吳錦華 萬家山 李京陽 范玲紅 趙林

摘 ?要：人工智能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致相關(guān)人才出現(xiàn)較大缺口，該類人才的核心能力在于其動(dòng)手實(shí)踐水平，實(shí)踐教學(xué)體系是應(yīng)用型人才培養(yǎng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其科學(xué)性和合理性直接影響學(xué)生實(shí)踐能力和崗位能力。分析人工智能人才的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)要求，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知程度，校企合作共同制定符合崗位要求的基于能力導(dǎo)向的遞進(jìn)式分層分類實(shí)踐教學(xué)體系，并圍繞實(shí)踐需要設(shè)計(jì)豐富的人工智能項(xiàng)目庫用于教學(xué)，最后闡述實(shí)踐教學(xué)支撐的駐校工程師、實(shí)驗(yàn)室及實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：人工智能;實(shí)踐教學(xué)體系;分層分類;應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：TP3-4;G642.4 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）23-0192-04

Research on Progressive Practical Teaching System of Applied Artificial

Intelligence Specialty

WU Jinhua1，WAN Jiashan1，LI Jingyang1，F(xiàn)AN Linhong1，2，ZHAO Lin1

（1.School of Big Data and Artificial Intelligence，Anhui Institute of Information Technology，Wuhu ?241000，China;

2.IFLYTEK Co.，Ltd.，Hefei ?230088，China）

Abstract：With the rapid development of artificial intelligence industry，there is a big gap in related talents. The core competence of this kind of talents lies in their hands-on practice level. Practical teaching system is the key link in the cultivation of applied talents，and its scientificity and rationality directly affect studentspractical ability and post ability. Analyze the structural characteristics of artificial intelligence talents，combined with industry requirements，according to the degree of cognition of students，the school-enterprise cooperation jointly formulated the progressive hierarchical classification practical teaching system based on the ability orientation which meets the post requirements，and around practice needs to design a rich artificial intelligent project library for teaching. Finally，it expounds the resident engineers，laboratories and practical teaching evaluation supported by practical teaching.

Keywords：artificial intelligence;practice teaching system;hierarchical classification;practical talents

0 ?引 ?言

人工智能企業(yè)發(fā)展之爭(zhēng)，歸根結(jié)底是人才之爭(zhēng)，近年我國(guó)人工智能發(fā)展迅速，企業(yè)人才之爭(zhēng)愈演愈烈[1-4]，人工智能是一門跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合性技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)，人才的缺口龐大。根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的實(shí)際情況，可將人工智能產(chǎn)業(yè)人才結(jié)構(gòu)定義為四層次金字塔結(jié)構(gòu)：一是源頭創(chuàng)新人才，該層次人才致力于推動(dòng)和實(shí)現(xiàn)人工智能前沿技術(shù)與核心理論的創(chuàng)新與突破;二是產(chǎn)業(yè)研發(fā)人才，該層次人才能將人工智能前沿理論與算法模型實(shí)現(xiàn)相結(jié)合;三是應(yīng)用開發(fā)人才，該層次人才能將人工智能算法工具與行業(yè)需求結(jié)合并實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用落地;四是實(shí)用技能人才，該層次屬于人才結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)人才，能夠理解人工智能基礎(chǔ)理論并對(duì)關(guān)鍵技能和實(shí)用方法都有所掌握。

當(dāng)前，源頭創(chuàng)新人才數(shù)量極少，該層次人才主要從事人工智能前沿理論和關(guān)鍵技術(shù)研究[5]，而且多數(shù)成果及人才來源于研究所、實(shí)驗(yàn)室，其每年輸出人才的數(shù)量有限。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，大量的產(chǎn)業(yè)研發(fā)人才、應(yīng)用開發(fā)人才和實(shí)用技能人才的需求將會(huì)呈現(xiàn)井噴態(tài)勢(shì)，而應(yīng)用型人工智能人才的培養(yǎng)過程中，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，而相關(guān)企業(yè)在前沿人工智能技術(shù)方面擁有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，雖然高校與企業(yè)有所合作，但雙方受制于運(yùn)行機(jī)制等各種因素，校企合作深度不夠，很難落地和持續(xù)推進(jìn)[6，7]。

結(jié)合上述問題，安徽信息工程學(xué)院借助其舉辦者——科大訊飛，在人工智能領(lǐng)域技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，尤其是科大訊飛作為國(guó)家首批四個(gè)依托龍頭企業(yè)建設(shè)的國(guó)家級(jí)“新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái)”，基于安徽信息工程學(xué)院“產(chǎn)業(yè)工程師、創(chuàng)業(yè)企業(yè)家搖籃”的辦學(xué)愿景，緊密對(duì)接地方人才市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)需求，聚焦產(chǎn)業(yè)研發(fā)和應(yīng)用開發(fā)的人工智能產(chǎn)業(yè)第二、三層次人才培養(yǎng)，構(gòu)建應(yīng)用型人工智能人才培養(yǎng)體系和實(shí)踐教學(xué)體系[9-11]。

1 ?校企合作模式下遞進(jìn)式分層分類實(shí)踐教學(xué)體系探索

1.1 ?崗位能力分析

當(dāng)前，人工智能領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)[12]，主要體現(xiàn)在企業(yè)之間的人才之爭(zhēng)，目前崗位需求主要分布在北京、上海、深圳、杭州、廣州一線城市的相關(guān)企業(yè)，根據(jù)調(diào)查獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)對(duì)于工智能人才的需求數(shù)量已經(jīng)突破百萬，然而國(guó)內(nèi)人工智能領(lǐng)域人才供應(yīng)量卻很少，人才缺口非常大，中小企業(yè)型在招聘時(shí)尤其困難。此外，企業(yè)對(duì)于工智能人才的招聘門檻相對(duì)較高，專業(yè)以計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、物理為主，常見人工智能崗位能力要求如表1所示。

1.2 ?實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

安徽信息工程學(xué)院以應(yīng)用型普通本科高校為辦學(xué)定位，結(jié)合上述崗位能力標(biāo)準(zhǔn)要求，學(xué)院所開設(shè)的人工智能專業(yè)明確人才培養(yǎng)定位，致力于培養(yǎng)符合國(guó)家戰(zhàn)略及安徽省人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，具有高尚的品德和良好的人文修養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)，良好的信息科學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)及扎實(shí)的編程基礎(chǔ)，以及大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)知識(shí)與技能，掌握人工智能核心原理和人工智能思維，能夠熟練運(yùn)用數(shù)據(jù)思維、人工智能模型、工具、語音識(shí)別、自然語言處理、圖像處理等技術(shù)解決實(shí)際問題，能在政府部門或企事業(yè)單位從事智能系統(tǒng)集成、智能軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)、智能應(yīng)用系統(tǒng)的管理工作的德、智、體、美、勞全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

需要關(guān)注的是，新時(shí)代的計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才的培養(yǎng)需要聯(lián)合企業(yè)來共同完成，尤其人工智能相關(guān)專業(yè)，高校應(yīng)根據(jù)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，積極推動(dòng)人工智能產(chǎn)業(yè)與專業(yè)人才培養(yǎng)密切結(jié)合，同時(shí)高校必須集中優(yōu)勢(shì)資源，通過與國(guó)內(nèi)外知名人工智能企業(yè)開展校企合作，加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)的資源和信息（如：崗位信息、人才培養(yǎng)定位等）共建和持續(xù)優(yōu)化，不斷提升人工智能人才培養(yǎng)的社會(huì)適應(yīng)性。而人才培養(yǎng)過程中，實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)，本文以能力需求為導(dǎo)向，結(jié)合遞進(jìn)式分層分類的實(shí)踐教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)[8]，根據(jù)學(xué)生大學(xué)四年的專業(yè)認(rèn)知情況，通過聯(lián)合人工智能行業(yè)引領(lǐng)者科大訊飛公司，構(gòu)建遞進(jìn)式分層分類實(shí)踐教學(xué)體系，具體內(nèi)容為：

（1）以能力需求為導(dǎo)向，構(gòu)建遞進(jìn)式分層分類人工智能專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。學(xué)院高度重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，積極探索實(shí)踐教學(xué)研究，創(chuàng)新開放實(shí)踐教學(xué)，堅(jiān)持“以學(xué)生發(fā)展為中心、以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、以過程管理為抓手、以持續(xù)改進(jìn)為動(dòng)力”的教育理念，構(gòu)建了基于能力導(dǎo)向的遞進(jìn)式分層分類實(shí)踐教學(xué)體系，如圖1所示。體現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接性和系統(tǒng)性。以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為需求，推進(jìn)并實(shí)施產(chǎn)教融合的實(shí)踐教學(xué)體系，達(dá)到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

（2）以實(shí)踐能力培養(yǎng)為主線的“三層遞進(jìn)式”項(xiàng)目體系，構(gòu)建“雙維度、多層次”實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目庫。結(jié)合學(xué)生認(rèn)知情況、學(xué)習(xí)進(jìn)度，同時(shí)根據(jù)分層教學(xué)實(shí)施需要，校企合作，共同構(gòu)建基礎(chǔ)層次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、提高層次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目以及拓展層次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?，F(xiàn)對(duì)三層次項(xiàng)目核心能力培養(yǎng)進(jìn)行詳細(xì)介紹，具體為：

1）基礎(chǔ)層次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。該層次項(xiàng)目的課程目標(biāo)需支撐畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)的基本要求，該層次項(xiàng)目一般由課程組教師給出，項(xiàng)目實(shí)施過程中教師教授內(nèi)容以基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為主。此外，還注重學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)態(tài)度的培養(yǎng)。主要以培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)動(dòng)手實(shí)踐能力為主，以課程小實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)展開，鍛煉學(xué)生的基礎(chǔ)動(dòng)手實(shí)踐能力。

2）提高層次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。該層次項(xiàng)目的課程目標(biāo)比基礎(chǔ)層次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的課程目標(biāo)要求高，該層次項(xiàng)目一般由學(xué)生自提，項(xiàng)目實(shí)施過程中教師引導(dǎo)為主，教授內(nèi)容在注重學(xué)生基本理論知識(shí)的前提下，強(qiáng)調(diào)高階能力的培養(yǎng)，并培養(yǎng)學(xué)生具備一定的遷移學(xué)習(xí)能力，該層次的項(xiàng)目庫案例來源于真實(shí)企業(yè)場(chǎng)景。該階段主要由培養(yǎng)學(xué)生基本技能的鍛煉進(jìn)階到項(xiàng)目開發(fā)能力的提升，最后進(jìn)階到崗位能力素養(yǎng)的培養(yǎng)，逐步從基本知識(shí)能力過渡到軟件應(yīng)用能力，最后進(jìn)階到崗位職業(yè)能力。

3）拓展層次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。該層次項(xiàng)目課程目標(biāo)面向培養(yǎng)卓越應(yīng)用型人才，注重培養(yǎng)學(xué)生的探究態(tài)度與能力。項(xiàng)目實(shí)施過程中教師提供一定的目標(biāo)，而過程和方法則由學(xué)生自己組織，學(xué)生自己探索、研究，引導(dǎo)他們形成項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理能力與創(chuàng)新精神。項(xiàng)目主要由學(xué)生自提，從問題的提出、方案的設(shè)計(jì)到實(shí)施以及結(jié)論的得出，完全由學(xué)生自己來做，重研究過程甚于注重結(jié)論。

從課程目標(biāo)來說，基礎(chǔ)型、提高型、拓展型項(xiàng)目，在統(tǒng)一的目標(biāo)下，在不同層次的要求上功能互補(bǔ)遞進(jìn)，面向不同能力和基礎(chǔ)條件的學(xué)生形成一個(gè)整體。正是三個(gè)層次的項(xiàng)目在項(xiàng)目化實(shí)踐教學(xué)體系中有機(jī)地組成整體，在全面提高全體學(xué)生素質(zhì)與發(fā)展學(xué)生個(gè)性特長(zhǎng)方面起著十分重要的作用。下面以人工智能專業(yè)為示例進(jìn)行說明，如表2所示。

（3）借助科大訊飛AI“國(guó)家隊(duì)”，打造人工智能實(shí)驗(yàn)室。實(shí)踐教學(xué)體系形成離不開實(shí)驗(yàn)室的支撐，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，目前大數(shù)據(jù)與人工智能學(xué)院因培養(yǎng)應(yīng)用型人工智能人才的需要，結(jié)合科大訊飛技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)，打造了AILAB實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室提供了AI實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、數(shù)據(jù)標(biāo)注平臺(tái)、深度學(xué)習(xí)平臺(tái)、AI能力平臺(tái)四個(gè)功能模塊，并提供了包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完整案例、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目說明書、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目指導(dǎo)材料及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完整實(shí)施方案，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)室萃取并深度整合科大訊飛在大數(shù)據(jù)、人工智能核心技術(shù)能力與行業(yè)案例，基于引導(dǎo)式學(xué)習(xí)平臺(tái)掌握人工智能領(lǐng)域通用算法的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)景，采用行業(yè)數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)標(biāo)注、特征工程、模型選擇、模型訓(xùn)練與優(yōu)化到應(yīng)用落地全閉環(huán)的訓(xùn)練與測(cè)試，掌握典型的模型優(yōu)化與應(yīng)用場(chǎng)景，通過浸入式企業(yè)環(huán)境和企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目開發(fā)場(chǎng)景的搭建，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和工程能力。

（4）校企合作構(gòu)建一支應(yīng)用型本科高?！半p師型”實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍。校企合作是應(yīng)用型師資隊(duì)伍建設(shè)的必由之路，在人工智能人才培養(yǎng)中，要保證教育教學(xué)各要素的穩(wěn)定性，尤其要保障師資隊(duì)伍的快速建設(shè)與穩(wěn)定發(fā)展[9]。為充分發(fā)揮校企人才資源優(yōu)勢(shì)，整合學(xué)校與行業(yè)企業(yè)資源，聘請(qǐng)優(yōu)秀企業(yè)技術(shù)人員和管理人員擔(dān)任兼職教師或管理干部。高度重視“雙師型”人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，同時(shí)加大對(duì)“雙師型”師資隊(duì)伍的培養(yǎng)，通過教師暑期2個(gè)月赴企業(yè)體驗(yàn)式工作、赴企業(yè)掛職工作半年和參與企業(yè)合作研發(fā)項(xiàng)目等多種模式，充實(shí)教師的企業(yè)工作經(jīng)歷與實(shí)踐教學(xué)能力。

（5）實(shí)踐類課程的教學(xué)管理與評(píng)價(jià)。為確保實(shí)踐教學(xué)的規(guī)范性，制定各實(shí)踐環(huán)節(jié)規(guī)范的教學(xué)文件，包括教學(xué)大綱和教學(xué)管理規(guī)定/規(guī)范、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)訓(xùn)手冊(cè)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、實(shí)習(xí)指導(dǎo)書和實(shí)習(xí)計(jì)劃等;同時(shí)，在教學(xué)文件的內(nèi)容在實(shí)施前，需要進(jìn)行評(píng)審，工程師、專職教師以及教學(xué)管理人員共同參與評(píng)審后才能用于教學(xué)實(shí)施;另外，嘗試建立以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)用人需求能力標(biāo)準(zhǔn)或崗位職業(yè)資格等級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)踐類課程評(píng)價(jià)體系，確保所培養(yǎng)出來的學(xué)生符合企業(yè)需求。

1.3 ?實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)施流程

以工程實(shí)踐能力提升為路徑，通過項(xiàng)目化教學(xué)模式開展項(xiàng)目實(shí)踐，不斷完善實(shí)踐教學(xué)體系并改革實(shí)踐教學(xué)模式，規(guī)范實(shí)踐教學(xué)過程，使學(xué)生能夠在學(xué)校期間接受完整工程實(shí)踐能力提升訓(xùn)練，進(jìn)而提高學(xué)生工程問題分析和解決的綜合能力，以下給出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施過程，具體如圖3所示。

在實(shí)踐教學(xué)過程中，主要圍繞項(xiàng)目實(shí)踐流程進(jìn)行展開，主要為：明確實(shí)踐任務(wù)、制作工作計(jì)劃、組織實(shí)施、考核評(píng)價(jià)及總結(jié)評(píng)比分別進(jìn)行開展實(shí)踐活動(dòng)，具體內(nèi)容如下：

（1）明確實(shí)踐任務(wù)。圍繞所選項(xiàng)目主題，編寫項(xiàng)目立項(xiàng)書并準(zhǔn)備好項(xiàng)目需求說明書，最后教師參與充分討論，擬定項(xiàng)目名稱與項(xiàng)目需求，同步分解項(xiàng)目任務(wù)。

（2）制作工作計(jì)劃。學(xué)生個(gè)人或者團(tuán)隊(duì)根據(jù)已經(jīng)確定的項(xiàng)目任務(wù)和目標(biāo)擬定工作計(jì)劃，教師要對(duì)學(xué)生計(jì)劃進(jìn)行評(píng)審，計(jì)劃要覆蓋全員，分工合理并具備可執(zhí)行性，為保證項(xiàng)目過程做到可追溯和管理，通過校企協(xié)作開發(fā)的博思項(xiàng)目管理平臺(tái)記錄項(xiàng)目化實(shí)踐過程數(shù)據(jù)。

（3）組織實(shí)施。學(xué)生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)根據(jù)合作分工的模式，按角色分配任務(wù)，計(jì)劃有序?qū)嵤?，定期開展項(xiàng)目組內(nèi)會(huì)議來解決過程問題，項(xiàng)目組實(shí)踐過程中可以根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)度適當(dāng)調(diào)整實(shí)施計(jì)劃。

（4）考核評(píng)價(jià)。對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的過程和結(jié)果都要進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，既要注重對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)，更要注重對(duì)項(xiàng)目執(zhí)行過程的評(píng)價(jià)?？己苏w包含平時(shí)成績(jī)和最終答辯，平時(shí)成績(jī)包含出勤、平臺(tái)學(xué)習(xí)等;最終答辯包含團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)、項(xiàng)目完成度、創(chuàng)新、溝通表達(dá)、問題回答等。

（5）總結(jié)評(píng)比。項(xiàng)目結(jié)束之后，老師對(duì)學(xué)生所做項(xiàng)目進(jìn)行整體總結(jié)，最終成果應(yīng)包含學(xué)生項(xiàng)目（項(xiàng)目文檔、源碼等）、答辯材料（答辯視頻、答辯PPT等）、項(xiàng)目總結(jié)材料等。

2 ?結(jié) ?論

本文通過分析當(dāng)前人工智能人才的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)研發(fā)及應(yīng)用開發(fā)人才特點(diǎn)及能力要求，根據(jù)專業(yè)學(xué)生的認(rèn)知程度，聯(lián)合科大訊飛股份有限公司，圍繞具體工作崗位，梳理崗位能力目標(biāo)，制定符合學(xué)生不同階段學(xué)習(xí)要求的分層分類的實(shí)踐教學(xué)體系，并圍繞實(shí)踐需要設(shè)計(jì)豐富的人工智能項(xiàng)目庫案例來服務(wù)教學(xué)，闡述教學(xué)支撐所需的雙師、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及實(shí)踐教學(xué)課程的評(píng)價(jià)，最后給出以項(xiàng)目的具體實(shí)施流程。

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作者簡(jiǎn)介：吳錦華（1991—），男，漢族，安徽樅陽人，講師，碩士研究生，研究方向：教學(xué)管理及模式識(shí)別。