新工科背景下人工智能人才培養模式思考

許瀚文　曹超　邊棟　周衛東

摘 要 為推動“國家創新驅動發展”“中國制造2025”等國家戰略，教育部形成“天大行動”“復旦共識”及“北京指南”三大部署，推動新工科教育建設。以人工智能為代表的新技術成為支撐我國經濟社會發展的新動力，在新工科背景下發展人工智能是國家建設的戰略需求。針對如何探索符合國情且適合高等院校可持續發展的人才培養模式，培養出具備創新能力的新工科人工智能交叉型人才，從教學方法、教育理念、培養模式等方面總結創新，并指出今后改革思路。

關鍵詞 人工智能 新工科教育 高等院校 人才培養

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.02.025

Thoughts on the Training Model of Artificial Intelligence Talents

under the Background of New Engineering

XU Hanwen， CAO Chao， BIAN Dong， ZHOU Weidong

（School of Microelectronics， Shandong University， Jinan， Shandong 250101）

Abstract To promote national strategies such as "National Innovation-Driven Development"， "Made in China 2025"， the Ministry of Education has formed three major deployments of "TianDa Action"， "Fudan Consensus" and "Beijing Guidelines" to promote the construction of new engineering education. New technologies represented by artificial intelligence have become a new driving force supporting my country's economic and social development. The development of artificial intelligence in the context of new engineering is a strategic need for national construction. Aiming at how to explore a talent training model that suits the national conditions and is suitable for the sustainable development of universities and colleges， and cultivate new engineering artificial intelligence cross-type talents with innovative capabilities， we summarize innovations from five aspects such as teaching methods， educational concepts， and training models， and point out the future reform ideas.

Keywords artificial intelligence; new engineering education; colleges and universities; talent training

1“新工科”背景下的人工智能

和傳統工科不同，新工科融合多個學科，各學科交叉發展。建設新工科要注重智能技術、5G技術、物聯網、基因工程、機器人、大數據、云計算等新科技和航空海洋、生物信息、集成電路、網絡安全、新興能源等新工業對綜合型工科人才的市場需求和變化，[1]適應未來人工智能產業的應用方向。

我國政府為人工智能快速發展提供了大量資金和資源支持，教育部也積極推動人工智能和教育教學產教結合，將人工智能和新工科變革注入創新教育中。2018年教育部發布關于印發《高等學校人工智能創新行動計劃》的通知中指出大力建設“新工科”。[2]高等院校居于創新源泉、科技前沿和人才聚集的聯結點，一些高校開設了人工智能學院，做好科創領軍人才的前瞻性和戰略性培養。為推進新工科教育發展再突破，教育部鼓勵高校變革教學方式，提高教學質量，探索適合新工科教育的新理念和人才培養新方法，借助人工智能技術推動學科交叉融合和跨界整合，引領我國人工智能行業的成果轉化。

2 新工科人工智能人才培養的思考

發展新工科人工智能教育主要有兩條線：[3]高校線和社會線，對于高校線，新工科既包含新興工科專業，也包含對傳統工科的再升級;對社會來說，新工科既要與產業發展相符合，又要促進學校和社會有機融合。全面深化高校教育改革的核心應放在培養具有創新能力的復合型人才上，對高校人才培養的維度、深度及學生綜合素質提出更高要求。

2.1 人工智能專業師資隊伍建設

人工智能推動下的新工科建設中，教師的行業洞察力和專業水準直接影響人才培養的質量，加強師資隊伍建設是高校教育要考慮的首要問題。[4]

教師要對人工智能專業有充分掌握，實現從“走近”人工智能到“走進”人工智能，從與人工智能“零距離”到“負距離”，及時調整教學方法，優化傳統教學模式。[5]高校應完善教師再學習激勵政策，為教師再教育提供資金幫助，鼓勵老師走出去，及時了解國際人工智能技術發展近狀，拓寬專業視角。通過借鑒國際頂尖高校培養理念，提高教師專業素養和技能水平，加速國內卓越人工智能人才的發展和先進人工智能技術的創新。

2.2深化校企合作和團隊協作培養

傳統工科教育重理論、輕實踐，學生缺乏處理實際問題的能力，畢業生難以滿足企業需求。人工智能教學不應局限于學術科研圈，還應與企業創建產學合作平臺。校企合作加強學校與企業資源共享，拓寬新工科人工智能人才培養邊界。[6]高校引進企業前沿技術人才，推廣“雙導師”制度，學術導師培養學生專業技能，加強理論學習，產業導師將企業先進技術引入高校，引領學生深入理解概念，體驗實際生產工序。高校應鼓勵學生參加科研項目，整合多專業學生資源，加強學生團隊意識，充分挖掘自身創新力。多學科交叉碰撞促進學生思維模式和知識體系的解構與再造，增加學生學習興趣，擴大知識領域。

2.3校內橫向跨學科協同培養

新工科，尤其是人工智能專業，是一門跨學科的交叉科學，高校教學指導委員會在1998年初次闡述“復合型人才培養”的策略，[7]創建完整的跨學科人才培養系統符合國家發展戰略。各學科教師可以共同參與教學內容設定和方案設計，拓寬知識廣度，不同學院教師聯合授課，增加學生接觸相近學科的機會。以“大平臺、多學科融合”為基準，以科研項目和工程實訓為主線，制定統一教學體系和人才發展模式，搭建跨學科、多專業、集成化、融合式的教學平臺。[8]跨學科協同培養模式站在宏觀角度“俯瞰”專業，幫助學生樹立全局工程思想，使學生具備科研能力的同時又具有運用人工智能技術解決實際工程問題的能力。

2.4基于OBE理念的創新能力培養

OBE（Outcomes-Based-Education）理念以結果導向為機制，根據企業需求確定畢業生應具備的能力，然后制定教學大綱和授課計劃。[9]授課過程以學生為本，針對學生差異因勢利導，采取符合學生自身需求的差異化培養方案。教師從宏觀引導，將課程細化為若干小項目，可持續改進教學中出現的問題，根據學生階段成果，逐步完善教學策略。針對高校普遍存在的重理論、輕實踐問題，行之有效的解決方法是以OBE為導向，以工程創新為核心，采用理論結合實踐的教學方式，指導學生將理論知識和科研成果轉化成為企業生產服務的經濟效益，積累進入企業實戰的經驗。[10]

2.5項目化牽引的TSPI一體化培養

探索式擁有巨大支撐力的全新教學框架—TSPI教學方法，通過項目化教學將理論知識（Theoretical Knowledge）、拓展應變（Scalability & Adaptability）、實踐創新（Practice & Innovation）、思政品德（Ideology & Virtue）融為一體。通過TSPI項目教學方法，將思政品行融入教學過程，全面推行德業融育的教學理念，培養學養兼修的大學生，建立健全的TSPI一體化育人機制。[11]發揮人工智能新形態課程立德樹人的引領性、學術課程的基礎性、拓展應變的疊加性，培養新工科學生主動尋找和項目相關知識點的能力，提升學生知識轉化為能力的速度。

3 結束語

高校新工科人工智能人才的培養是一項系統性工作，不僅要在師資力量和教學模式上進行升級優化，更要在現有條件下對人才培養模式做出針對性調整，培養出創新意識強、實戰本領高、國際競爭力強的綜合型新工科人工智能人才，為中國制造業提供源源不斷的動力，為經濟發展、國家建設注入新動能。

本教學研究成果由山東大學微電子學院教學改革項目（11500050080100）、山東大學教改項目（2019P05、SY20181301）、教育部產學合作協同育人項目（201802020046）支持

參考文獻

[1] 劉明.人工智能對新工科人才教育的影響研究[J].南陽理工學院學報，2019，11（01）：104-106，116.

[2] 劉雪芹，段倩倩.新工科背景下光學工程領域專業學位研究生教育教學初探[J].才智，2019（05）：42.

[3] 知乎.新工科到底是什么？[EB/OL].https：//zhuanlan.zhihu.com/p/60563100，2019-03-27.

[4] 蘇曉光，于莉莉.人工智能與新工科人才培養探討[J].中國管理信息化，2018，21（16）：195-196.

[5] 騰訊網.教師與AI“負距離”？教育部啟動人工智能+教師隊伍建設[EB/OL].https：//new.qq.com/omn/20180210/20180210C0LLE0.html，2018-02-10.

[6] 周益民，張栗粽，陳文宇.新工科背景下人工智能人才培養模式改革[J].現代職業教育，2019（4）：46-47.

[7] 甄少波，袁偉.高校跨學科協同教學模式探討[J].農產品加工，2018（22）：94-95，98.

[8] 雷學文，郄恩田，周傳輝.培養高素質工程人才的教學模式探索與實踐[J].高等建筑教育，2012，21（4）：66-69.

[9] 嚴琳.“人工智能+新工科”背景下以OBE為理念的創新創業能力培養模式探究[J].電腦與電信，2019（08）：77-79.

[10] 彭偉功，李鎮.人工智能時代“新工科”人才培養模式研究[J].科技資訊，2018，16（35）：156-158.

[11] 山大視點網.新理念，新模式，新進展，KAPI體系改革見實效[EB/OL].https：//www.view.sdu.edu.cn/info/1023/111894.html，2018-11-30.