新工科建設背景下人工智能人才培養的路徑研究

周思佳 高敏 單淇

[摘 要] 目前，國家提出“新工科建設”這一思路，人工智能作為新工科專業中的代表，對于適應其產業發展的人才有著全新的要求，主要表現有綜合知識、實踐能力、創新意識和前瞻眼光。為培養出具備較強工程理論能力、勝任工程事業發展需求的應用型、創新型和復合型人才，人工智能人才培養體系的建設路徑需從學科交叉、課程體系、實踐平臺和師資隊伍四個方面展開，以期抓住新工科建設和“雙一流”建設疊加的歷史機遇，借助人工智能的發展為創新型國家的建設貢獻力量。

[關鍵詞] 新工科;人工智能;人才培養路徑

[基金項目] 2020年度江蘇省教育科學“十三五”規劃專項課題“江蘇省高水平行業特色高校ESI國際學科分析與推進策略研究”（C-a/2020/01/07）;2019年度中央高校基本科研業務費項目“基于引文分析法的學科關聯性分析——以河海大學工程科學為例（2019B50914）”;2020年度中央高校基本科研業務費項目“基于項目過程管理的重大科技成果培育研究”（B200207067）

[作者簡介] 周思佳（1986—），女，江蘇南京人，碩士，助理研究員，河海大學水科學研究院綜合科科長，主要從事高等教育管理理論與實踐研究、科技體制機制改革的理論與實踐研究;高 敏（1984—），女，河北涿鹿人，碩士，副研究員，河海大學發展規劃與學科建設處計劃科科長，主要從事高等教育管理理論與實踐研究;單 淇（1988—），女，江蘇鹽城人，碩士，助理研究員，河海大學科技處基地管理科科長，主要從事高等教育管理理論與實踐研究。

[中圖分類號] G647? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）02-0169-04? ? [收稿日期] 2020-04-24

一、新工科建設提出的背景與要求

我國擁有世界上最大規模的工程教育，截至2016年，我國工科在校生約占高等教育在校生總數的1/3，專業布點17037個。[1]在2017年10月發布的中國高等教育系列質量報告中的《中國工程教育質量報告》指出，“十二五”期間，我國工程教育建成了層次分明、類型多樣、專業齊全、區域匹配的世界最大工程教育供給體系。數據顯示，中國普通高校工科專業招生數、在校生數、畢業生數位居世界第一，俄羅斯和美國緊隨我國之后，數量卻只有我國的五分之一至三分之一不到。高校工程教育為國家的經濟建設發展培養了大量的人才，提供了強大的人才后盾。我國正式加入《華盛頓協議》這一標志性的事件，表示著我國工程教育獲得了國際認可。然而，根據世界經濟論壇發表的《全球競爭力報告（2016-2017年）》，我國在“Availability of scientists and engineering”一項中，僅名列第30位，與美國（第2位）、日本（第3位）、德國（第16位）等主要工業強國的差距非常明顯。[2]我國的工程教育在過去的幾十年里，雖然在數量上取得了矚目的成績，但是在教育質量上與其他工業強國還存在著不小的差距。目前，全球正逐步進入以人工智能、清潔能源、機器人技術、量子信息技術、虛擬現實以及生物技術為主的第四次工業革命，國家也在大力實施“中國制造2025”“新工科”等一系列重大國家戰略。為更加契合國家戰略布局和產業升級，高等院校須及時調整人才培養方向以及學科發展布局。為此，近年來，國家在高等教育領域提出“新工科建設”這一思路。

新工科建設首次提出是在2017年2月。為深度明確新工科的內涵特征、新工科建設與發展的路徑選擇，教育部組織召開了綜合性高校高等工程教育發展戰略研討會，會議明確我國高校必須要加快建設和發展新工科的步伐，并對我國高等工程教育改革發展的歷史新方位、新機遇、新挑戰，工科優勢高校、綜合性高校和地方高校在新工科建設中要承擔的不同層級的作用，以及新工科建設中所需要的支持達成了一致共識，稱為“復旦共識”。[3]時隔兩月，教育部迅速召開新工科建設研討會，就新工科建設的具體行動路線開展研討，探索建立工科建設的全新范式，提出“六個問”，初步構建了新工科建設的六個目標導向和六個責任主體，這個全新的新工科建設發展范式稱為“天大行動”。[4]僅僅兩月之后，教育部在北京召開新工科研究與實踐專家組成立暨第一次工作會議，會議提出新工科建設指導意見，審議通過《新工科研究與實踐項目指南》，指南對新工科建設從目標、理念、結構、模式、質量和成果等方面提出了六個“更加”，要求形成一批示范成果，以穩健的腳步腳踏實地地落實新工科建設，這一指南簡稱“北京指南”。[5]從“復旦共識”“天大行動”到“北京指南”，開拓了工程教育改革新路徑，為新工科建設制定更新的更高的目標和要求。

二、新工科建設背景下人工智能對人才的新要求

新工科建設已然登上高等教育的歷史舞臺，而何為新工科專業？新工科專業目前尚無明確定義，但根據《新工科研究與實踐項目指南》等相關國家文件可以初步明確，新工科專業并非某一個專業，是以互聯網知識和計算機專業知識的基礎專業為內核，中層耦合與其相近或相似專業，外圍指向新興產業應用，以“基礎內核—輻射協同—外圍應用”的邏輯鏈形成的適應新興產業發展的專業群。[6]通過智能制造、云計算、人工智能、機器人傳統工科專業的升級改造，以期培養出適應于未來新興產業和新經濟需要的高素質復合型新工科人才。人工智能作為新工科專業中的代表，對于適應其產業發展的人才要求具備綜合知識、實踐能力、創新意識和前瞻眼光。

（一）知識的綜合性

人工智能研究是對人類意識及思維過程的模擬，它不是人類智能，但能模擬人類的思考過程，甚至有可能超越人類的智慧。[7]人工智能可謂為一個機器所做的大腦，對人工智能研究必涉及多學科專業，包括計算機專業、語言類學科，以及包括工程倫理等。人工智能僅限于技術層面，但在實際應用中，有很多事情非技術不能為，而是倫理不可為。以2018年“基因編輯嬰兒”一事為例，該事件即是典型的技術能為，但違反科學倫理的事件。人工智能除本身的工程技術之外，還需要其他學科、包括人文社科的依托，才能保障將技術應用在正確的方向，因此人工智能人才需要掌握綜合性的知識。

（二）能力的實踐性

將知識轉化為有經濟價值或社會價值的產品是工科的最終目的。[8]目前在推進新工科建設的背景下，尤其以人工智能為甚。2016年9月，國家發布的《十三五國家科技創新規劃》中指出，要基于大數據分析的類人智能方向取得重要突破，并在教育、辦公、醫療等關鍵行業形成示范應用。由此可見，在新一輪工業革命的背景下，人工智能的發展方向是要對傳統工程類專業及周邊產業產生影響。據現有文獻記載，人工智能已在某些領域取得了部分成功，如：專家們研發了醫療專家系統MYCIN、探礦專家系統PROSPECTOR、青光眼診斷治療專家系統CASNET、鉆井數據分析專家系統ELAS等。[9]因此，人工智能人才必須具有較強的實踐能力，才能使得人工智能技術解決實際問題。

（三）意識的創新性

2018年2月，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，規劃指出，新一輪產業變革的核心驅動力將是人工智能，人類歷史上歷經的數次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量都將通過其進一步釋放，同時創造出新的強大引擎，進而對生產、分配、交換、消費等經濟活動的各個環節進行重構，從而形成從宏觀到微觀各領域的智能化新需求，在技術、產品、產業、業務、模式五個方面催生出新，對經濟結構、人類生產生活方式、人類思維模式引發重大變革、產生深刻改變，實現社會生產力的整體躍升。《新一代人工智能發展規劃》對人工智能目前的戰略態勢做出了全新的研判，因此人工智能人才必須具有創新意識，才能使得人工智能為經濟發展的新引擎，催生“五新”。

（四）眼光的前瞻性

新工業革命背景下，知識的更新速度呈指數級增長，任何人想將全部的知識學習是不可能也不必要的。[ 10 ]《新一代人工智能發展規劃》指出，人工智能技術可在教育、醫療、養老等領域被廣泛應用，合適地應用人工智能將提高公共服務水平的精準化，從而全面提升人民生活品質。規劃還指出，通過準確感知、預測、預警基礎設施和社會安全運行的重大態勢，人工智能技術可實現及時把握群體認知及心理變化，從而達到主動應對決策，最終實現顯著提高社會治理的能力和水平的目的，對有效維護社會穩定具有不可替代的作用。由于人工智能技術性與應用性兼具，社會對人工智能的應用前景充滿期待，因此人工智能人才必須具有前瞻的眼光，把握社會發展方向和產業戰略趨勢，使人工智能技術為社會發展做好技術支撐。

三、新工科建設背景下人工智能人才培養的建設路徑

新工科建設背景下，需要培養出具備較強工程理論能力、勝任工程事業發展需求的應用型、創新型和復合型人才。交叉與融合是新工業革命背景下開展新工科人才培養的著力點。[ 11 ]因此人工智能人才培養體系的建設路徑需從學科交叉、課程體系、實踐平臺和師資隊伍四個方面入手。

（一）交叉學科建設

目前，高校學科專業同質化現象嚴重。人工智能作為計算機學科與其他學科的交叉融合的發展方向，可根據其實踐應用方向，與其他學科排列組合，變換出各種“人工智能+X”模式。如，人工智能與工業制造結合，催生了智能制造類家居機器人等;人工智能與交通學科結合，催生了無人駕駛、智能導航等;人工智能與語言學科結合，催生了視覺圖像識別、語音識別文本處理等方面技術產品。[ 12 ]人工智能雖涵蓋計算機學科的大部分基本知識，但由于其“人工智能+X”的模式，需將其作為單獨的學科進行審視，而我國現有的學科體系內尚為空白，因此人才培養建設路徑之首即為建設人工智能學科體系。高校可依托現有優勢學科與計算機學科開展交叉研究，探究新的學科方向。以河海大學為例，水利學科位列全國第一。在人工智能學科起步階段，學校可深入探究計算機學科與水利學科的交叉研究方向，把握國家對新時代水利的戰略發展方向，構建智慧水利學科。抓住優勢學科與人工智能學科的交叉發展機遇后，再逐步拓寬人工智能與其他學科的交叉，最終形成高校人工智能學科體系。

（二）課程體系建設

課程體系是人才培養中最為關鍵的環節，課程建設的科學與否直接關系著人才培養的質量和人才培養的適用性。人工智能作為一個新興的技術發展方向，尚未成為獨立的學科，并無成熟的課程體系可使用，因此當務之急需構建人工智能人才培養的課程體系。基于前文所述的人工智能學科交叉融合的趨勢和“人工智能+X”的模式，課程體系可從基礎課程、交叉課程與實踐課程三層次進行設計。基礎課程內容主要為計算機學科的基礎課程，作為人工智能人才的基礎計算機技術技能支撐;交叉課程內容視人才培養的方向不同，而選擇不同的交叉學科的專業課程進行學習，作為人工智能人才的專業方向技術儲備，使其成為發揮技術能力的依托;人工智能技術最為關鍵的一點在于實際應用、解決實際工程問題，因此實踐課程是課程體系最為核心的內容，實踐課程的內容為結合相關行業開展生產實習實踐，目的為了解實際工作中人工智能可發揮作用的切入點，作為實踐課程是人工智能與X交叉融合、產生實際工程技術效應最重要的環節。

（三）實踐平臺建設

新工科建設中最為重要的一點是應用型人才的培養，參與實踐活動是培養應用型人才最為直接的途徑。實踐平臺的建設可以協同創新中心為載體，吸收整合校校、校企等多主體合作協同參與育人過程;可由政府主導，專項設立政產學研協同育人項目，將產業和技術發展最新成果融入人才實踐培養中;可由高校主導，聯合其他高校、科研單位與企業，建立人工智能領域建設聯盟，吸納一批集教育、培訓及研究于一體的區域共享型人才培養實踐平臺;還可由高校有關職能部門牽頭，設立創新創業專項資金，通過公開選拔遴選創新創業項目給予專項資助，以培養人工智能領域創新創業人才;還可借助高校現有的研究生企業工作站等資源，作為人工智能領域實踐平臺，使人工智能專業人才提前接觸生產實踐。

（四）師資隊伍建設

目前，我國高等院校的教師絕大部分是畢業后即就業，從“學校—學校”，企業生產實踐經驗幾乎空白，自身便缺乏工程實踐和創新能力。2019年2月，國家印發《國家職業教育改革實施方案》，方案中大篇幅強調打造“雙師型”教師隊伍，并明確指出自2019年起，應用型本科高校相關專業教師除具有高職以上學歷，原則上還需要具備3年以上企業工作經歷，特殊高技能人才可適當放寬學歷要求，2020年起基本不再從應屆畢業生中招聘，此舉措顯示出國家對應用型專業教師的企業實踐經驗的重視，因此人工智能人才培養環節中務必重視師資隊伍的建設。第一，更新教師教學方式，在教師職前培養和在職訓練中設置人工智能相關知識和技能課程，培訓教師實施智能教育能力;第二，加強教師實踐鍛煉活動，要積極搭建人工智能領域教師企業掛職鍛煉的實踐能力訓練平臺;第三，加大具有企業鍛煉經驗的實踐型教師的引進比例，在人工智能領域的中可適當降低教師的學歷水平而對企業實踐經驗的要求提升;第四，推動高校教師與行業人才雙向交流機制;第五，優化導師制度，在人工智能領域試行多導師制度，由計算機學科、交叉學科方向及企業各出一位老師組成導師團隊，在不同階段和不同方向培養鍛煉人才。

四、結語

我國高等教育邁入新工科建設階段，在新工科背景下人工智能有著廣闊的應用前景，對于適應其產業發展的人才綜合知識、實踐能力、創新意識和前瞻眼光有著更高的要求，人工智能人才培養體系的建設路徑需從學科交叉、課程體系、實踐平臺和師資隊伍四個方面展開，以期抓住新工科建設和“雙一流”建設疊加的歷史機遇，借助人工智能的發展為創新型國家的建設貢獻力量。

參考文獻

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[6]高考志愿不會報？軟交會告訴你未來哪些新工科專業人才最搶手[EB/OL].http：//news.sina.com.cn/o/2018-06-12/

doc-ihcufqih3256932.shtml，2019-2-7.

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Research on the Path of Artificial Intelligence Talents Cultivation under the Background of Emerging Engineering Education

ZHOU Si-jiaa， GAO Minb， SHAN Qic

（a.Insitute of Water Science and Technology;b.Division of Development Planning and Discipline Development;c.Sciece&Technology Office，Hohai University， Nanjing， Jiangsu 210098， China）

Abstract： At present， China puts forward the idea of “emerging engineering education”. As a representative major of “emerging engineering education”， artificial intelligence puts forward new requirements for talents to adapt to the development of its industry， which mainly includes comprehensive knowledge， practical ability， innovative consciousness and forward-looking vision. In order to cultivate applied， innovative and compound talents with strong engineering theoretical ability and competence for the development of engineering， the construction path of artificial intelligence talent cultivation system should be developed from four aspects： disciplines-crossing， curriculum system， practice platform and teaching staff， so as to seize the historical opportunity of the superposition of “emerging engineering education” and “double first-class” construction， and contribute to the construction of an innovative country with the help of the development of artificial intelligence.

Key words： “emerging engineering education”; artificial intelligence; path of talent cultivation