孔祥通 李艷麗 孔冠雨

摘 要 人工與智能已達(dá)到與產(chǎn)業(yè)高度聯(lián)系提升的創(chuàng)新點(diǎn)，新的工科建設(shè)也作為重要的一部分體現(xiàn)在國(guó)內(nèi)工程信息教育變革中。高校作為人才培養(yǎng)的重要載體，怎么樣在新的工科發(fā)展下創(chuàng)新人工與智能相關(guān)人員培育的新方式和高效途徑成為高校非常重視的方面。文中淺析了在國(guó)內(nèi)新的工科建設(shè)發(fā)展下和國(guó)內(nèi)外人工與智能理論教育概況下，新的工科發(fā)展下人工與智能專業(yè)人員培育的略建。人工育智能人員培育進(jìn)程中，只有把握新的工科內(nèi)涵和概念，突出關(guān)注專業(yè)能力、教育和教學(xué)各個(gè)方面重新構(gòu)架與多元化創(chuàng)新等核心內(nèi)容，同步在產(chǎn)業(yè)教育深度聯(lián)合的工程信息教育鏈條中，才能夯實(shí)教師團(tuán)隊(duì)的建立與穩(wěn)當(dāng)?shù)陌l(fā)展。

關(guān)鍵詞 新的工科 人工與智能 人員培育 專業(yè)教育 教師團(tuán)隊(duì)

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2020）02-0056-02

在國(guó)內(nèi)高等教育從弱向強(qiáng)的進(jìn)程中，2016年習(xí)近平總書記在“全國(guó)的高校思想政治工作方面會(huì)議”上指出：“我們現(xiàn)在比多年之前倍加需要高等教育，科學(xué)文化理論和頂端員工也更加渴求。國(guó)家高層作出了加快建立世界優(yōu)質(zhì)大學(xué)和優(yōu)質(zhì)學(xué)科的戰(zhàn)略決定，目的是想要促進(jìn)國(guó)內(nèi)高層次教育發(fā)展的水平，增強(qiáng)理工科的優(yōu)勢(shì)和實(shí)力?！苯逃嚓P(guān)部門也開(kāi)展了一些研究討論活動(dòng)，倡議盡量多的高層次學(xué)校積極創(chuàng)新工程類教育的“新思想”、學(xué)科類別的“新架構(gòu)”、頂端人員培育的“新方式”、教育和教課的“優(yōu)質(zhì)量”和共同提高的“多體系”。目前國(guó)內(nèi)的大環(huán)境發(fā)展步伐不斷提高與進(jìn)步，就人工與智能高端人員的急需不斷增強(qiáng)，高層次教育相關(guān)單位實(shí)體應(yīng)該增加儲(chǔ)備人工與智能和新的工科人員。但是，目前國(guó)內(nèi)高層次教育單位對(duì)新的工科發(fā)展下人工與智能專業(yè)人員培養(yǎng)的層次還是停在摸索階段，高校可以創(chuàng)新加深考慮下新的工科發(fā)展下人工與智能專業(yè)人員培育體系，為國(guó)家各行業(yè)各領(lǐng)域培育一些適應(yīng)社會(huì)需要的高精尖專業(yè)人員。

1 人工智能推動(dòng)“新工科“建設(shè)”的意義

2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新的一代人工與智能發(fā)展》，規(guī)劃里說(shuō)，如果想把人工與智能教育的系統(tǒng)完美，就建立人工與智能科目。項(xiàng)管部門在《高層次學(xué)校人工和智能創(chuàng)新行動(dòng)》中也指出，要多增加人工與智能行業(yè)專業(yè)化建設(shè)，加快推動(dòng)“新工科”建立，促成“人工與智能+X+X”綜合認(rèn)真培育創(chuàng)新模式。人工與智能正以最快節(jié)奏地步伐改變著我們的學(xué)習(xí)方式方法、教學(xué)的方式方法、思維的方式方法，還有平時(shí)處理解決問(wèn)題的方法。人工與智能之前已從多個(gè)方面上對(duì)教育的課程系統(tǒng)提出了深層次討論。因此，教育部提出了“人工與智能+X+X”發(fā)展下的綜合專業(yè)培育新的目的，將有助于創(chuàng)新陳舊的教育教學(xué)學(xué)方式，創(chuàng)新教學(xué)方法，提升教學(xué)實(shí)踐，讓教育教學(xué)跟AI深度融合并智能化高效化發(fā)展。主動(dòng)合作人工智能，應(yīng)用人工智能技術(shù)，構(gòu)建跨學(xué)科課程體系，鼓勵(lì)交叉融合和工程實(shí)踐學(xué)習(xí)，對(duì)于新工科建設(shè)和AI交叉學(xué)科建設(shè)，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2 人工智能“新工科”的研究規(guī)劃

（1）構(gòu)建人工智能+背景下的新工科前沿課程體系：人工智能本身是一個(gè)高度學(xué)科交叉的方向，包括計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、數(shù)學(xué)、機(jī)械、哲學(xué)、心理學(xué)等多個(gè)學(xué)科方向。一般來(lái)講，需在已開(kāi)設(shè)人工智能方面、機(jī)器類學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘類、虛擬現(xiàn)實(shí)類等課程基礎(chǔ)上，擴(kuò)展個(gè)別其它的相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需要的前沿領(lǐng)域信息課程，研究設(shè)計(jì)人工智能+智慧醫(yī)療、人工智能+智能制造、人工智能+自動(dòng)控制、人工智能+智能交通等新工科跨專業(yè)前沿課程體系，從三個(gè)層面開(kāi)始人工智能+新的工科課程系統(tǒng)建立：首先開(kāi)設(shè)人工智能+前沿通識(shí)課，普及智能學(xué)科知識(shí);其次構(gòu)建人工智能+跨學(xué)科工程實(shí)踐平臺(tái)，為不同專業(yè)提供大數(shù)據(jù)和人工智能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支撐;最后開(kāi)展人工智能+智慧醫(yī)療，人工智能+智能制造等高校優(yōu)勢(shì)方向的新工科跨學(xué)科專業(yè)前沿課程，為推進(jìn)跨學(xué)科交叉、融合的新工科課程體系建設(shè)打下基礎(chǔ)。

（2）探索人工智能+背景下的教學(xué)新模式、新方法：運(yùn)用探索人工智能+新的教學(xué)方式方法，讓教師們改變陳舊、古板繁瑣的“教學(xué)”工作模式，這樣可以有相對(duì)多的精力去做別的，改變學(xué)術(shù)理論和工程信息實(shí)際相關(guān)聯(lián)的理論內(nèi)容、改變陳舊的課堂方式方法，創(chuàng)新“培育人”，使得學(xué)生未來(lái)的潛能不落后于人工與智能的發(fā)展步伐。開(kāi)發(fā)人工與智能的大數(shù)據(jù)輔導(dǎo)下的以學(xué)員為重點(diǎn)的新工科課程體系規(guī)劃，可以讓每個(gè)學(xué)生個(gè)性化、智能學(xué)習(xí)化的方式方法，不斷促進(jìn)學(xué)員多學(xué)科的理論和實(shí)際的學(xué)習(xí)力量。借助人工智能、大數(shù)據(jù)的技術(shù)和工程信息教育教學(xué)實(shí)踐的不斷融合，促進(jìn)項(xiàng)目需要，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)課堂和理論內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)員的自覺(jué)學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)際操作能力和人工與智能思考的能力，也加快學(xué)生對(duì)未來(lái)智能時(shí)代職業(yè)的思考。

（3）打造人工智能+跨學(xué)科融合的工程實(shí)踐平臺(tái)：人工智能時(shí)代，必須轉(zhuǎn)向以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)模式，智能化的學(xué)習(xí)方式和環(huán)境，適應(yīng)和支持學(xué)習(xí)者走向工作崗位后的終生學(xué)習(xí)。例如，當(dāng)前很多高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程實(shí)踐環(huán)境大多還是傳統(tǒng)的單機(jī)式，而大型企業(yè)的實(shí)際研發(fā)環(huán)境早都是云化的多技術(shù)棧環(huán)境（分布式、集群、云服務(wù)、容器等），剛畢業(yè)的學(xué)生進(jìn)入大型企業(yè)工作還需要長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)。這就是傳統(tǒng)高等教育的一個(gè)典型弊病;打造項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的主題式、模塊式學(xué)習(xí)的智能實(shí)踐平臺(tái)，在實(shí)踐平臺(tái)中的課程設(shè)計(jì)中，融合人工智能思維（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、迭代優(yōu)化、終生學(xué)習(xí)等）和相關(guān)課堂理論內(nèi)容進(jìn)行相互融合、統(tǒng)一和優(yōu)化，通過(guò)智能實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)，為人工智能背景下的新工科課程體系建設(shè)提供實(shí)踐支撐。

3 創(chuàng)新課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)及課堂教學(xué)方法

（1）重新塑造課程的體系。依托新的工科發(fā)展，人工育智能專業(yè)理論系統(tǒng)變革要求變回人工育智能頂端人員培育的出發(fā)點(diǎn)，不斷細(xì)化人工育智能頂端人員的方向與理論支持。匯入國(guó)際前端、核心權(quán)威科學(xué)結(jié)果，掌握人工智能的技術(shù)領(lǐng)域體系和領(lǐng)域應(yīng)用。

（2）變革探索教學(xué)。之前的教學(xué)匱乏，不能接受學(xué)員的自覺(jué)性和操作性，打破思維學(xué)習(xí)固化性，最終呈現(xiàn)上著課看手機(jī)、打游戲等狀態(tài)，阻礙人才培養(yǎng)。所以，只能以引導(dǎo)、前瞻、開(kāi)放、融合、實(shí)踐性為指導(dǎo)，變革教育教學(xué)方式，運(yùn)用“教師授課—分組議論—互動(dòng)交流—相互的評(píng)定”的綜合式的方式方法，依托科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新比賽促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)，加強(qiáng)創(chuàng)新權(quán)威性和操作性的學(xué)術(shù)型課堂，培育學(xué)員的理性化思維方式。

（3）連貫疏通課堂系統(tǒng)。用疑問(wèn)去推動(dòng)，用實(shí)體作為載體，把改變當(dāng)成目標(biāo)，連貫疏通“教學(xué)操作—培育—推動(dòng)器—三創(chuàng)”的教育系統(tǒng)。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)過(guò)程，系統(tǒng)化學(xué)研合作和教師隊(duì)伍建設(shè)，促使實(shí)際教學(xué)各步驟的管理;不斷創(chuàng)新教學(xué)方式、創(chuàng)新機(jī)制、整合資源，加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造“三創(chuàng)”教學(xué);在三創(chuàng)階段，借助大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立創(chuàng)業(yè)基地工廠，不斷創(chuàng)新;在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)步伐中，不突出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)弱，不以利益化為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的目的，重視創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合素質(zhì)精神的培育。

（4）夯實(shí)教師團(tuán)隊(duì)。綜合性的人才培養(yǎng)新的工科發(fā)展下不斷需要多學(xué)科的教師力量，就會(huì)要涉及到人工智能的學(xué)科、地區(qū)、學(xué)校和教師等因素，多方面合作，鞏固師資隊(duì)伍建設(shè)。順應(yīng)大數(shù)據(jù)和人工與智能專業(yè)綜合科目?jī)?nèi)涵，積極優(yōu)化多學(xué)科教師力量;聯(lián)合地區(qū)地域優(yōu)點(diǎn)和行業(yè)領(lǐng)域區(qū)位優(yōu)勢(shì)，因材施教，引進(jìn)優(yōu)質(zhì)教師;結(jié)合學(xué)校定位、人員培育目標(biāo)和學(xué)科建設(shè)發(fā)展，多方位培育專業(yè)教師;結(jié)合專業(yè)教育新生態(tài)，積極引導(dǎo)教科研創(chuàng)現(xiàn)有師資轉(zhuǎn)型升級(jí)。

4 教師利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新

智能診斷助力教師優(yōu)化課堂教學(xué)。適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)、手寫板、智能閱卷等系統(tǒng)進(jìn)入學(xué)校，為教師提供了對(duì)學(xué)生個(gè)體、小組、課外數(shù)據(jù)采集與分析的手段，教師利用數(shù)據(jù)分析結(jié)果，精準(zhǔn)定位學(xué)生個(gè)性學(xué)習(xí)問(wèn)題與班級(jí)的普遍問(wèn)題，定位學(xué)員個(gè)性與共性薄弱點(diǎn)、聚集學(xué)生困難點(diǎn)，提升教師在課堂教學(xué)中解決學(xué)生學(xué)習(xí)問(wèn)題的針對(duì)性與教學(xué)效率。

學(xué)習(xí)分析技術(shù)助力教師開(kāi)展規(guī)模個(gè)性化教學(xué)，具備大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析功能的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的應(yīng)用，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)畫像，使教師在精準(zhǔn)掌握學(xué)情的基礎(chǔ)上，能夠有效組織翻轉(zhuǎn)課堂、小組合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)活動(dòng)。同時(shí)，學(xué)習(xí)分析技術(shù)正在加快網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中以創(chuàng)新化發(fā)展為核心的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)狀態(tài)的發(fā)展，并引發(fā)實(shí)體學(xué)校動(dòng)態(tài)走班制度的建立，實(shí)體學(xué)校與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間相融合的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)組織發(fā)展，將使教師實(shí)施規(guī)模個(gè)性化教學(xué)成為現(xiàn)實(shí)。

課堂智能分析助力教師精準(zhǔn)教研。集自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、生物特征識(shí)別等技術(shù)的課堂教學(xué)智能分析系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了過(guò)程數(shù)據(jù)的伴隨性采集，匯聚課堂教學(xué)多維數(shù)據(jù)的智能分析能夠形成更加精準(zhǔn)的教師課堂教學(xué)行為的可視化分析結(jié)果。跨校際、跨區(qū)域的教研活動(dòng)，利用課堂教學(xué)智能分析系統(tǒng)的分析報(bào)告，結(jié)合教研員與優(yōu)秀教師評(píng)價(jià)分析，為研修教師提供精準(zhǔn)服務(wù)，研修教師進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，對(duì)提升研修效果與效率具有顯著作用。

智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)助力教師提升教學(xué)質(zhì)量。目前相對(duì)成熟的智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要集中在智能語(yǔ)言學(xué)習(xí)方面。英語(yǔ)流利說(shuō)、英語(yǔ)趣配音等一批利用自然語(yǔ)言處理技術(shù)開(kāi)發(fā)的智能語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)入了教育領(lǐng)域，教師利用系統(tǒng)能夠支持學(xué)生的聽(tīng)說(shuō)訓(xùn)練，特別是在面向農(nóng)村教學(xué)點(diǎn)的專遞課堂中的應(yīng)用，能夠彌補(bǔ)教師自身的能力缺陷。同時(shí)利用自然語(yǔ)言處理技術(shù)與AR/VR相融合開(kāi)發(fā)的藏、維雙語(yǔ)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)將為學(xué)生提供多通道的人機(jī)交互，提升國(guó)家通用語(yǔ)言的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

人工智能助力教師家校協(xié)同。人工與智能技術(shù)在家校協(xié)同中，正在改變家校教育分離、難以形成合力與協(xié)同監(jiān)管的現(xiàn)狀。一些縣區(qū)在推動(dòng)應(yīng)用過(guò)程中，利用人工智能技術(shù)助力家校協(xié)同教育，利用智能?；张c體溫和人臉采集攝像機(jī)，無(wú)感采集學(xué)生體溫、運(yùn)動(dòng)量、行動(dòng)軌跡等數(shù)據(jù)，協(xié)助教師與家長(zhǎng)掌握學(xué)生健康狀況、安全信息、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。要求學(xué)生閱讀課外書籍，并在每天規(guī)定時(shí)間內(nèi)利用紙筆系統(tǒng)寫出讀后感，教師能夠及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、擴(kuò)寬知識(shí)面等發(fā)揮了積極作用。

1.曲阜遠(yuǎn)東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)寧

2.青島澳海秋昆實(shí)業(yè)集團(tuán)，山東 青島