人工智能背景下高職電子信息類專業群建設探索與實踐

蒙 飚　

人工智能背景下高職電子信息類專業群建設探索與實踐

蒙 飚

（柳州職業技術學院電子信息工程學院，廣西 柳州 545006）

隨著人工智能時代的到來，針對高職電子信息類專業人才培養實踐中如何緊跟新一代信息技術發展、如何對接產業鏈、如何服務區域經濟等問題，文章通過開展產業經濟發展和行業人才需求調研，梳理高職電子信息類專業群的組群邏輯，構建一套“崗位引領、任務驅動、成果導向”的專業群轉型升級模式，以此推動“人工智能＋”課程升級和多元化課堂教學方式改革，完成精準對接產業需求，實現與產業發展協調互動，有效提升了人工智能背景下的人才培養質量。

人工智能；高職；電子信息類專業群

引言

信息技術革命經歷了以信息處理PC機為代表的第一次浪潮和以互聯網/通信網絡為代表的第二次浪潮；當前，以物聯網、大數據、人工智能為代表的信息感知/分析/處理等正推動信息技術革命進入第三次浪潮[1]，同時影響著第四次工業革命快速展開，讓我們進入“智能時代”[2]，“改造傳統產業”逐漸納入了國家經濟社會發展的頂層設計中，人工智能將加速賦能，為醫療、智造、金融、安防、教育、交通、物流等各類傳統行業帶來機遇與發展潛力[3]。傳統行業的快速發展促進了產業的快速升級，也正推動高職電子信息類專業群人才培養的改革和專業轉型升級。因此，如何培養既適應人工智能領域相關技術技能、又能服務于區域產業的“一專多能”創新＋復合型人才，是一項重要而艱巨的任務[4]。

1　創建高職電子信息類專業群轉型升級模式

由于產業發展快速、電子信息產品生命周期縮短，造成高職電子信息類專業建設跟不上產業發展的步伐，專業轉型升級缺乏內外驅動力，培養的人才無法滿足企業的要求等問題，經過充分思考和研究，以服務地方經濟發展及產業轉型升級為宗旨，以崗位能力要求為引領，以典型工作任務為驅動，以工作成果為導向，創建“崗位引領、任務驅動、成果導向”的高職電子信息類專業群轉型升級模式，形成以課程資源升級建設為抓手，拉動其他專業要素升級的有效路徑，為職業院校同類專業轉型升級、提高人才培養質量提供了可借鑒的范式，發揮了重要示范引領作用。

“崗位引領、任務驅動、成果導向”的專業群轉型升級模式，即以“崗位引領”即崗位職業能力要求為人才培養目標的引領，通過典型工作任務分析，構建“崗位（賽證）要求—能力標準—行動領域—學習領域”矩陣，以“任務驅動”系統重構相互支撐、交叉融合的課程體系實現專業間“化學融合”，以“成果導向”促使課程資源配備和教學組織的系統優化乃至重構，實現企業真實案例進課堂建成一系列項目一體化課程，并通過創建“課程體系實施資源條件的適配機制”拉動專業建設要素（師資、實踐教學基地、專業群等）融合和聯動升級，最終實現專業群轉型升級以適應地方產業經濟發展。

1.1　崗位引領，實現對接

專業轉型升級模式突出“以崗位能力分析為出發點”，通過典型工作任務分析，構建“崗位（賽證）要求—能力標準—行動領域—學習領域”矩陣，完成人才培養方案構建，實現課程體系對接崗位能力要求。

1.2　任務驅動，推動融合

專業轉型升級模式強調以課程體系為抓手，通過工作任務驅動，系統重構、相互支撐、交叉融合地升級課程標準，構建課程體系，從而推動專業間“化學融合”。

1.3　成果導向，完成升級

“成果導向”促使課程資源配備和教學組織的系統優化乃至重構，實現企業真實案例進課堂建成一系列項目一體化課程，實現企業真實案例進課堂建成一系列項目一體化課程，拉動專業建設要素融合和聯動升級，最終實現專業轉型升級。

2　推進“崗位引領”工作

為培養產業互聯網所需物聯網、大數據、人工智能為代表的新一代信息技術所需人才，在本文研究的高職電子信息類專業群建設探索與實踐中，以物聯網應用技術（工業互聯網方向）專業群的建設為例，該專業及專業群交叉整合了電子與信息大類、機電類跨二級學院相關專業如物聯網應用技術、機電設備維修、電氣自動化、軟件技術、通信技術、大數據技術等的專業群各資源，并成為目前國家雙高計劃重點建設專業群專業之一。

崗位引領——為了更好地對接本地工業產業和新技術領域，在團隊負責人的主持下，專業團隊教師緊密對接工業互聯網產業鏈，按“工業互聯網設備數據采集、互聯－>工業互聯網設備數據傳輸、上云—>工業互聯網設備數據處理、應用”的產業鏈，圍繞基于工業互聯網產業鏈崗位領域對應的技術鏈：“智能工業數據采集—>智能工業設備維護—>智能工業數據傳輸—>智能工業數據云存儲—>智能工業大數據處理與控制—>智能工業數據分析決策”開展建設，融合現有的機電一體化、電氣自動化技術、機電設備管理與維修、電子信息工程技術、通信技術、軟件技術等專業的優勢資源，把多個專業原有的設備類、電氣類、控制類、電子類、物聯網類、網絡類、軟件類等課程進行整合和升級為基于工業互聯網領域崗位技能的“1＋3”課程體系，對接工業互聯網產業鏈并以此作為物聯網應用技術（工業互聯網方向）專業及專業群的組群邏輯，符合國家和省市重點發展的戰略性新興產業需要，具有非常好的發展空間。

同時，根據工業互聯網體系、特點和行業應用，梳理職業類型，主動創新，建立緊密對接產業鏈、崗位鏈和技術鏈的知識技能體系，將“數字化”“信息素養”復合型能力培養作為教學改革的核心，創設職業化體驗環節，厚植職業教育信息化思維，涵養智能化數字化創新實踐品格，能夠較好地形成企業、行業、學校三元互動合力以推動新時代下工業互聯網技術領域的理實一體化教學模式的升級。圖1為“崗位引領”推動基于工業互聯網領域的物聯網應用技術專業群之“組群邏輯”圖。

圖1 “崗位引領”推動基于工業互聯網領域的物聯網應用技術專業群之“組群邏輯”圖

3　推進“任務驅動”工作

任務驅動——為契合區域工業互聯網產業需要，打造“素養、管理、創新”的復合型人才，對接工業互聯網產業鏈，結合工業互聯網系統工程的基本理論與高職學生的認知規律,按照企業真實項目的工作任務驅動，將系統工程中的基本系統（軟硬件）開發過程，即：需求分析—>設計—>實現，本著由易到難的原則，以項目為載體，從實現—>設計—>需求分析逆向分階段同時結合系統工程測試V形模型中的各測試類型（用戶測試、單元測試、集成測試、系統測試）學習與實踐，通過“做中學、學中做”培養學生成為一名“在工業互聯網系統工程規范下進行高質量軟硬件項目開發的系統設計員”。以此為目標，通過工作任務驅動，系統重構、相互支撐、交叉融合地升級課程標準，構建課程體系，以物聯網應用技術、機電一體化、通信技術、軟件技術、電氣自動化技術、機電設備維修與管理專業為核心的專業群構建了“群平臺”＋“崗位特色”＋“跨領域”的物聯網應用技術（工業互聯網方向）專業“1＋3”平臺課程體系（見圖2）。“1”為通用基礎課程模塊，包括思想教育、雙創教育、新技術通識以及素養養成等課程。“3”為“專業群共性技術課程模塊＋各崗位方向的專業特色課程模塊＋跨領域專業拓展課程模塊”。

隨著工業互聯網領域中新一代信息技術快速發展，專業引入5G、大數據和人工智能等新技術融入課程，并聯合區域地方企業如廣西汽車集團、上汽通用五菱等企業共建體現基于工業互聯網最新技術和新時代智能制造前沿的智能制造賦能中心（示范工廠）項目，同時對接區域行業企業認可的工業互聯網實施與運維職業技能等級證書體系，針對專業課程體系進行升級同步帶動專業群課程體系升級。

圖2 物聯網應用技術（工業互聯網方向）“1＋3”專業課程體系圖

4　推進“成果導向”工作

成果導向——以學習成果為導向建設課程并改革教法，特別是在當前的人工智能背景下對物聯網、云計算、大數據、區塊鏈等新一代信息技術的運用更加廣泛，對課程和教學中融入新技術的要求更高，更迫切需要通過“成果導向”的實施帶動師資隊伍、實訓基地和其他配套資源的建設。

4.1　開展多元化的課堂教學方式

隨著新一代信息技術在工業互聯網領域的大量應用，在教學實施中融入先進的信息技術，融入“課程思政”和“匠心院校”文化，采用線上線下混合式信息化教學。

近幾年來，團隊教師積極進行教學改革，利用信息技術與手段，全面推動以學生為中心的課程革命，建設了《設備管理與預防維修》《云物大智基礎》《數字電子技術》《C語言程序設計》等精品在線課程，實施以翻轉課堂為基礎的混合式教學。并靈活采用項目導向、問題導向等多元化教學方式，有效的提高了課堂教學效率。

同時，應讓學生意識到國內科技發展的突出實力，增強高校學生對祖國的自信心，引入“匠心院校”元素，并結合“院校實干”文化，培養專業群學生的“信息工匠”精神，并構建“三全育人”模式：一是以遵循高職教育規律、回歸育人為本為重點，形成促進“成果導向與全面發展和終身發展”結合的育人制度；二是加強專業群建設的頂層設計，科學融合教學質量管理，建立三全育人模式的監測機制；三是加強群資源共享，促進產教融合互補為重點，形成教學與工業互聯網技術領域的協同聯動制度體系。

4.2　實施理實一體化模式教學

主動對接產業鏈引入企業真實案例，根據工業互聯網體系、特點和行業應用，梳理職業類型，建立緊密對接產業鏈、崗位鏈和技術鏈的知識技能體系，將“數字化”“信息素養”復合型能力培養作為教學改革的核心，創設職業化體驗環節，厚植職業教育信息化思維，涵養智能化數字化創新實踐品格，能夠較好地形成“企業、行業、學校”三元互動合力以推動“新時代”下工業互聯網技術領域的理實一體化教學模式的升級。教學過程中引入企業真實案例，讓學生在課堂中進行創新實踐，將知識與技能有機結合、相互穿插、互相融合，讓學生更加有效得到能力的鍛煉，最終提升職業能力。

4.3　成果導向推動課堂革命

大力推行“創一物完一課”的成果導向理念。以學生為本，適應新時期學生的自主學習、個性化學習的特點，充分利用新一代信息技術，教學中融入“人工智能＋”的工具、方法、手段，全面啟動課堂革命。從生活、學科、社會三個視角，推進多元化的課堂教學方式改革，在課程體系中融入信息化、項目化、集成化工程實踐教學模塊，在具體教學實施中，采用線上線下混合式信息化教學，突出應用能力培養，以案例技術主線貫穿師生、生生，信息與行業之間互動，實現教學與課程等多維空間的系統化聯結。

以《ARM嵌入式系統設計》課程為例，該課程目前共開發了12個工作任務，改變以往在課堂上只做單項訓練的方式，根據工業互聯網數據采集的技術要求設置多個工作情景，以工作任務為驅動，每一次課都要求學生進行一次完整的工作，該工作會涉及到芯片手冊閱讀與理解、ARM芯片IO口控制原理、串口通訊步驟與調試、數據類型的轉換等知識，強調工作過程的完整性，學生完成一個工作任務，得到一個可評測的工作成果。上課不再是教師講學生聽的狀態，角色發生了轉變，學生是主體，在老師的引導下自主學習、發現問題，解決問題。在該課程全部項目學習完成后，會進行一個完整任務的檢測，每位學生在規定的時間內完成電路的設計與分析、電子元器件選型、工程（按庫函數）文件的建立、PCB制作與調試、軟硬件聯合調試等。每位學生都會獨立經歷資料查閱、方案設計、電子電路制作、調試與控制、評估、交付等理論與實踐相結合的完整工作過程。

4.4　推動數字化教學資源開發

開發工業互聯網領域模塊化的專業課程，不斷推動在線精品課程建設，不斷完善課程的數字化資源。在學校原有的網絡教學資源基礎上，聯合廣西汽車集團、上汽通用五菱等企業校企合作重點開發《工業互聯網導論》《工業互聯網綜合實訓》和《工業互聯網數據分析》課程，推動課程標準制定、教案、課件的編寫和相關課程資源庫建設，完成對應課程的職業核心素養課程建設，并將這些教學資源融入到專業的教學。此外還開發相關專業課程的活頁式教材/工作手冊教材和對應的課程資源，形成物聯網應用技術（工業互聯網方向）專業及專業群獨有的特色教學資源庫。

5　實施案例后的推廣應用和效果分析

研究成果以物聯網應用技術（工業互聯網方向）專業及專業群建設為例，該專業群服務于新基建工業互聯網領域，與廣西汽車集團共建“智能制造產業學院”、與螺霸王等螺螄粉企業共同打造“柳州螺螄粉產業學院大數據中心”。專業群依托智能制造產業學院，為廣西汽車集團五菱工業公司制定新工種“工業互聯網實施與運維員”職業技能等級標準（企業標準），為柳州螺螄粉企業員工開展管理信息化、辦公軟件高級應用、螺螄粉大數據應用等培訓。自2015年起，與上汽通用五菱、廣西汽車集團等企業開展機電一體化技術現代學徒制試點，開發符合現代學徒制培養要求的專業人才培養方案和核心課程標準，并為企業完成工業機器人、大數據等前沿技術培訓500人次以上。

研究成果實踐及應用年來，精準對接產業需求，動態調整、實時優化，實現與產業發展協調互動，成果在28所中高職院校廣泛推廣。成果有10382學生直接受益，在區內外28家中高職院校推廣應用，間接受益人數達10萬多人。獲國家“雙高”建設專業和骨干專業各1個；省級特色/優質專業5個；開發一體化課程項目68個，慕課4門；學生競賽獲國家級獎項35項，職業資格證書2335人次；發表論文52篇，出版教材13本，專利34項，成果經驗得到人民網等9家主流媒體廣泛關注，效果凸顯。

6 結束語

綜上所述，本文研究成果極大提升了人工智能背景下高職電子信息類專業群的核心競爭力，適應新時代電子信息產業對人才的需求，有效提升人才培養質量，達到研究目的和預期效果。

[1] 張莉. 產教融合路徑下人工智能技術服務專業建設探索與實踐[J]. 中國多媒體與網絡教學學報(中旬刊)，2021(7): 162-165.

[2] 李敏，錢峰，夏躍武，等. 高職院校電子信息類專業群建設的探索與實踐——以蕪湖職業技術學院為例[J]. 蕪湖職業技術學院學報，2016，18(3): 22-25.

[3] 朱強，劉喻，陳玲，等. 高職院校專業群建設的探索與實踐——以廣東交通職業技術學院為例[J]. 南方職業教育學刊，2017，7(4): 47-52.

[4] 董天天，夏玉果，王恩亮，等. 高職院校嵌入式人工智能課程建設的探索與實踐[J]. 教育現代化，2019，6(51): 110-112.

Exploration and Practice on the Construction of Electronic Information Specialty Group in Higher Vocational Colleges under the Background of Artificial Intelligence

With the advent of the era of artificial intelligence, in view of the higher vocational colleges of electronic information engineering talents cultivation in the practice of how to keep up with the new generation of information technology development, such problems as how to docking industry chain, to service the regional economy and industrial economic development and by conducting a talent demand research, this paper combs the group logic of electronic and information majors in higher vocational colleges, building a set of professional group transformation and upgrading mode of "post leading, tas-driven and achievement-oriented", so as to promote the upgrading of "artificial intelligence +" course and the reform of diversified classroom teaching methods. It completes accurate docking with industrial demand, achieves coordinated interaction with industrial development, and effectively improves the quality of talent training under the background of artificial intelligence.

artificial intelligence; higher vocational colleges; electronic information specialty group

G712

A

1008-1151(2022)03-0149-04

2021-12-28

2018年度廣西職業教育教學改革研究委托項目《人工智能背景下高職電子信息類專業人才培養模式研究與實踐》（NO:GXWTJG2018A003）。

蒙飚（1981－），男，廣西梧州人，柳州職業技術學院電子信息工程學院副教授，研究方向為職業教育、無線傳感器網絡、信息技術。

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