人工智能背景下信息與計算科學專業新工科教學改革實踐研究＊

何家莉，胡小麗，王 琳

（玉林師范學院數學與統計學院，廣西 玉林 537000）

隨著中國經濟與信息技術的發展，黨中央將人工智能技術發展放在了國家發展戰略的重要地位之中，并提出農業智能化、醫療智能化、家居智能化的人工智能研發方向，以求推動人工智能技術對人民生產生活的改變，為提高人民生活品質提供信息技術保障。

從人工智能的核心技術來看，其中包含了語音技術、大數據技術、云計算技術等多個技術領域，給人工智能技術專業人才培養帶來了極大的挑戰，因此，高校信息與計算科學專業要充分發揮出其專業技術，在教學過程之中，不斷融入最新人工智能技術，改革創新傳統教學手段與方法，整合信息與計算科學專業核心技術，帶動人工智能技術的發展。為培養專業的人工智能技術型人才而制定科學的教學方案，優化相關課程設置，在突出課程專業程度基礎上，不斷培養出適合人工智能時代發展的綜合型人才，將是未來高校信息與計算科學專業改革發展的根本方向[1]。

1 當前信息與計算科學專業所面臨的困境

中國信息與計算科學專業自1998 年教育部設立以來，經過20 多年的發展，中國已有470 多所高校開設了此類專業，為國家信息技術發展培養了大量專業人才。然而，隨著人工智能時代的到來，傳統信息與計算科學專業教學設置已然不適用當前時代的發展，因此，創新改革信息與計算科學專業，探究出人工智能時代下信息與計算科學專業教學改革路徑，就必須充足了解當前信息與計算科學專業所面臨的困境。

1.1 人才培養方向模糊

信息與計算科學專業涉及多個學科，在教學過程中，某些院校并不能抓住時代需求重點，而是針對信息與計算科學專業基礎知識進行全面教學，因而從教學成果來說學生雖然懂得了相關專業的全部知識，但是很難在某些方面有突出成就。而有的院校對信息與計算科學專業的認識還存在一定的偏差，認為其是計算機專業的分支，對學生信息與計算科學專業培養的程度不高。而高校這樣模糊的人才培養方向，導致信息與計算科學專業培養的人才與國家要求的人才存在一定的偏差。

1.2 教學內容與實際需求存在偏差

由于許多院校并沒有了解信息與計算專業的社會需求，籠統地對學生進行專業培養，讓學生在學習過程中很難把握教學的重點，從而認為學校學習的知識“不實用”。而信息與計算科學專業學生的計算機能力與專業計算機學生有一定的差距，而在數學基礎方面也與數學專業的學生有差距，導致學生畢業之后專業能力有點“四不像”，很難從事相關行業，導致信息與計算科學專業人才流失。

1.3 課程設置不合理

當前，中國高校信息與計算科學專業課程設置主要分為通識教育課程、專業教育課程、拓展教育課程以及實踐教學課程四個方面，這其中不僅包含了大學公共基礎知識以及國家法律形勢，還有相關的專業實踐、拓展知識。人工智能時代不僅對學生的專業訴求較高，更主要的是要求學生擁有堅實的數學知識基礎，但從當前大學生課程設置可看出，設置的高數課程教學較少，并不能很好地提高學生專業能力[2]。而專業拓展課程的設置也相對較少，學生對知識的延伸有限，對知識的把握及應用存在一定局限性。

1.4 教師隊伍素質有限

當前，中國高校將信息與計算科學專業歸于數學系中，其專業教師大部分都是從事數學教學，雖然能充分夯實學生的數學知識基礎，但是在計算機科學及其他學科的專業知識方面有所欠缺，在將知識應用到專業領域的時候會存在一定的困難[3]。比如，在專業課程教學中，由于教師不能很好地傳授學生如何將計算機科學知識與專業知識應用在具體案例中，學生在面對相關產品時，雖然能了解到產品的研發過程以及成效，但是在具體實施方面卻不知道從什么方面下手。特別是人工智能時代對圖像處理技術、模式識別技術以及路徑優化等方面有著較高的要求，要在機器人與無人機等智能產品中應用各種技術，需要提高學生應用技術的能力。

2 人工智能背景下信息與計算科學專業新工科教學改革措施

2.1 精準定位人才培養目標

數學知識與計算機技術是人工智能技術發展的核心。當前，隨著國家對于高校數學以及計算機算法教育的投入，數學知識與計算機技術應當成為信息與計算科學專業的重點。因此，高校在改革創新信息與計算科學專業新工科教學的時候，應當精準定位人才培養目標，不斷夯實學生的數學知識基礎，培養創新思維，熟練計算機算法，從而提高學生應用數學知識和計算機算法解決人工智能技術領域中實際問題的能力[4]。

2.2 優化人才培養方案

高校要依據信息與計算科學專業特點與社會需求來定位人才培養方向，以“高等數學”和“計算機算法”學習為根本教學目標，優化人工智能背景下人才培養方案。但是這些課程都需要學生進行長期積累[5]。因此，高?？梢詫⒃舅哪曛频膶W習制度改為五年制，讓學生能有充足的時間去學習與夯實課程基礎知識。在具體學習過程中，可以在第三學年將課程重點集中在“計算機算法”以及“高等數學”中，而在第四、五年可以進行知識拓展及實踐教學，以此來提高學生的基礎能力。

2.3 創新改革課程設置

根據中國提出的人工智能發展報告的相關要求，以人工智能技術的支撐知識體系結構來完善課程設置，具體的知識體系如圖1 所示。高校要依據這類知識結構來設置相關課程，促進學生知識體系與人工智能技術發展相關聯。

圖1 人工智能技術知識體系結構圖

2.4 提高教師隊伍專業素質

高校要培養專業人工智能復合型人才，需要不斷提高教師隊伍的專業素養，使教學隊伍具備專業、綜合的教學能力。在人工智能時代背景下，提高教學隊伍專業能力與素養，首先，高?？梢越M織教師外出學習，可以去海外優秀高?；蜓芯繖C構進修，也可以讓教師去國內優秀院校學習，不斷提高教師隊伍的理論知識水平，同時高校還可以組織教師參與到人工智能國際會議中，可以邀請國內外人工智能優秀專家進行專業技術講解，以此來擴寬教學隊伍的視野；其次，要不斷吸納專業的人工智能專業人才參與到高校人工智能技術人才培養隊伍之中，提高高校教學隊伍質量；最后，要依據時代的發展，不斷改革創新教學硬件設施，如購置專業設備、人工智能設備、AI 技術等，讓學生能充分了解當前人工智能技術的發展情況。

3 結束語

在人工智能時代背景下，信息與計算科學專業充滿了機遇與挑戰，高校需要不斷依據時代發展和社會需求創新改革傳統信息與計算科學專業教育體系，為國家培養適用型專業人才。

本文針對當前高校信息與計算科學專業教學存在的問題提出相應的改革措施，如定位人才培養目標，優化人才培養方案，創新課程設置，提高教師隊伍專業素質，希望能為人工智能時代下信息與計算科學專業新工科教學改革提供一定的參考價值。同時，也希望能與大家進行探討，不斷促進中國智能化發展。