顧逸，范超，張欣

（江南大學 人工智能與計算機學院，江蘇 無錫214122）

自2017年2月在復旦大學召開工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會以來，“新工科”成為全國高校工科教育的重點議題。教育部隨后提出了新工科計劃，積極推進新工科的建設［1］。按照教育部的指導文件，“新工科”主要體現(xiàn)在工程教育的新理念、學科專業(yè)的新結構、人才培養(yǎng)的新模式等五個方面的“新”。新工科與代表傳統(tǒng)產業(yè)的老工科相對應，可以理解為在新技術背景下，隨著傳統(tǒng)工科的理論和應用升級所衍生出來的新興產業(yè)。新工科不僅是傳統(tǒng)交叉類型工科的發(fā)展，還包括物聯(lián)網工程、人工智能、智能化機械制造等一批新興工科專業(yè)的應用。

在新工科建設的背景下，江南大學數字媒體技術專業(yè)于2019年12月獲批“雙萬計劃”國家級一流本科專業(yè)建設點。近年隨著人工智能的發(fā)展，南京大學于2018年3月設立了人工智能學院，出版了《南京大學人工智能本科專業(yè)教育培養(yǎng)體系》一書［2］。江南大學也將原屬于數字媒體學院的數字媒體技術專業(yè)和原屬于物聯(lián)網工程學院的計算機科學與技術專業(yè)進行重組和強強聯(lián)合，于2020年3月正式成立人工智能與計算機學院。新學院在2020年成功申報人工智能本科專業(yè)，在2021年9月迎來首批本科生。

在本輪重點建設的數字媒體技術和人工智能兩門“新工科”專業(yè)中，數字媒體技術專業(yè)是典型的綜合性交叉學科［3］，涉及計算機技術、藝術文化與傳播傳媒等；人工智能專業(yè)屬于新興工科，是由科技進步衍生出來的新工科代表。文章基于原有數字媒體技術專業(yè)建設和人才培養(yǎng)的經驗，探索AI 助力的數字媒體專業(yè)的進一步發(fā)展路徑，為新設立的人工智能專業(yè)的人才培養(yǎng)和課程設置提供有價值的參考［4］。

一、現(xiàn)有數字媒體專業(yè)建設的問題及人工智能專業(yè)建設的定位

江南大學數字媒體技術專業(yè)于2006年首次招生，經過15年的建設已進入瓶頸期，現(xiàn)行教學方式和學生培養(yǎng)模式存在一些問題，專業(yè)的后續(xù)建設面臨著諸多挑戰(zhàn)。對于新開設的人工智能專業(yè)，需要制訂新的人才培養(yǎng)模式和專業(yè)建設方案。在此背景下，本文探索和實踐數字媒體和人工智能的有機融合，提出如下措施：

1.充分調研國內外高校開設的人工智能專業(yè)的培養(yǎng)方案和課程體系，一方面用于數字媒體技術專業(yè)的進一步發(fā)展，另一方面為人工智能專業(yè)建設方案和人才培養(yǎng)模式提供有價值的參考。

2.將AI 知識和技術有效融入數字媒體課程，助力國家一流本科專業(yè)的建設。在數字媒體的課程體系中，學校讓本科生通過理論學習和實踐操作，體驗并理解人工智能的相關原理和實用價值，鍛煉學生多角度思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

3.學習其他高校相關專業(yè)的建設經驗，研究可行的新人才培養(yǎng)方案。該校著力提升學生的自主學習興趣和實踐動手能力，為學生提供必要的實踐創(chuàng)新平臺，加強與社會實際需求的接軌。

4.研究“數字媒體+AI”背景下科學的學習成效考評體系，激發(fā)學生的學習積極性、創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)熱情。該校對學院現(xiàn)有計算機大學科下的總體課程體系進行梳理，研究AI 發(fā)展熱潮下的全局優(yōu)化方案。

二、“數字媒體+ 人工智能”專業(yè)共建的具體方案與建議

（一）探索AI 助力的數字媒體專業(yè)的進一步發(fā)展

當前，不少國內外院校已經形成各自特色的“X+AI”專業(yè)建設方案。江南大學數字媒體專業(yè)有其鮮明特色，強調藝工融合和多元化發(fā)展。如圖1 所示，數字媒體的五大信息載體——圖像、視頻、動畫、聲音和文字均可以與人工智能進行有效結合。文章旨在探索更生動多彩的教學內容和更智能化的教學模式，具體提出如下方案和建議：

圖1 人工智能助力的數字媒體專業(yè)建設與發(fā)展方案示意

1.擬調整原有以“藝工融合”為主要特色的課程體系，設計出AI 助力的數字媒體專業(yè)的新課程體系。

AI 技術的發(fā)展為數字媒體專業(yè)的進一步建設帶來了新的契機。本文通過改革課程教學內容和學生實踐模式，致力于將AI 技術有機融入數字媒體專業(yè)的教學和人才培養(yǎng)諸環(huán)節(jié)，促進數字媒體專業(yè)教學模式的改進和人才培養(yǎng)質量的提升。

2.借助AI 開展形式多樣的教學新模式，改革傳統(tǒng)教學中課程設置以理論授課為主、教學評價方式單一等主要問題。

學院數字媒體專業(yè)有不少課程的教學側重于傳授晦澀的理論知識。把人工智能中一些有趣的算法和技術帶入數字媒體專業(yè)的教學活動中，大力推廣競技比賽、問題研討、工作坊以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的四維教學新模式，很大程度上提升學生的學習興趣，培養(yǎng)科研意識，激發(fā)其創(chuàng)業(yè)熱情。

3.借助AI 打造新型教學成效考核評價體系，注重學生的多元化能力培養(yǎng)和特長發(fā)揮，尊重學生成才的多樣性。

傳統(tǒng)數字媒體專業(yè)教學以教師為主導，教學評價標準單一。文章倡導采用全過程、多方位的評價方式，使評價過程智能化。新的考評體系可以激發(fā)學生的學習興趣，提升學生綜合素質，為社會培養(yǎng)多元化人才。

4.基于學校的智能云平臺，實施專業(yè)資源的整合，打造創(chuàng)新型人才培養(yǎng)平臺。

借助學校的智能云平臺，倡導并發(fā)起大學生科創(chuàng)小團隊。學院整合專業(yè)教師力量，為每個團隊確定一個科研創(chuàng)新課題，進行長期化指導［5］。這樣不僅有利于學生自身能力的提升，也為他們申請省級或國家級的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，參加“互聯(lián)網+”“挑戰(zhàn)杯”“計算機設計大賽”等大型競技比賽，積累必要的前期經驗。

（二）建設具有自身特色的人工智能專業(yè)

江南大學調研國內外著名高校先進的AI 專業(yè)建設經驗，結合學校實際情況，探索符合自身特色的人工智能專業(yè)教學課程體系。當下，國內外院校在AI 專業(yè)人才培養(yǎng)模式上存在廣泛的共識，即以循序漸進的方式促進學生的成長，這需要廣大師生的長期協(xié)作和相互配合，高校應不斷地探索和優(yōu)化人工智能專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學模式［6］。

由于人工智能的理論性、技術性以及綜合性很強，不光需要學生有深厚的數學和計算機基礎，還需要學生對專業(yè)課程進行系統(tǒng)和深入的學習。通常，人工智能專業(yè)的培養(yǎng)主要分為軟件和硬件兩個方向，如表1 所示。

表1 人工智能的兩大培養(yǎng)方向

軟件方向側重于培養(yǎng)熟練掌握機器學習算法和能夠迅速工程實踐的新工科人才；硬件方向則重在培養(yǎng)包括機器人設計、智能制作和控制等專業(yè)領域人才。結合學院當前的師資現(xiàn)狀，本研究率先對軟件方向的教學課程設置進行初步探索，重點課程如表2 所示。

表2 人工智能本科專業(yè)擬開設的重點課程

軟件方向需要掌握扎實的數學理論功底。除了數學分析、高等代數等課程外，學生還需要學習概率論與數理統(tǒng)計、離散數學等課程。在編程實踐中，學生至少應熟練掌握兩門以上的編程語言，Python 作為使用最為廣泛的AI 實踐類編程語言，建議高校將其列為必修課或限選課。將計算機圖形學、數字圖像處理技術等數字媒體技術的核心課程列入專業(yè)選修課程之中，體現(xiàn)出學院“數字媒體+人工智能”的專業(yè)特色；設置集中性實驗環(huán)節(jié)，可增強學生的動手能力。

最后，在國家“新工科”的大戰(zhàn)略環(huán)境下，人工智能專業(yè)的建設和發(fā)展是一個長期探索的過程，江南大學將積極與國內外兄弟院校開展交流與合作，學習它們先進的教學體系和管理經驗，堅持自身辦學特色，將現(xiàn)有藝工融合的數字媒體特色與人工智能專業(yè)再融合，讓數字媒體專業(yè)建設經驗反哺人工智能專業(yè)的建設，培養(yǎng)AI 浪潮下的新工科人才。

三、結語

隨著江南大學數字媒體技術專業(yè)獲批“雙萬計劃”國家一流本科專業(yè)建設點，人工智能本科專業(yè)首次招生，對新工科背景下的“數字媒體+人工智能”專業(yè)建設和人才培養(yǎng)的要求也越來越高。本研究調研國內外已開設人工智能專業(yè)高校的課程建設和人才培養(yǎng)方案，借鑒其中的先進教學理念，構思AI 與數字媒體結合的有效途徑。針對數字媒體專業(yè)的進一步建設，本研究設計了AI 賦能的四維教學新模式和人才培養(yǎng)的五大能力鏈條，對新設立的人工智能專業(yè)，提出了符合江南大學實情、兼具數字媒體特色的人工智能專業(yè)的課程體系和人才培養(yǎng)新模式。