如何快速培养“学科交叉”复合型人工智能人才，是人工智能专业教育改革中的关键问题。二、高校人工智能专业建设问题的解决方案（一）强化“项目依托”环境建设，优化人才培养策略，结合学院发展定位，促进产学研结合人工智能专业的机会与挑战并存，其拥有先进技术、复杂架构和前沿理念。通过对国内外其他高校人工智能专业建设的调研，学院通过构建以项目为依托的培养环境来满足专业建设要求。首先，作为新时代的人工智能专业人才，写作能力是每一位新工科人才必备的专业素养之一，这就要求学院在人才培养和专业建设中积极引导学生阅读人工智能专业相关书籍、资料、报告等；同时，学院要为本专业学生积极搭建交流平台，特别是优秀成果展示平台，以此鼓励学生积极创新，促进学生之间的学术交流，鼓励学生开展头脑风暴，在交流讨论中，碰撞出人工智能专业新的火花。其次，学院为学生拓展在相关企业实习实践的机会。大学里有很多大学生创新创业计划项目，在二级学院层面，亦可专门设立院级创新创业计划项目，鼓励学生自主创新创业。学院可设立专门的“孵化”基金，支持学生的可行性想法，同时激发学生的创新创业热情。比如，为加快落实“访企拓岗促就业”专项行动，加强学院人才培养建设，广泛开拓毕业生就业渠道，加强校企合作，推进产教融合，促进学生高质量就业，学院组织学生代表赴无锡相关人工智能企业开展“访企拓岗”活动，深化学院和用人单位的供需对接，为学生挖掘更多岗位资源。最后，积极探索校、企、政等多方合作的人才培养模式和专业建设模式。专业的建设离不开大量经费的投入，学院要与企业加强交流，拓展合作平台。企业需要人才，学科专业建设需要资金，用企业的资金培养企业需要的人，是近年来被广泛讨论的热点话题。同样，学院也要积极争取来自地方政府的支持，包括平台建设、学科申报等5。实际上，校企合作的专业建设模式，对双方都是一种帮助，也符合新工科背景下应用型人才的培养目标。学校和企业通过产教融合的形式，可以共享实验平台建设、共建实验室、互派人员交流学习等6。这种多元化的合作方式，可以大力推进校企深度合作，还可为学生的实习实践提供有力保障。学院始终立足人才培养，不断丰富学院优质企业储备库，探索建立学院“访企拓岗”长效机制和日常联系互访机制，促进本学科学生充分实现更高质量的就业，服务社会，报效国家。另外，在校企合作建立之后，学院的人工智能教学方法也可以得到创新和优化。比如，实行学分抵扣制，大三下学期，学生可以去已与学院建立产学研合作关系的人工智能相关企业，以工时换学时，这里的工时是指经学校相关部门批准，学院与相关企业签订相关合作协议认可的工时。学生可以在企业实际工作中学习人工智能技术，并将工作的时长抵扣学时，抵扣的最大学时数由校企双方共同决定。学院也可以聘请企业的科技人员，特别是人工智能开发技术人员加入学院的专业建设工作。教学中，学院也可以邀请产业教授进课堂，带着技术进课堂、带着经验进课堂、带着企业的优良文化进课堂，生61教育信息化论坛/2023.07专业建设与教学改革ZHUANYEJIANSHE YU JIAOXUEGAIGE动形象地为学生讲解人工智能相关前沿技术。比如，在人工智能专业导论课程中，校内教师与校外导师合作教学的新型模式，最大限度地提高了学生的学习兴趣及掌握知识和应用技术的能力。（二）推进“学科交叉”复合型人才培养，创新跨界融合培养机制，联合培养满足企业需求的复合型人才作为一门新型专业，人工智能所涉及的领域众多，其中包括计算机科学、数学、心理学、工程学等。人工智能技术在以上领域的应用，使传统的知识得到了大量创新应用。这就意味着，很多领域的传统学者纷纷将本学科本专业的知识与人工智能技术相结合。比如，在心理学中，传统的心理学分析一般针对人的表情、语言及行为举止分析人的心理状况，但自从人工智能技术出现，已经有很多心理学相关专家通过脑电波波形变化分析人的情感波动。人工智能对各个领域的影响是巨大的，这也是其他领域实现技术创新的一个良好契机。这就使高校教育者开始思考，如何将人工智能与其他学科进行有效结合，以培养更多的复合型人才。现在，很多科技企业对复合型人才的需求越来越多，这就要求高校作为人才输送单位，顺应市场需求，推进“学科交叉”复合型人才培养模式落地。人工智能技术往往需要进行公式的迭代、演算、推导，通过模型分析、参数控制对控制对象进行调整，以得到想要的积极结果。这反映了人工智能中数学基础的重要性，数学也是支持人工智能技术快速发展的重要支撑，因此学校要加强数学学科教学，为人工智能专业学生学习人工智能提供基础保障。人工智能专业依赖数学专业的支撑，那么人工智能专业与数学专业的联合，必定会碰撞出积极成果。比如，在复合型人才的培养过程中，通过前期数学学习，教师才能指导学生正确使用数学工具推导人工智能线性回归模型。人工智能技术往往被应用于各种现实场景，而场景被控对象的建模，如神经网络模型的建立都需要有数学基础的支撑。数学基础的强弱和人工智能技术的好坏有着千丝万缕的逻辑关系，人工智能是楼塔，那么，数学便是地基。只有基础稳固，才能建造更高的学科高塔。高校的人工智能专业建设，旨在培养新时代人工智能方向的复合型高素质人才，那么在专业培养上，就要使学生能够在学习过程中基于行业真实应用场景和环境做大量的实验。融合跨界复合型专业建设优势和特色专业优化升级，是学院专业建设的重要方向。人工智能的理论性、技术性和综合性很强，需要学生有深厚的数学基础。人工智能专业培养大致可分为软件和硬件两个方向，软件方向倾向于模式识别和机器学习方面的基本理论学习和相关技术应用；硬件方向主要是倾向于机器人设计和智能制造。学院在人工智能专业人才培养过程中，全面规划高素质人工智能人才培养计划，完善人工智能领域学科布局，推动人工智能领域一级学科建设，在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容，形成“人工智能+X”的新工科复合专业培养新模式。学院借助通识课程和选修课平台，面向全校开设机器学习导论、大数据技术及应用等选修课程，全校其他专业学生可根据自己的兴趣进行选修。通过人工智能相关知识的传授渗透，学生的思维得到锻炼，大数据思想得到启发，人工智能专业意识得到培养，在跨学科培养模式下，知识半径得到大幅扩展，对新技术的了解、掌握能力也大幅提高。另外，学院通过建设联合培养实验室和高性能机房，满足了全校相关专业对于算法设计、模型训练、机器感知、图像处理、语音处理等培养方向的软硬件要求，真正锻炼了学生的实际动手能力、解决问题能力和创新能力，加强了对人工智能复合型人才的培养。综上所述，江南大学人工智能与计算机学院在国家人工智能发展重大战略布局下，会继续紧抓新工科建设机遇，创新人工智能专业建设有效方案，以培养更多的有可持续发展竞争力的复合型人才。参考文献：1教育部 财政部 国家发展改革委关于印发 统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法(暂行)的通知EB/OL.(2017-01-25)2023-06-01.http:/