李 川， 劉洲洲， 蘇世雄， 張偉健

（1.西安航空學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，西安710077；2.西北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，西安710072）

0 引 言

2015年7月，國發(fā)［2015］40號文件《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)＋”行動的指導(dǎo)意見》的重點(diǎn)行動中，提出“互聯(lián)網(wǎng)＋”人工智能，要求加快研究人工智能核心技術(shù)，將人工智能推廣應(yīng)用到家居、終端、制造等領(lǐng)域，培育人工智能頂尖企業(yè)和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，形成良好的人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)，這標(biāo)志著人工智能進(jìn)入國家戰(zhàn)略視野［1］。2017年7月，國發(fā)［2017］35號文件《國務(wù)院印發(fā)關(guān)于新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》明確提出了人工智能的具體目標(biāo)，標(biāo)志著人工智能正式獨(dú)立成為國家戰(zhàn)略［2］。2019年《政府工作報告》中提出打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，拓展“智能＋”，標(biāo)志著智能科技將成為新一輪科技革命和推進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的核心動力［3］。

現(xiàn)在從“互聯(lián)網(wǎng)＋”發(fā)展到“智能＋”，更多的是針對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展——運(yùn)用新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式，大力改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)［4］。推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升，圍繞推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)創(chuàng)新能力，促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展，加快建設(shè)制造強(qiáng)國。“智能＋”的興起將會對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來強(qiáng)大的助推作用，但同時如何很好地運(yùn)用“智能＋”，也產(chǎn)生了一種新的人才需求模式。

1 “智能＋”模式簡介

“智能＋”不等同于人工智能，“智能＋”代表著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)發(fā)展的更高層次［5］，它以這些技術(shù)為基礎(chǔ)支撐，為制造業(yè)、生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等各個領(lǐng)域營造新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，助推經(jīng)濟(jì)發(fā)展?！爸悄埽本褪侵悄芸茖W(xué)與智能技術(shù)及智能應(yīng)用的一種綜合模式，是技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合的應(yīng)用。

人工智能（Artificial Intelligence）是研究機(jī)器如何模擬人的意識與思維的理論、方法、技術(shù)的科學(xué)［6］。在人工智能的研究過程中，為“智能＋”提供了很多技術(shù)支撐，但狹義人工智能的研究，更多意義是在學(xué)術(shù)方面，而“智能＋”模式的研究意義不僅在學(xué)術(shù)方面營造了人工智能的新生態(tài)，而且在社會應(yīng)用方面推動了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展［7］。“智能＋”中的智能科學(xué)與智能技術(shù)的基本研究內(nèi)容就是自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識獲取、組合調(diào)度、模式識別、人工生命、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等自然科學(xué)，以及機(jī)器視覺、指紋識別、人臉識別、專家系統(tǒng)，自動規(guī)劃、智能搜索、智能控制等技術(shù)應(yīng)用。“智能＋”滲透于生活的各個角落、社會的各個行業(yè)、國家經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，形成一種全新社會生態(tài)環(huán)境。

2 “智能＋”模式下的人才培養(yǎng)需求

“智能＋”模式在縱向、橫向都有廣泛深入的應(yīng)用與滲透，“智能＋”應(yīng)用場景的廣泛性造就了“智能＋”人才需求的綜合性要求，人才的知識需求主要包括3個方面。①智能科學(xué)方面，主要研究自然語言處理、知識獲取、智能搜索、智能規(guī)劃、機(jī)器學(xué)習(xí)、情感判斷、模式識別，邏輯程序設(shè)計(jì)、人工生命、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等理論科學(xué)［8］，更多偏重理論學(xué)習(xí)研究。②智能技術(shù)方面，主要是在機(jī)器視覺、指紋識別、人臉識別、視網(wǎng)膜識別、虹膜識別、專家系統(tǒng)、博弈、智能控制、機(jī)器人學(xué)、語言和圖像理解等技術(shù)領(lǐng)域中展開創(chuàng)新和應(yīng)用研究［9］。③智能應(yīng)用方面，主要是研究如何將智能技術(shù)應(yīng)用到社會各行業(yè)中，要求具備智能技術(shù)和其他專業(yè)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)能力［10］。

我國在智能科學(xué)方面的學(xué)術(shù)研究位列世界前列，但是一味的學(xué)術(shù)理論研究，并沒有太多的成果轉(zhuǎn)化，這也說明了我國缺乏人工智能高端專業(yè)人才，特別是缺乏人工智能應(yīng)用創(chuàng)新型人才。因此隨著“智能＋”模式的不斷發(fā)展應(yīng)用，在上述3種知識能力需求中，智能應(yīng)用的人才需求無疑是最大的，而智能應(yīng)用需要的是復(fù)合型人才，是要將人工智能技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)行業(yè)中，這強(qiáng)調(diào)的是模式的創(chuàng)新，應(yīng)用的創(chuàng)新，這將對現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，社會生態(tài)環(huán)境帶來飛躍式的變革。高校如何在“智能＋”模式下培養(yǎng)創(chuàng)新型人才將是研究的重點(diǎn)問題。

3 “智能＋”創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模型構(gòu)建

3.1 人工智能基本知識體系

“智能＋”是以人工智能為基礎(chǔ)的，因此構(gòu)建合理的人工智能專業(yè)知識體系應(yīng)作為“智能＋”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)性工程，“智能＋”人才培養(yǎng)不一定需要學(xué)習(xí)所有的人工智能基礎(chǔ)知識，但對這些知識都要有所了解，就可以在模式或應(yīng)用上予以創(chuàng)新。根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外人工智能學(xué)科的研究范疇，人工智能的基本知識體系結(jié)構(gòu)如表1所示［11］。

表1 人工智能基本知識體系結(jié)構(gòu)

人工智能重在應(yīng)用，在具備了人工智能基本知識后，還需要設(shè)置合理的應(yīng)用場景，這些應(yīng)用場景設(shè)置需要與社會中具體的產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐中，以體現(xiàn)人工智能的價值。人工智能應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，當(dāng)今常見的人工智能在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用技術(shù)及場景如表2所示［12］。

表2 常見的人工智能應(yīng)用技術(shù)

3.2 新工科下“智能＋”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

縱觀世界潮流，科技與產(chǎn)業(yè)在發(fā)生巨大的變革，我國為了盡快實(shí)現(xiàn)科技興國的戰(zhàn)略方針及“工業(yè)4.0”，提出了“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)＋”“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國”“一帶一路”等國家戰(zhàn)略方針。教育部為了順應(yīng)潮流，2017年2月，提出了新工科建設(shè)，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》等文件，用以推進(jìn)我國工程教育發(fā)展。

“新工科”代表了新興產(chǎn)業(yè)，并沒有明確的專業(yè)范圍，只要包括了新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)的專業(yè)都可以稱為“新工科”專業(yè)［13］。它主要包括的專業(yè)有：人工智能、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算、機(jī)器人工程等，也包括一些傳統(tǒng)工科專業(yè)的轉(zhuǎn)型，特別是制造業(yè)，如數(shù)控技術(shù)、航空航天裝備、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、新材料、高性能醫(yī)療器械等專業(yè)都屬于“新工科”所屬范疇?！靶鹿た啤倍x沒有明確的界定，注重的是研究與實(shí)踐，具有鮮明的特征，如圖1所示。

圖1 “新工科”五新特征

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造等新型產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展及“新工科”專業(yè)火熱需求，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化，工業(yè)智能化將是未來社會產(chǎn)業(yè)形態(tài)的主要發(fā)展方向?！靶鹿た啤睂⒁曰ヂ?lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心、以新型信息、能源、控制等領(lǐng)域?yàn)橹鞲?，因此，在“新工科”的背景下，互?lián)網(wǎng)技術(shù)及人工智能技術(shù)都是必不可少的要掌握的核心技術(shù)。

從表2可見，人工智能的應(yīng)用非常廣泛，因此要在人工智能基本知識技能掌握的基礎(chǔ)上結(jié)合社會行業(yè)需求，將人工智能與交通運(yùn)輸、制造、控制、航天航空技術(shù)、新能源、生物醫(yī)療、心理健康、社會新聞、法律等學(xué)科專業(yè)交叉融合，形成“人工智能＋X”復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式。建設(shè)“人工智能＋X”復(fù)合特色專業(yè)，將是開展“新工科”研究與實(shí)踐的有效方案。

依據(jù)學(xué)校自己的專業(yè)特長、研究成果，創(chuàng)建“人工智能＋X”復(fù)合特色專業(yè)，才能發(fā)揮特色，建出效果。例如上海交通大學(xué)的控制工程、船舶與海洋工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于國家一級重點(diǎn)學(xué)科，而在語音識別、計(jì)算機(jī)視覺等方面的研究也具有較強(qiáng)國際影響力，因此學(xué)校積極發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用研究，并成立智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究基地，創(chuàng)建“人工智能＋汽車制造”專業(yè)模式；為了推進(jìn)智能自動駕駛，將機(jī)械類、電子電氣類等多學(xué)科大融合，創(chuàng)建“人工智能＋自動控制”專業(yè)模式；依據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程的強(qiáng)項(xiàng)，推進(jìn)醫(yī)工融合，提升智能時代的醫(yī)療健康水平，創(chuàng)建“人工智能＋生物醫(yī)療”專業(yè)模式［14］。

人類社會發(fā)展歷史進(jìn)程中，社會科學(xué)作用舉重若輕，而人工智能的本質(zhì)，是重建人類與機(jī)器之間的相互協(xié)作關(guān)系［15］。例如上海對外經(jīng)貿(mào)大學(xué)在研究中提出機(jī)器人是一種在人類社會中具有與人平等合作并可以協(xié)作的智慧體，要充分考慮這種智慧體的管理問題，確保人類的倫理、規(guī)范、尊嚴(yán)和價值能夠更好得以保障［14］。人工智能帶來了諸多新型權(quán)責(zé)、義務(wù)等問題。因此“人工智能＋社會科學(xué)”也是一個非常重要的研究課題。在社會科學(xué)中，可以展開以經(jīng)濟(jì)為中心的“人工智能＋經(jīng)濟(jì)”的專業(yè)培養(yǎng)模式，也可以以法學(xué)研究為基礎(chǔ)，開展“人工智能＋法律實(shí)踐”的專業(yè)模式。

無論是工科還是社會科學(xué)，對于“人工智能＋X”專業(yè)建設(shè)，切記一定不能簡單地只在原有專業(yè)上加一點(diǎn)，或者在現(xiàn)有課程上加一點(diǎn)，就簡單地變成“智能＋”專業(yè)，而要深入理解自身專業(yè)建設(shè)方向后，深度融合課程、實(shí)踐以及教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)。人工智能專業(yè)可以基于硬件和軟件兩個方向，在開設(shè)“人工智能＋X”專業(yè)時應(yīng)結(jié)合學(xué)校自身優(yōu)勢專業(yè)特色，合理地選擇人工智能的基礎(chǔ)方向，做好專業(yè)與人工智能技術(shù)的深度融合，才能結(jié)合專業(yè)本身的優(yōu)勢及人工智能技術(shù)，培養(yǎng)出學(xué)界業(yè)界創(chuàng)新型的人才。

創(chuàng)建“人工智能＋X”專業(yè)培養(yǎng)模式，不僅要注重學(xué)科建設(shè)、課程建設(shè)，還要注重科教融合、產(chǎn)教融合。企業(yè)一般以社會需求為出發(fā)點(diǎn)，因此很多創(chuàng)新源于企業(yè)，企業(yè)也在發(fā)展探索過程中掌握著大量數(shù)據(jù)。高校重視研究，企業(yè)注重實(shí)踐，企業(yè)為了保持競爭力，更需要注重創(chuàng)新。高校與企業(yè)在科研、人才培養(yǎng)等方面是互補(bǔ)的，因此要鼓勵高校與企業(yè)進(jìn)行科教融合、產(chǎn)教融合，才能達(dá)到互助雙贏的目的，也能很好地踐行“人工智能＋X”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

“人工智能＋X”的專業(yè)培養(yǎng)模式，實(shí)際是在“智能＋”時代下的一次教育改革，是將“互聯(lián)網(wǎng)”思維、人工智能技術(shù)應(yīng)用于高等教育中的一種深度融合，這種改革包括專業(yè)需求改革、教育模式改革、教學(xué)內(nèi)容改革、課程評價改革和師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)改革等一系列的改革。

“人工智能＋X”的專業(yè)需求，要以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)，在X專業(yè)中人工智能技術(shù)的社會應(yīng)用為目標(biāo)提出專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，人才培養(yǎng)目標(biāo)要以“新工科”為基本框架，圍繞人工智能與專業(yè)的深度融合，注重人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性、實(shí)踐性，重視解決復(fù)雜問題的能力培養(yǎng)。

“人工智能＋X”的教育模式，要改變傳統(tǒng)的灌輸式教育模式，傳統(tǒng)模式可以學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，但也容易使人固化思想，難以創(chuàng)新。“人工智能＋X”的教育模式提倡素質(zhì)教育，教育的宗旨是提高人的基本素質(zhì)，發(fā)揮個體主動性和創(chuàng)造性，注重開發(fā)人的智慧潛能?！叭斯ぶ悄埽玐”的教育模式根據(jù)學(xué)生特征為學(xué)生生成個性化的學(xué)習(xí)方案，并在學(xué)習(xí)過程中根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況不斷更新學(xué)習(xí)方案。教育的結(jié)果力求達(dá)到讓學(xué)生發(fā)揮自己的特長適應(yīng)社會，創(chuàng)造未來。

“人工智能＋X”的教學(xué)內(nèi)容，并非兩個專業(yè)簡單的疊加，需要深度融合，跨界融合，將“X”所代表的專業(yè)內(nèi)容在社會中的應(yīng)用充分?jǐn)?shù)字化，以互聯(lián)網(wǎng)的思維將專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并加以人工智能的技術(shù)予以應(yīng)用，結(jié)合專業(yè)在社會應(yīng)用的需要，充分發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，使“人工智能＋X”的教學(xué)內(nèi)容在適應(yīng)社會需求同時提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

“人工智能＋X”的課程評價模式，不能再沿用傳統(tǒng)的知識點(diǎn)測試的考核模式，而應(yīng)該采用CIPP（context，input，process，product）評價模式［16］，即由背景、輸入、過程及成果評價組成。因此，教學(xué)評價不應(yīng)局限于是否達(dá)到了評價目標(biāo)，而應(yīng)該是一種多元化的過程評價，可以為課程決策提供有用信息的過程。

“人工智能＋X”的師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)，需要優(yōu)化教師團(tuán)隊(duì)的年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)，增加師資隊(duì)伍培訓(xùn)，加強(qiáng)教師的學(xué)科交叉能力培養(yǎng)［17］，培養(yǎng)具有“人工智能＋X”綜合交叉創(chuàng)新能力的教師隊(duì)伍，建成一支整體水平較高、充滿創(chuàng)造力的適應(yīng)社會行業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)師資隊(duì)伍。

創(chuàng)建“人工智能＋X”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，必須對當(dāng)前教育模式進(jìn)行改革，新的教育模式要求教師轉(zhuǎn)變教育理念，建立以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)、能力為重、夯實(shí)基礎(chǔ)知識、發(fā)掘?qū)W生潛力、注重個性化培養(yǎng)、著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的智慧教育模式。對于整個學(xué)校，不僅學(xué)生培養(yǎng)模式要改革，學(xué)校的辦學(xué)模式也要改革，整個學(xué)校要突出教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐，在基礎(chǔ)研究的平臺上突出應(yīng)用研究，力求模式創(chuàng)新研究。培養(yǎng)學(xué)生的同時，也要注重教師的培養(yǎng)，特別在青年骨干教師的專業(yè)基礎(chǔ)理論、學(xué)科融合能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力方面要著力培養(yǎng)。

4 “人工智能＋X”培養(yǎng)模式的優(yōu)勢

“人工智能＋X”培養(yǎng)模式對新工科專業(yè)建設(shè)意義重大。新工科代表了新興產(chǎn)業(yè)，大部分的新興產(chǎn)業(yè)實(shí)際上是傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合人工智能技術(shù)，采用互聯(lián)網(wǎng)思維的一種提升。“人工智能＋X”的培養(yǎng)模式正是將人工智能技術(shù)與專業(yè)原有內(nèi)容進(jìn)行深度融合，產(chǎn)生新的知識和技能，優(yōu)化了傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)的人才符合新工科目標(biāo)，符合當(dāng)今與未來社會的需求。

“人工智能＋X”培養(yǎng)模式在教學(xué)過程的組織上更加符合現(xiàn)代教學(xué)模式。不同于傳統(tǒng)的一些課程以基礎(chǔ)知識為學(xué)習(xí)重點(diǎn)，“人工智能＋X”專業(yè)課程更加注重實(shí)踐創(chuàng)新，要最大化的發(fā)揮學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性。新的模式有利于采用混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等一些新型教學(xué)方式，這些新型的教學(xué)方式有利于教師與學(xué)生之間溝通，教師可以很好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這更有利于個性化教學(xué)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

“人工智能＋X”專業(yè)培養(yǎng)模式可以優(yōu)化課程體系。在原專業(yè)的基礎(chǔ)上，要融入智能技術(shù)及智能思維，因此課程體系需要重新整合。適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時比例，突出應(yīng)用實(shí)踐創(chuàng)新的理念。調(diào)整專業(yè)課內(nèi)部知識結(jié)構(gòu)，修訂課程大綱，在課程大綱中專門設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方案、方案中要增加智能思維訓(xùn)練環(huán)節(jié)。在實(shí)踐教學(xué)任務(wù)安排上，采取理實(shí)一體化教學(xué)模式，理論學(xué)習(xí)完后立即進(jìn)行實(shí)踐，實(shí)踐過程以學(xué)生實(shí)際訓(xùn)練為主、教師引導(dǎo)創(chuàng)新為輔的方式，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)，提升教學(xué)效果。增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練課程，在創(chuàng)新實(shí)踐中提升能力培養(yǎng)，教學(xué)與創(chuàng)新實(shí)踐融合。創(chuàng)新實(shí)踐任務(wù)由學(xué)生獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)完成，指導(dǎo)教師只起到答疑解惑、引導(dǎo)方向的作用，以此培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

5 結(jié) 語

通過分析“互聯(lián)網(wǎng)＋”“人工智能”“智能＋”等模式在我國的發(fā)展和現(xiàn)狀，研究“智能＋”模式的內(nèi)涵，“智能＋”就是智能科學(xué)與智能技術(shù)及智能應(yīng)用的一種綜合模式，是技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的深度融合的應(yīng)用，明確了“智能＋”模式將是當(dāng)前和未來社會發(fā)展的熱點(diǎn)，“智能＋”模式的興起也帶來了人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變。基于此，提出了“智能＋”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模型，該模式以人工智能基本知識體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以常見的人工智能應(yīng)用技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建新工科下的“智能＋”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，建設(shè)“人工智能＋X”復(fù)合特色專業(yè)，專業(yè)改革要依據(jù)學(xué)校專業(yè)特長，既可以構(gòu)建“人工智能＋工科”也可以構(gòu)建“人工智能＋社會科學(xué)”的新型復(fù)合專業(yè)?！叭斯ぶ悄埽玐”的專業(yè)培養(yǎng)模式建設(shè)要從專業(yè)需求、教育模式、教學(xué)內(nèi)容、課程評價和師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)等方面的改革深入進(jìn)行?！叭斯ぶ悄埽玐”培養(yǎng)模式對新工科專業(yè)建設(shè)、教學(xué)過程的組織、優(yōu)化課程體系方面都會起著導(dǎo)向作用，但還需對本模型進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)踐應(yīng)用，并在應(yīng)用過程中對模型進(jìn)一步的優(yōu)化。