夏吉安

（南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院，江蘇 南京 210023）

伴隨人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)的飛速發(fā)展，AI 技術(shù)在各行各業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，并且進(jìn)一步引發(fā)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化。2017 年7 月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確指出支持高等院校、職業(yè)學(xué)校開展人工智能技術(shù)培養(yǎng)，提升學(xué)生專業(yè)技能。2015 年，教育部發(fā)布了《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育（?？疲I(yè)目錄》，2019 年，開始增補(bǔ)了人工智能技術(shù)服務(wù)等9 個(gè)高職專業(yè)，從2020 年開始執(zhí)行。目前許多職業(yè)院校人工智能專業(yè)所設(shè)置的課程偏重理論教學(xué)，對(duì)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力培養(yǎng)不足，同時(shí)受教學(xué)計(jì)劃以及課時(shí)的影響，許多實(shí)踐課程并不能完全滿足技能型AI 人才培養(yǎng)的要求。職業(yè)院校人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力，需要在實(shí)踐教學(xué)中對(duì)AI 專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系和內(nèi)容進(jìn)行完善和補(bǔ)充。

一、高職人工智能人才培養(yǎng)目標(biāo)

人工智能技術(shù)服務(wù)作為人工智能專業(yè)的重要學(xué)科分支，以培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才為目標(biāo)，能夠?yàn)樯鐣?huì)建設(shè)事業(yè)培養(yǎng)出具有較強(qiáng)的人工智能專業(yè)知識(shí)技術(shù)，具備人工智能系統(tǒng)開發(fā)、運(yùn)行維護(hù)、產(chǎn)品營(yíng)銷等綜合專業(yè)能力的復(fù)合型建設(shè)人才。2020 年，全國(guó)有171 所高職專科院校成功申報(bào)人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)；2021 年，全國(guó)有385 所高職?？圃盒Ｉ陥?bào)了人工智能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)。

高職院校以培養(yǎng)社會(huì)急需職業(yè)技能人才為培養(yǎng)目標(biāo)，這與應(yīng)用型本科高等院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)存在極大不同。以南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)為例，其培養(yǎng)人才的目標(biāo)定位于技能型AI 人才培養(yǎng)，針對(duì)企業(yè)實(shí)際人才需求設(shè)置課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)模式及培養(yǎng)重點(diǎn)等，根據(jù)企業(yè)基層的實(shí)際工作需要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的AI 實(shí)踐操作能力，這與普通高校重點(diǎn)培養(yǎng)研究型、學(xué)術(shù)型AI 建設(shè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)大不相同。這種具有較強(qiáng)實(shí)踐操作能力的專業(yè)技能型建設(shè)人才，比研究型AI 人才更能夠有效滿足一線崗位需求，更能夠?qū)π袠I(yè)領(lǐng)域發(fā)展產(chǎn)生直接影響。面對(duì)我國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)狀，如何做好產(chǎn)業(yè)對(duì)接、職業(yè)對(duì)接，構(gòu)建現(xiàn)代AI 職業(yè)教育的人才培養(yǎng)體系是需要研究與探索的問(wèn)題。

二、技能型人工智能技術(shù)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)

技能型AI 人才首先需要具有扎實(shí)的人工智能理論知識(shí)，對(duì)人工智能基礎(chǔ)知識(shí)要有完善的理論知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。其次要具有很強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力，對(duì)自己所遇到的AI 技術(shù)問(wèn)題能有獨(dú)立的思考與解決的能力。最后需要有技術(shù)創(chuàng)新能力，能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)的知識(shí)通過(guò)自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐進(jìn)而掌握新的知識(shí)與技能，這是技能型AI 人才培養(yǎng)的核心部分，也是研究型、應(yīng)用型人才與技能型人才的根本區(qū)別。其知識(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)成如表1 所示。

表1 技能型AI 技術(shù)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)表

（一）AI 實(shí)踐技能

人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)是一門強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力培養(yǎng)的專業(yè)，技能型AI 人才培養(yǎng)更需要對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力進(jìn)行培養(yǎng)。就目前企業(yè)需求來(lái)看，數(shù)據(jù)處理、特征工程、AI 系統(tǒng)開發(fā)與維護(hù)是技能型AI 技術(shù)人才重點(diǎn)培養(yǎng)內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)清洗、標(biāo)注，特征工程和AI 系統(tǒng)的配置與管理以及使用AI 系統(tǒng)對(duì)已有AI 模型訓(xùn)練和預(yù)測(cè)模型進(jìn)行優(yōu)化與維護(hù)等方面都是學(xué)生需要掌握的AI實(shí)踐技能。

（二）綜合實(shí)踐能力

人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)多且分散，難以形成完整的實(shí)驗(yàn)課程體系，對(duì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)不單單是人工智能知識(shí)點(diǎn)的掌握，也需要將自己所學(xué)知識(shí)綜合使用，綜合實(shí)際情況采用不同的策略來(lái)滿足實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的需求。例如在實(shí)際的AI 應(yīng)用場(chǎng)景中，針對(duì)具體的問(wèn)題需要綜合使用數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征工程、數(shù)據(jù)降維、數(shù)據(jù)建模、參數(shù)調(diào)優(yōu)等多方面的知識(shí)來(lái)滿足實(shí)際需求，這就需要著重對(duì)學(xué)生綜合實(shí)踐能力進(jìn)行培養(yǎng)。

（三）自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力

依托現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人工智能相關(guān)專業(yè)的知識(shí)發(fā)展十分迅速，從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器/深度學(xué)習(xí)，到現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理、集成學(xué)習(xí)、邊緣計(jì)算，新概念、新技術(shù)源源不斷出現(xiàn)，社會(huì)與企業(yè)對(duì)學(xué)生AI 技能的要求越來(lái)越高，這需要學(xué)生能夠通過(guò)自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐來(lái)滿足社會(huì)與企業(yè)對(duì)自身的要求，運(yùn)用學(xué)習(xí)到的知識(shí)技能、方法技巧來(lái)推動(dòng)自身工作效率的提升，深入挖掘工作過(guò)程中的新問(wèn)題并提出新思路，從而不斷改革創(chuàng)新。

（四）團(tuán)隊(duì)協(xié)作與交流能力

對(duì)于實(shí)踐能力的培養(yǎng)，還要注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通交流能力的培養(yǎng)，一個(gè)AI 項(xiàng)目通常是由一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)，團(tuán)隊(duì)中各個(gè)成員各司其職，同時(shí)也需要和客戶以及成員之間相互交流，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，這樣才能完成一個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)。所以，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)要有清晰的職責(zé)分工，相互協(xié)作，具備強(qiáng)烈的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和口頭以及書面表達(dá)能力。

三、高職人工智能專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）人才培養(yǎng)目標(biāo)不明確，實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置不合理

我院目前人才培養(yǎng)計(jì)劃、課程設(shè)置以及實(shí)驗(yàn)課程大綱過(guò)分參照應(yīng)用型本科院校的實(shí)驗(yàn)體系，不少實(shí)驗(yàn)內(nèi)容甚至是完全照搬應(yīng)用型本科學(xué)校的內(nèi)容，過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解與探討，將實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)集中在驗(yàn)證型和演示型內(nèi)容方面，而對(duì)設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則涉及很少，這很難培養(yǎng)出良好的技術(shù)應(yīng)用能力。

（二）“雙師型”教師數(shù)量不足

對(duì)于技能型人才培養(yǎng)，需要教師自身具有一定的行業(yè)背景與實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，了解企業(yè)的實(shí)際人才需求與行業(yè)技能，現(xiàn)在我系大部分實(shí)踐課程教師都是從學(xué)校畢業(yè)后進(jìn)入學(xué)校任職，缺乏實(shí)際工程背景經(jīng)驗(yàn)，很少甚至沒(méi)有參與過(guò)大型人工智能相關(guān)項(xiàng)目與工程的規(guī)劃、建設(shè)與維護(hù)等工作，使得在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中無(wú)法結(jié)合企業(yè)對(duì)AI 人才實(shí)際需求來(lái)教學(xué)，不能結(jié)合在AI 項(xiàng)目規(guī)劃、開發(fā)實(shí)施和維護(hù)中實(shí)際可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)。

（三）缺乏對(duì)AI 實(shí)驗(yàn)室的總體規(guī)劃

職業(yè)院校AI 專業(yè)無(wú)論是實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地都不能和綜合型、研究型學(xué)校相比，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃、資金、師資力量都沒(méi)有得到有效的整合，這需要根據(jù)自身的培養(yǎng)目標(biāo)和行業(yè)發(fā)展方向、企業(yè)的實(shí)際需求進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地的建設(shè)。

（四）缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工程實(shí)踐能力

AI 實(shí)踐課程面向基本知識(shí)點(diǎn)獨(dú)立地設(shè)置各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)彼此相關(guān)度不高，缺乏一種整體的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的實(shí)驗(yàn)體系，且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生以自主實(shí)驗(yàn)的形式為主，各自單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并進(jìn)行驗(yàn)證，遇到問(wèn)題只能和身邊的同學(xué)進(jìn)行討論和交流，缺乏對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及交流能力的培養(yǎng)。

四、人工智能實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)的思路

針對(duì)目前高職院校人工智能實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題，需要從教學(xué)目標(biāo)、師資與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、授課方式等方面考慮，使人工智能實(shí)踐教學(xué)能夠更好地滿足高等職業(yè)院校人工智能專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的要求。

（一）明確教學(xué)目標(biāo)

職業(yè)院校培養(yǎng)技能型人才的方案制訂應(yīng)具有高職院校自身特色，注重實(shí)踐操作能力培養(yǎng)，促使人工智能的專業(yè)知識(shí)技術(shù)與其理論基礎(chǔ)和實(shí)踐操作密切結(jié)合，在實(shí)踐教學(xué)中重在啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力及項(xiàng)目實(shí)施能力。人工智能實(shí)踐教學(xué)改革工作不能盲目進(jìn)行，必須對(duì)高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)、資源設(shè)施、師資結(jié)構(gòu)等多種影響要素進(jìn)行全面分析，以此為依據(jù)設(shè)置相應(yīng)的課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐學(xué)習(xí)能力。

（二）加強(qiáng)師資建設(shè)

在師資建設(shè)方面，首先加強(qiáng)在職教師的職業(yè)技能培訓(xùn)，安排教師積極參加相關(guān)的專業(yè)技能培訓(xùn)，提高實(shí)踐技能水平。其次，組織任課教師定期參加企業(yè)崗位實(shí)踐活動(dòng)，幫助其形成教學(xué)實(shí)踐方面的“雙師”素養(yǎng)能力。

此外，職業(yè)院校需要加大“雙師型”教師引進(jìn)力度，優(yōu)先考慮有企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)入學(xué)校擔(dān)任專職教師，根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求以及人工智能發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)踐課程教學(xué)，使學(xué)生更加符合企業(yè)實(shí)際需求。從2018年開始，我校AI 專業(yè)在原有專職教師的基礎(chǔ)上從華為、中興等企業(yè)陸續(xù)引入8 名“雙師型”專業(yè)教師。

表2 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)人工智能專業(yè)實(shí)踐教師表

（三）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

在人工智能專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，需要根據(jù)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)整合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源與師資力量，新建AI 實(shí)踐實(shí)訓(xùn)中心，新建與續(xù)建一批當(dāng)前人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)所需人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室。我院2020 年開始根據(jù)目前人工智能發(fā)展方向與企業(yè)實(shí)際需求，新建人工智能應(yīng)用開發(fā)實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)制定實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度，開放現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源，為學(xué)生課外上機(jī)與自主學(xué)習(xí)提供便利條件。

表3 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)人工智能專業(yè)實(shí)驗(yàn)室表

（四）教學(xué)內(nèi)容改革

對(duì)于人工智能實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，首先，應(yīng)根據(jù)高職院校技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)編寫適合我校人工智能專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐教材。多組織開展設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)和綜合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，降低演示性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，促使學(xué)生的知識(shí)技能在綜合實(shí)踐及創(chuàng)新設(shè)計(jì)中達(dá)到融會(huì)貫通的程度，滿足大型實(shí)驗(yàn)的多種復(fù)雜要求。

其次，針對(duì)我校人工智能專業(yè)實(shí)踐課程開設(shè)不同的實(shí)踐內(nèi)容。廣泛涉及機(jī)器學(xué)習(xí)/深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等方面的知識(shí)內(nèi)容，每個(gè)方向所需要學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)技能各不相同，如機(jī)器學(xué)習(xí)/深度學(xué)習(xí)偏重與各種算法的建模與預(yù)測(cè)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)注重與圖像處理技術(shù)、自然語(yǔ)言處理重點(diǎn)教授文本處理與轉(zhuǎn)換技術(shù)，需要在教學(xué)內(nèi)容中合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，做到方向明確、特點(diǎn)突出，有針對(duì)性地開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（五）授課方式

在授課課程中采取團(tuán)隊(duì)合作的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)5～6 個(gè)人，其中一人為組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)整個(gè)實(shí)驗(yàn)題目的分析與任務(wù)分配，其余組員分別負(fù)責(zé)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境和提出問(wèn)題的解決方案，完成實(shí)驗(yàn)要求。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)解決，如果組長(zhǎng)不能解決再請(qǐng)教任課教師，通過(guò)這樣分組實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作與交流溝通能力。

在AI 實(shí)踐課程授課方式上，由于涉及較多的相關(guān)理論知識(shí)與操作配置工作，任課教師針對(duì)目前人工智能常用的應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)綜合型、設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)課題。通過(guò)參加教師培訓(xùn)，熟悉目前常用的人工智能相關(guān)開發(fā)工具與方法，針對(duì)目前人工智能常見的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)使用 Sk-learn、TensorFlow 以及 OpenCV 等開源AI 開發(fā)工具與函數(shù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，可以獲得較好的實(shí)驗(yàn)效果。

五、結(jié)語(yǔ)

在高等職業(yè)教育的發(fā)展中，職業(yè)院校應(yīng)建設(shè)具有自身特色的培養(yǎng)目標(biāo)與實(shí)踐課程體系，綜合考慮本校實(shí)際發(fā)展情況與現(xiàn)有教育教學(xué)水平，凸顯實(shí)踐教學(xué)的重要價(jià)值，突出學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力與自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生符合企業(yè)對(duì)技能型人工智能人才的實(shí)際需求。