人工智能在軟件工程專業中的應用
——以地方性高校軟件工程專業為例

陳 蘋

(內江師范學院 計算機科學學院， 四川 內江 641000)

1 引言

根據當前社會的實際需求與未來發展，以高校人工智能發展的基本情況為基礎，教育部印發了《高等學校人工智能創新行動計劃》[1]，有如下3個階段目標：第一，到 2020 年，基本完成優化高校科技創新體系和學科體系的布局，適應新一代人工智能的高速發展；第二，到 2025 年，顯著提升自主創新能力和人才培養質量，以新一代人工智能領域基礎，取得具有國際影響力的原創成果，為智能社會、經濟轉型、產業升級等方面做出貢獻[2]；第三，到 2030 年，為我國排名創新性國家前列，高校在人工智能方面的核心力量，也是人工智能的人才搖籃。特別是地方性高校，要圍繞行動計劃，立足地方優勢和社會需求，將人工智能與成熟的軟件工程專業相結合，促進地方性高校的發展和適應社會的人才培養。

響應國家政策的號召，為了建設一流應用型本科院校，培養一流人才，高等院校要積極為整個社會及地方經濟發展和產業轉型升級培養應用型、技術技能型人才，這也要求高校能在當前的社會中著重培養學生解決問題的能力，特別是復雜工程問題，以不同形式，不同渠道等方法推動并實現校企雙方產學合作，協同育人。

2 軟件工程專業的發展

2.1 國內發展現狀

21世紀的今天，是信息化時代。國民經濟的基礎產業、支柱產業和先導產業都離不開信息產業。它發展水平的重要標志是對一個國家現代化水平與綜合國力的衡量，國民經濟的發展和人們的生活水平的逐步提高也是由國家信息化建設直接影響的[3～6]。

21世紀最具廣闊前景的新興產業之一是軟件產業，各國的信息產業發展水平和在國際市場上的綜合競爭力是由軟件產業的發展水平來決定的。到2021年，雖然國內的計算機專業畢業人數直線上升，但是軟件技術高級人才還很欠缺，針對這個問題，國內軟件產業的首要任務就是如何培養與國際接軌的高素質軟件工程人才，整體提高國內軟件產業整體水平[7～9]。

2.2 專業建設定位

2.2.1 專業定位

從學校的層面出發，地方性高校對于軟件工程專業的培養目標：第一，掌握軟件工程專業相關的學科基本理論、基本知識和基本技能，以及需要的數學知識、自然科學知識和經濟學與管理學知識。第二，熟悉軟件工程技術的實踐應用，掌握相關的行業規范標準。構建四個一體化育人模式：“校內與校外教學一體化、課內與課外實踐一體化、科研與競賽融合一體化、項目與創新育人一體化”，培養學生具有“三心三能三精神”的高素質應用型人才。

從專業本身出發，軟件工程專業對學生的培養目標：第一，培養熱愛軟件開發、應用和管理，適應我國計算機應用技術改革發展需要，具有良好的思想品質、職業道德、科學精神和人文情懷；第二，具備自然科學知識、人文社科基礎、軟件工程專業基礎理論及應用等方面知識；第三，具備軟件開發能力以及軟件開發實踐的經驗和項目組織的能力；第四，具備較強社會適應能力和創新能力；第五，能在計算機應用相關單位或領域從事軟件工程技術設計、開發和管理等工作的高素質應用型人才。學校也希望學生畢業后5年左右成為該行業領域的技術工程師。

2.2.2 專業層次

本專業培養層次為：本科；授予學位：工學學士。

學校從五個方面衡量學生是否達到畢業要求：基本素養、專業知識、專業能力、職業素養和創新創業能力等。

3 人工智能的發展

3.1 人工智能行業發展

在經濟社會的需求下，各行各業的新技術新理念都離不開智能識別、物聯網、云計算、大數據等，基于此背景，國內外高科技公司紛紛布局人工智能，人工智能的發展也迎來了新的發展契機。

以美國為代表的有IBM Watson 、Google TensorFlow，數據庫，無人駕駛汽車， VR生態，圖像識別，智能家居、Facebook 語音識別，自然語義，神經網絡訓練+機器學習、微軟小冰、Tay等Microsoft語言助手、Hololens全息眼鏡的VR、蘋果汽車領域無人駕駛和SIRI語音助手等。以中國為代表，人工智能的發展成果如下：百度的無人駕駛汽車，采用物聯網技術的阿里的智能家具，采用騰訊人工智能技術的視覺、智能計算與搜索實驗室、產業布局和智能硬件等。

3.2 人工智能應用方向

隨著社會的進步與發展，人工智能的應用也逐漸起來，特別是一些技術公司的開源平臺、產業布局等，不論是專業技術領域和還是通用領域，智能化應用更普遍。各行業領域的智能化應用將會是人工智能主要的發展方向，特別是在產業布局上。人工智能產布局將圍繞基礎層、技術層和應用層為基礎。在基礎層中，由運算平臺和數據工廠組成，支持基礎數據資源。在中間層的技術層，連接著數據層和應用層，主要是以不同類型的算法建立模型，形成有效的可供應用的技術。在應用層中，將可供應用的技術為用戶提供技術產品和技術服務。

3.3 產業發展分析

產業發展，人才重要：特別是在人工智能領域的頂級人才，他們是人工智能快速發展的關鍵。各行各業對于人工智能技術的研發、落地與推廣都需要人工智能頂級人才相互合作，共同解決難題。而現在教育產業對如何培養人工智能頂級人才有著戰略性機遇。單獨開設人工智能專業，時間、花費投入太大，很難初見成效，對于當前的人工智能技術，地方性高校要與已有的計算機專業進行結合，抓住機遇，直面挑戰。圍繞地方性高校的教人育人特色等實踐層面積極構建屬于人工智能的美好未來[10]。

目前，人工智能在各行業領域的應用有：第一，工業生產領域：全球范圍來看，國家競爭的核心戰場還是制造業。制造業中從生產、流通到銷售，正在越來越趨于數據化、智能化[10]。依靠大數據技術和人工智能技術，企業在生產效率、庫存周轉率、設備使用率等方面都得到了提升。特別是減少了不必要的人工支出，工業機器人是企業智能制造的實現方式。第二，智慧物流領域：主要聚焦在智能搜索、推理規劃、模式識別、計算機視覺以及智能機器人等領域。比如，阿里巴巴機器人菜鳥、京東的無人機、無人倉等，這些應用都利用了人工智能技術來優化物流各環節，提高物流效率，減少人力物力。第三，智能汽車領域：現有，無人駕駛、車聯網、智能交通系統等。在未來，依靠大數據、云計算、深度學習、人工智能等技術，能更有效地預測事故等，提高行車的安全性。第四，智慧醫療領域：臨床輔助診療、輔助手術等自動化設備，新藥的研發等方面，解決更多的難題。

3.4 產業人才需求

人才的競爭才是人工智能最根本的競爭，隨著人工智能在產業中的高速發展，企業對人工智能領域人才的需求越來越大。各國各行各業對人工智能的投入持續增加，優秀的人工智能人才也成為了各企業的實際需求。查找相關的文獻，中國人工智能人才的缺口越來越大，人才供求比例只有1∶10[11]。

4 人工智能在軟件工程專業中的應用

地方性高校中，如果單獨開設一個人工智能專業所需要的投入相當的大，而軟件工程專業開設年限已久，已經較為成熟。因此，大的方向是全校開展人工智能普及教育，并在軟件工程專業學科建設上逐步開展“人工智能+專業”的專業人才培養，逐步培養出符合當前社會需要的軟件人才。

學院在現有的軟件工程專業建設上，穩定和改造現有專業，做大做強軟件工程專業，申報人工智能相關的新專業，經過五年建設，力爭初步形成以軟件為支撐、人工智能應用為特色的在省內同類院校有一定影響的專業群。其中在軟件工程專業中：逐步擴大招生人數，更加注重軟件開發，力爭將軟件工程專業建設成省級一流專業[12]。

為了培養“高素質應用型人才”，在地方性高校中，人工智能與軟件工程專業的結合應用，實現人工智能在軟件工程專業人才的培養目標，采取以下6個方面的人才培養策略。

(1)課程設置模塊化。為了確保學生的學習效果，根據學生職業崗位能力的構成，構建專項能力教學模塊，再來確定每個教學模塊對應的具體課程。[13]在軟件工程專業的選修或必修模塊中，開設一部分人工智能課程，提高學生對人工智能知識的學習，以便在未來工作生活中能夠快速將人工智能知識應用于軟件工程的專業知識中。

(2)以崗位要求設置實踐課程。依據現有的職業崗位要求設置課程，為了突出職業核心能力的培養，適應實際的實踐工作，堅持“就業導向，能力本位，產學結合”，適當讓學生參與公司的實際項目開發等工作。針對職業核心能力的培養，為了將實際項目的開發引用到教學中來，可以讓公司的技術人員直接參與實踐類的教學活動，在實踐類的課程要求中，將人工智能相關的實驗融入進去。

(3)師資團隊整合。為了符合地方性高校軟件工程專業的師資隊伍建設，可以由企業技術類工程師和校內專任教師組成。在“工學結合”的教學改革要求下，學生可以在寒暑假期間，到企業從事實際項目工作，將課程內的理論知識和現有的技術緊密聯系起來，查漏補缺。專任教師可以負責人工智能和軟件工程專業理論教學，企業技術類人員可以負責這兩類開發技術的指導，

(4)注重實踐教學，加強能力培養。軟件工程專業動手能力強，因此實踐教學在課程體系中所占比重也越來越大，可以實行層次化分階段的技術技能培養方案，將實踐教學融入課堂內外，課程中。有以下四個層次：第一，課堂教學中可以設置4個左右的小實驗，將實驗操作方法、步驟寫入實驗報告中，不僅能突出基本技能的訓練，還能鍛煉文檔的寫作能力。第二，每門課結束后可以要求企業技術人員針對本門課的內容做一次小型的實際開發項目，突出課程專業和綜合能力的培養。第三，開設相應的見習，實訓，讓學生去企業綜合性的整合學習。第四，聯系一些公司、單位，讓學生頂崗實習，注重個人能力的培養。第五，畢業實習/設計環節，綜合職業能力的培養，不僅能適應崗位要求，還要善于溝通，處理問題。在這五個環節中，新增一定量的人工智能技能培養實踐教學。

(5)大力推行教學改革。為了實現軟件工程人才培養，在教學改革中，除了與人工智能知識相結合，還要將軟件工程與其他課程內容整合，并突出該課程體系的“工程實踐性”。

(6)鼓勵考取相應證書。根據現有的招聘要求，可以鼓勵學生參加相關的職業技術考試，比如，計算機技術與軟件專業技術資格(水平)考試，計算機等級考試[14]。

5 結論

為了培養出符合當前社會需要的軟件人才，本文從課程設置模塊化、以崗位要求設置實踐課程、師資團隊整合、注重實踐教學加強能力培養、大力推行教學改革、鼓勵考取相應證書這6個方面，闡述了在軟件工程專業學科建設上逐步開展“人工智能+專業”的專業人才培養策略。