摘 要：公安院校足跡實驗室目前存在建設(shè)滯后、教學項目單一、實驗室未開放共享、師資隊伍不完善等問題，已無法滿足人工智能時代背景下創(chuàng)新型、應(yīng)用型警務(wù)人才的培養(yǎng)需求。河南警察學院通過搭建人工智能足跡實驗平臺，構(gòu)建人工智能足跡實驗教學體系，加大實驗室開放力度，完善實驗室?guī)熧Y隊伍，建設(shè)人工智能足跡實驗室，有效提升實驗教學水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：人工智能；足跡檢驗；實驗室建設(shè)；實踐探索

公安教育作為我國高等教育的重要組成部分，肩負著為黨和國家培養(yǎng)高素質(zhì)、應(yīng)用型警務(wù)人才的初心使命。實驗室是高校實踐人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)平臺和有效載體，是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基地。足跡檢驗作為公安院校開設(shè)的一門工科類課程，具有較強的實踐性、操作性，需要依托實驗室開展大量實驗教學，隨著人工智能足跡檢驗技術(shù)的快速發(fā)展，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到足跡實驗室建設(shè)中，將人工智能足跡檢驗技術(shù)引入實驗教學全過程，符合足跡檢驗課程實驗教學未來發(fā)展的方向。

一、傳統(tǒng)足跡實驗室存在的不足

（一）實驗室建設(shè)滯后

受發(fā)展年限、建設(shè)資金等因素限制，我國絕大多數(shù)公安院校足跡實驗室建設(shè)相對滯后。尤其在實驗場所建設(shè)上，部分公安院校并沒有專門的足跡實驗場地，學生開展實驗只能在室外進行；在實驗儀器設(shè)備上，雖然實驗室展示陳列型設(shè)備較多，但可供學生操作使用的儀器設(shè)備卻比較少。同時，足跡實驗室只能提供足跡勘查燈、照相機、靜電提取儀、石膏模型等傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)備讓學生操作使用；在實驗課程上，缺少與Python編程基礎(chǔ)、MatLab系統(tǒng)操作、CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能相關(guān)課程的支撐。

（二）實驗教學項目單一

傳統(tǒng)的足跡實驗教學項目逐漸暴露出與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標不統(tǒng)一的問題。首先，傳統(tǒng)足跡實驗教學項目單一，缺少與計算機技術(shù)、信息技術(shù)之間的交叉融合，驗證性實驗多，創(chuàng)新性實驗少，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)。其次，傳統(tǒng)足跡實驗教學項目沒有難度等級劃分，學生學習難度大，無法構(gòu)建體現(xiàn)學生循序漸進的知識體系。最后，傳統(tǒng)足跡實驗教學項目側(cè)重足跡理論知識講解，缺少對新興實戰(zhàn)足跡技戰(zhàn)法的運用，培養(yǎng)的警務(wù)人才難以適應(yīng)大數(shù)據(jù)、信息化時代背景下更加嚴峻復(fù)雜的公安執(zhí)法環(huán)境。

（三）實驗室未開放共享

足跡實驗室作為專業(yè)實驗室，其實驗教學對象主要面向刑事科學技術(shù)專業(yè)的學生。既沒有向?qū)W校其他專業(yè)學生開放，也沒有與校局合作的實戰(zhàn)一線進行資源共享。由于缺少統(tǒng)一的管理機制，足跡實驗室與其他實驗室共享程度不高，各個實驗室的實驗設(shè)施設(shè)備很難集中利用，影響了跨學科、跨專業(yè)的交叉性、綜合性實驗項目的開展。傳統(tǒng)的足跡實驗室以教師教學為中心，按照固定時間、固定學時開展實驗教學。學生在課上實驗時間有限，課下又受限于實驗條件、實驗場所、實驗項目，不能自主開展各類創(chuàng)新性實驗探索，學生自主學習、科研創(chuàng)新的積極性明顯不高。

（四）實驗室?guī)熧Y隊伍不完善

公安院校受限于人員編制、人才引進等問題，缺少專職實驗人員，足跡實驗教師主要由講授痕跡檢驗課程的教師兼任，實驗室的日常運行維護主要由勤工儉學的學生協(xié)助教師完成?，F(xiàn)有的實驗教師由于學科專業(yè)背景單一、缺乏實戰(zhàn)經(jīng)驗、教學精力有限等，只能按照教學大綱開展一些傳統(tǒng)的教學實驗，并沒有結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等新興前沿技術(shù)和實戰(zhàn)前沿技術(shù)開展綜合性、創(chuàng)新性實驗項目。

二、人工智能足跡實驗室的建設(shè)內(nèi)容

（一）搭建人工智能足跡實驗平臺

為解決傳統(tǒng)足跡實驗室實驗資源匱乏等問題，河南警察學院在整合優(yōu)化現(xiàn)有儀器設(shè)備資源的基礎(chǔ)上，撥發(fā)300余萬元的建設(shè)資金用于配置人工智能足跡檢驗相關(guān)的實驗資源，搭建人工智能足跡檢驗技術(shù)實驗平臺。在硬件設(shè)施上，配置了智能足跡采集裝置、成套足跡采集與分析設(shè)備等硬件實驗設(shè)備裝置，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于日常教學、科研和實驗室管理。在軟件資源上，不僅配置了人工智能實驗軟件云平臺，裝載Python、MatLab、TensorFlow等軟件，為人工智能實驗提供軟件支持，還對接了公安實戰(zhàn)一線，配置了鞋底樣本數(shù)據(jù)系統(tǒng)、足跡信息研判平臺系統(tǒng)，應(yīng)用于模擬實戰(zhàn)訓練。在課程資源上，配置了Python編程、深度學習算法基礎(chǔ)、深度學習模型實例等課程資源，以供學生學習參考。

（二）構(gòu)建人工智能足跡實驗教學項目體系

學校修訂了實驗教學大綱，對傳統(tǒng)足跡實驗教學項目體系進行改革，構(gòu)建了人工智能足跡實驗教學項目體系。實驗教學體系主要包括通識基礎(chǔ)實驗項目、專業(yè)應(yīng)用實驗項目和專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項目三個層級。通識基礎(chǔ)實驗項目主要包括足跡特征識別、Python編程、MatLab軟件操作等實驗，實驗對象為全校學生，目的是讓各專業(yè)學生對足跡檢驗與人工智能技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識有所了解，拓寬學生的專業(yè)知識面。專業(yè)應(yīng)用實驗項目主要包括智能足跡采集、智能足跡分析等實驗，實驗對象為公安技術(shù)類專業(yè)學生，目的是將人工智能技術(shù)與足跡檢驗技術(shù)融入各專業(yè)，做到理論與實踐相結(jié)合，提升學生應(yīng)用人工智能技術(shù)和足跡檢驗技術(shù)偵破案件的能力。專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項目主要包括深度學習足跡圖像識別、深度學習足跡人身特征分析等實驗，實驗對象為刑事科學技術(shù)專業(yè)學生以及有突出計算機能力和興趣的其他專業(yè)學生，目的是瞄準學科前沿知識技術(shù)，引導學生參加學術(shù)研究和科研競賽，提升學生的科研創(chuàng)新能力。

（三）加大人工智能足跡實驗室開放力度

人工智能足跡實驗室應(yīng)打破實驗時間、實驗空間、實驗內(nèi)容的限制，滿足學生的學習及研究需求，學校加大了人工智能足跡實驗室的開放力度。在實驗時間上，在固定的實驗教學時間外，實驗室面向全體學生開放，學生可通過提前預(yù)約的方式進入實驗室。在實驗空間上，學生可利用人工智能實驗軟件云平臺在線開展虛擬仿真實驗，打破實驗場地及空間的局限。在實驗內(nèi)容上，結(jié)合教師科研項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽項目、公安智庫項目，設(shè)置一系列具有設(shè)計性、探索性的開放實驗項目，引導學生成立項目小組進行實踐探索。為保障實驗室的穩(wěn)定運行，學校一方面依托智能門禁、智能監(jiān)控等現(xiàn)代智能設(shè)備，提高實驗室運行效率，緩解實驗室管理人員日常管理壓力；另一方面制定開放性實驗室安全管理制度，定期組織教師和學生進行安全知識培訓，加大了實驗室安全管理力度。

（四）加強人工智能足跡實驗室?guī)熧Y隊伍建設(shè)

學校為加強實驗室?guī)熧Y隊伍建設(shè)，一是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)校內(nèi)師資力量，根據(jù)人工智能足跡實驗項目實施需要，跨系部、跨專業(yè)組建精通公安技術(shù)和人工智能技術(shù)的聯(lián)合實驗教學團隊，實驗教學團隊由不同專業(yè)背景和不同專業(yè)特長的教師組成，通過師資融合、專業(yè)互補，充分發(fā)揮實驗教學團隊力量。二是通過人才引進、定崗定編等措施，優(yōu)化實驗人員的年齡結(jié)構(gòu)、學歷結(jié)構(gòu)，增加專職實驗人員，降低兼任教師比例。三是充分發(fā)揮公安院校的校局合作優(yōu)勢，通過“走出去”和“引進來”的方式，一方面組織教師到公安實戰(zhàn)一線進行實踐鍛煉，增強其專業(yè)技能和實戰(zhàn)經(jīng)驗；另一方面聘請具有豐富實戰(zhàn)經(jīng)驗的公安教官到校參與實踐教學，為學生傳授足跡+DNA、足跡+視頻偵查、足跡+手機號碼等技戰(zhàn)法經(jīng)驗。

三、人工智能足跡實驗室的實踐效果

（一）提升實驗教學水平

人工智能足跡實驗室利用AI技術(shù)為實驗教學賦能，突破傳統(tǒng)實驗教學的重難點，提高了學生的學習興趣和實驗成績。通過對刑事科學技術(shù)專業(yè)近三年學生畢業(yè)論文選題的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)2021年學生選做足跡檢驗方向的為6.5%，2022年為10.3%，2023年為15.8%。通過對刑事科學技術(shù)專業(yè)近三年足跡檢驗課程實驗成績統(tǒng)計分析，未接受人工智能足跡實驗教學的2021級學生實驗合格率為76.3%，接受人工智能足跡實驗教學的2022級學生實驗合格率為80.5%，2023級學生實驗合格率為82.3%，實驗合格率相較未接受人工智能足跡實驗教學前提升了6%。

（二）提升人才培養(yǎng)質(zhì)量

人工智能足跡實驗室為學生提供了科研創(chuàng)新平臺，學生依托實驗平臺開展交叉學科研究，取得了優(yōu)異成績。2022年和2023年，學生獲得河南省“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽三等獎2項，申請實用新型專利4項。人工智能足跡實驗室緊貼公安實戰(zhàn)需求，培養(yǎng)的學生深受用人單位歡迎。通過對近兩屆刑事科學技術(shù)專業(yè)的200余名畢業(yè)生就業(yè)情況跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各地公安機關(guān)對這批畢業(yè)生有很高的評價，稱這批畢業(yè)生實踐能力強，善于運用新技術(shù)解決實際難題，已成為單位的工作尖兵和技術(shù)骨干。

人工智能足跡實驗室建設(shè)將人工智能技術(shù)與足跡檢驗教學緊密結(jié)合起來，通過搭建人工智能足跡實驗平臺，構(gòu)建人工智能足跡實驗教學項目體系，加大實驗室開放力度，完善實驗室?guī)熧Y隊伍等措施，彌補了傳統(tǒng)足跡實驗室的不足，滿足了大數(shù)據(jù)、信息化時代人才培養(yǎng)要求，為公安院校培養(yǎng)理論知識與專業(yè)技能兼?zhèn)涞木瘎?wù)人才提供了平臺和基地。

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責編：勉 耘

基金項目：河南警察學院2022年度教育教學改革研究與實踐項目“人工智能足跡檢驗實驗室建設(shè)與實踐教學改革”（編號：JY2022018）

作者簡介：朱家成（1992— ），男，河南警察學院刑事科學技術(shù)系講師，研究方向為刑事科學技術(shù)。