摘要：地方高校人工智能專業(yè)的發(fā)展面臨著諸多問題。以陜西理工大學(xué)的人工智能專業(yè)為例，文章展示了該專業(yè)在課程體系、實驗室建設(shè)、師資隊伍建設(shè)和實踐能力培養(yǎng)等方面的成果和特點。針對地方高校人工智能專業(yè)課程體系的優(yōu)化、師資隊伍建設(shè)的改進等提出了幾點建議：調(diào)整大四理論課程至前一學(xué)期，依托優(yōu)勢專業(yè)發(fā)展人工智能新專業(yè)，整合小型課程設(shè)計和實訓(xùn)，鼓勵教師進入企業(yè)學(xué)習鍛煉，引進企業(yè)員工參與課堂教學(xué)，以及從政策層面扶持新專業(yè)等。

關(guān)鍵詞：地方高校；人工智能專業(yè)；課程體系；師資隊伍；實踐能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）19-0049-04

0 引言

2019年，日本提出在近幾年將本國建設(shè)成人工智能強國。2020年，歐盟明確確定了人工智能發(fā)展戰(zhàn)略[1]。2021年，我國在發(fā)布的五年規(guī)劃中將新一代人工智能置于科技前沿攻關(guān)的首位。目前，人工智能的發(fā)展如火如荼，越來越多的國家、企業(yè)、研究單位和大學(xué)對人工智能的發(fā)展表現(xiàn)出濃厚興趣。在此背景下，國內(nèi)越來越多的高校創(chuàng)辦了人工智能專業(yè)，這在一定程度上滿足了企業(yè)和研究單位對人工智能專業(yè)人才的迫切需求。

國內(nèi)高校層次不同，各層次高校培養(yǎng)人工智能專業(yè)學(xué)生的模式、目標各異。地方高校（即非部屬高校）由于地域偏遠、人才匱乏、資金不足等不利因素，決定了其大多培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、服務(wù)基層的應(yīng)用型人才。陜西理工大學(xué)是一所地方性大學(xué)，2022年人工智能專業(yè)開始首批招生，在專業(yè)建設(shè)中也遇到了不少問題和困惑。

1 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀

已有許多學(xué)者對地方高校人工智能專業(yè)的建設(shè)進行了研究。張雙等[2]（2020） 認為地方高校應(yīng)結(jié)合自身特色與地方特點，形成以學(xué)生為中心，加強自身優(yōu)勢發(fā)展，以特色專業(yè)建立地方特色經(jīng)濟的人才培養(yǎng)方案、管理模式和教學(xué)運行機制。葉青等[3]（2021） 從人才培養(yǎng)目標、師資隊伍建設(shè)、創(chuàng)新型教學(xué)實訓(xùn)平臺建設(shè)和課程體系建設(shè)四個方面提出了在計算機大類下設(shè)置人工智能方向的人才培養(yǎng)方案。全力等[4]（2022） 對地方高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)定位、能力結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容設(shè)計等進行了研究，提出地方高校應(yīng)探索新型的特色發(fā)展、錯位發(fā)展、差異發(fā)展的人工智能人才培養(yǎng)之路。廖生權(quán)等[5]（2023） 立足項目化教學(xué)傳統(tǒng)優(yōu)勢，提出南京工程學(xué)院以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，運用能力驅(qū)動的人才培養(yǎng)理念統(tǒng)籌人工智能頂層設(shè)計，以課程建設(shè)為抓手，推動項目化課程開發(fā)、多元師資力量跨界整合、產(chǎn)學(xué)研實踐基地建設(shè)，以學(xué)生全面發(fā)展為中心等人才培養(yǎng)模式。呂佳等[6]（2023） 提出應(yīng)將人工智能與其他專業(yè)學(xué)科結(jié)合，制定合理有效的課程體系，以滿足國家和地方發(fā)展需求。郭東恩等[7]（2023） 從人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的設(shè)定、專業(yè)方向的設(shè)立、專業(yè)課程體系構(gòu)建和實踐環(huán)節(jié)設(shè)定等方面探索新工科背景下的地方高校人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)方案的構(gòu)建。

這些研究成果為本研究提供了有益的思路和方向，具有較大的參考意義。本研究以陜西理工大學(xué)（下文簡稱：陜理工）人工智能專業(yè)為例，從課程體系、實驗室建設(shè)、師資隊伍建設(shè)和實踐能力培養(yǎng)等方面進行了探究，并對地方高校人工智能專業(yè)的提升提出了一些建議。

2 課程體系方面

2.1 人工智能專業(yè)課程體系簡介

陜理工人工智能專業(yè)課程體系由計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)等骨干教師組織制定。他們對本省多所知名大學(xué)的人工智能學(xué)院或?qū)I(yè)進行了多次考察、交流，并征求了多家本領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)（北京千峰互聯(lián)科技有限公司、北京中科特瑞科技有限公司、江蘇知途教育科技有限公司、深信服科技有限公司等）的寶貴意見，經(jīng)過專家會議反復(fù)探討、修訂而成。該課程體系包括三部分：通識教育課程、專業(yè)教育課程和綜合實踐課程，如圖1所示。

圖1中，由本專業(yè)教研室授課的專業(yè)教育課程用淺色背景表示，由本專業(yè)教研室授課的綜合實踐課程用深色背景表示。在專業(yè)教育課程中，高等數(shù)學(xué)I、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等課程由本學(xué)院數(shù)學(xué)專業(yè)教師授課，大學(xué)物理I、大學(xué)物理實驗I和電子技術(shù)基礎(chǔ)等課程由本校物電學(xué)院教師授課，項目管理課程由本校管理學(xué)院教師授課。

由圖1可見，陜理工人工智能專業(yè)的專業(yè)教育核心課程包括：程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、運籌學(xué)及應(yīng)用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、Python編程技術(shù)與應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、樣本數(shù)據(jù)處理、機器學(xué)習、軟件工程/算法分析與設(shè)計、Linux操作系統(tǒng)/數(shù)據(jù)可視化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習、計算機視覺算法與應(yīng)用/群體智能算法與應(yīng)用、計算機圖形學(xué)/數(shù)字圖像處理、自然語言處理技術(shù)與應(yīng)用/NoSQL數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、Spark大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用/區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用等“（ /”表示或的關(guān)系）。

陜理工人工智能專業(yè)的綜合實踐課程主要有：面向過程程序?qū)嵱?xùn)、面向?qū)ο蟪绦驅(qū)嵱?xùn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、機器學(xué)習課程設(shè)計、深度學(xué)習課程設(shè)計、自然語言處理課程設(shè)計、計算機視覺課程設(shè)計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)計等。

2.2 課程體系優(yōu)化探討

2.2.1 第7學(xué)期課程前移

地方院校一般地域偏遠，第7學(xué)期大多數(shù)學(xué)生忙于考研、考公、找工作等事務(wù)，能夠安心學(xué)習的學(xué)生較少。因此，可以考慮將第7學(xué)期的3門課程調(diào)整到第6 學(xué)期授課（第6學(xué)期目前只有3門課程），這樣原本第7 學(xué)期的3門課程學(xué)習效果將會大大提高。

2.2.2 依托其他優(yōu)勢專業(yè)發(fā)展人工智能專業(yè)

人工智能專業(yè)的專業(yè)教育課程群中計算機專業(yè)的課程占比將近一半，這個比例有些偏高。陜理工人工智能專業(yè)雖然是從計算機專業(yè)發(fā)展而來，但應(yīng)該有自己的特色，而非成為計算機專業(yè)的附庸。人工智能專業(yè)應(yīng)該多與校內(nèi)強勢工科學(xué)院專業(yè)（如機械工程學(xué)院的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)、材料科學(xué)與工程學(xué)院的材料成型及控制專業(yè)、生物科學(xué)與工程學(xué)院的生物科學(xué)專業(yè)）開展學(xué)術(shù)交流、專業(yè)溝通，深入挖掘人工智能相關(guān)技術(shù)在這些專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域[6]，借助陜理工3個王牌專業(yè)的東風發(fā)展自己?？梢钥紤]在專業(yè)教育課程群中適當加入2門其他強勢專業(yè)（具體確定選擇一個專業(yè)即可）的相關(guān)專業(yè)課程，以構(gòu)建人工智能專業(yè)的應(yīng)用生態(tài)環(huán)境，進而有利于人工智能專業(yè)的發(fā)展和畢業(yè)生未來的就業(yè)。

2.2.3 綜合實踐環(huán)節(jié)某些課設(shè)或?qū)嵱?xùn)的復(fù)雜度過低，實用性欠佳

圖1中專業(yè)實踐課程包含2門實訓(xùn)和5門課設(shè)，每個實訓(xùn)或課設(shè)的學(xué)時安排為1周，這種設(shè)計存在一些不足之處。

首先，每門實踐課程的學(xué)時過少，學(xué)生完成任務(wù)較為匆忙，而指導(dǎo)教師雖然辛苦指導(dǎo)卻獲得極少的工作量（按照陜理工本專業(yè)8位教師指導(dǎo)60位學(xué)生計算）。長此以往，教師可能會因為幾個工作量而失去投入精力的積極性。因此，建議適當加大課設(shè)或?qū)嵱?xùn)的難度和復(fù)雜度，每門實踐課程的學(xué)時安排不少于2 周為宜。

其次，面向過程實訓(xùn)主要實踐用C或C++語言開發(fā)小程序；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計主要實踐用C或C++語言對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識點進行編程練習，但C或C++ 語言在以后工作中（對地方高校畢業(yè)生而言）應(yīng)用較少；面向?qū)ο蟪绦驅(qū)嵱?xùn)主要實踐用Java開發(fā)小程序。此外，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程也十分重要，但該課程沒有相應(yīng)的課設(shè)或?qū)嵱?xùn)。因此，可以考慮將面向過程的實訓(xùn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦驅(qū)嵱?xùn)和數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程綜合起來設(shè)計一個綜合性的課程設(shè)計，具體內(nèi)容可以開發(fā)一個完整的信息管理系統(tǒng)（學(xué)時安排定為4周）。系統(tǒng)前臺用Java進行程序開發(fā)，后臺使用SQL Server或MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。這樣通過一個系統(tǒng)的開發(fā)把多門課程聯(lián)系起來，使學(xué)生能夠獨立開發(fā)一個完整的信息管理系統(tǒng)，從而增強其畢業(yè)生在信息系統(tǒng)開發(fā)方面的競爭力。畢竟地方高校培養(yǎng)的人工智能專業(yè)畢業(yè)生將來有部分學(xué)生需要依靠計算機專業(yè)方面的知識和能力就業(yè)。

3 實驗室建設(shè)方面

目前通過招投標項目，陜理工與探知圖靈和鄭州云?？萍加邢薰竞献鹘ㄔO(shè)人工智能教學(xué)和交叉融合實驗室。陜理工人工智能專業(yè)的實驗室建設(shè)成果主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

3.1 引入云海希冀計算機類課程一體化支撐系統(tǒng)

希冀平臺如圖2所示，該系統(tǒng)可以提供一站式全過程教學(xué)支持：教學(xué)管理+在線實驗+比賽+科研。

該系統(tǒng)具有完備的課程管理功能，支持代碼、文檔查重，提高實踐環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量；具備在線實驗環(huán)境，是一個定位于全面支撐計算機、人工智能、大數(shù)據(jù)、信息安全、區(qū)塊鏈、機器人、集成電路、金融科技等信息類專業(yè)建設(shè)的大型綜合教學(xué)與實驗平臺，可以作為一個比賽系統(tǒng)使用；具備自動評測功能，助力實踐能力和工程能力培養(yǎng)；基于在線實驗環(huán)境的人工智能實驗、大數(shù)據(jù)實驗、操作系統(tǒng)實驗、硬件在線實驗；全面覆蓋計算機專業(yè)的開發(fā)能力和系統(tǒng)能力培養(yǎng)，在教師減負的同時，提升學(xué)生的實踐能力和工程能力。

3.2 組建人工智能專業(yè)實驗室，引入人工智能實驗箱

人工智能綜合實驗箱（如圖3） 是一款基于NvidiaJetson Nano開發(fā)板的人工智能學(xué)習套件，旨在幫助學(xué)生和愛好者快速入門人工智能領(lǐng)域。該實驗箱提供了豐富的實驗教程和實驗案例，涵蓋了計算機視覺、語音識別、自然語言處理等多個方向，能夠讓學(xué)習者全面了解人工智能的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技巧。

該實驗箱基于邊緣計算框架設(shè)計，具有獨立AI推理計算加速能力，集成視覺系統(tǒng)、語音模塊、傳感器等多傳感器輸入。支持機器視覺、自然語言處理與語音技術(shù)、嵌入式人工智能開發(fā)、人工智能邊緣計算、傳感器與智能控制等關(guān)鍵技術(shù)的組合實驗，包括支持多種不同模塊同時聯(lián)動實驗。

這些系統(tǒng)和產(chǎn)品將極大地促進人工智能專業(yè)的教學(xué)和實驗，從而促進人工智能專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)。

4 師資隊伍建設(shè)方面

4.1 師資隊伍情況

陜理工人工智能專業(yè)共有專職教師8人，其中博士研究生1人，碩士研究生7人。8人中1人為人工智能專業(yè)博士，其余7人為原計算機專業(yè)或網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教師；8名教師中，副高職稱有3人，其余幾人均為講師?？傮w而言本專業(yè)師資隊伍實力較弱，博士學(xué)位人員偏少、副高職稱人員數(shù)量偏低。

4.2 教師培訓(xùn)情況

人工智能專業(yè)作為新開專業(yè)，底子較弱，基礎(chǔ)欠扎實，許多工作需要摸索，辦學(xué)經(jīng)驗匱乏。為此在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)關(guān)懷下，劃撥一定經(jīng)費，利用寒暑假時間為教職工提供各種專業(yè)培訓(xùn)機會，從而提高教師的教學(xué)和科研能力。

在2022年寒假期間，人工智能專業(yè)6位教師在學(xué)院的組織下參加了泰迪寒假全國高校大數(shù)據(jù)與人工智能師資研修班，參加培訓(xùn)的課題有：TensorFlow與人工智能實戰(zhàn)、PyTorch與人工智能實戰(zhàn)、深度學(xué)習推薦系統(tǒng)實戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)輿情與情感分析實戰(zhàn)。培訓(xùn)期間每人只參與一個課題的培訓(xùn)，培訓(xùn)結(jié)束后可以相互交流、共同提高。參加培訓(xùn)教師研修班結(jié)課，參加考核考試并全部取得了相應(yīng)的結(jié)業(yè)證書。

在2023年寒假期間，人工智能專業(yè)5位教師參加了2024“雙師型”IT骨干教師寒假高級研修班，參加培訓(xùn)的課題有：基于NLP的評論情感分析系統(tǒng)的測試、Python數(shù)據(jù)分析與機器學(xué)習實戰(zhàn)。培訓(xùn)期間每人只參與一個課題的培訓(xùn)。參加培訓(xùn)的教師研修班結(jié)課，并全部取得了相應(yīng)的結(jié)業(yè)證書。

經(jīng)過這些專業(yè)培訓(xùn)，人工智能專業(yè)教師的專業(yè)水平會不斷提高，專業(yè)視野不斷得到拓寬，業(yè)務(wù)水平和能力不斷增強，這些培訓(xùn)對該專業(yè)人才培養(yǎng)的意義不言而喻。

4.3 師資隊伍建設(shè)的幾點建議

人工智能專業(yè)作為新專業(yè)，地方院校的師資力量一般較為薄弱，因此專業(yè)教師應(yīng)不斷學(xué)習，加強自身專業(yè)水平和能力，還應(yīng)走出高校，到企業(yè)中進行專業(yè)素質(zhì)的鍛煉。為此提出以下幾點建議：

1） 提升地方院校人工智能專業(yè)教師學(xué)歷。地方院校人工智能專業(yè)教師的學(xué)歷普遍不高。學(xué)校一方面要提高人才引進待遇，吸引、招聘高端人才來校工作；另一方面可以出臺相應(yīng)的新專業(yè)、薄弱專業(yè)相關(guān)扶持政策，鼓勵教師帶薪讀博，博士畢業(yè)后可享受相關(guān)人才引進待遇，從而提升專業(yè)教師的學(xué)歷層次。

2） 教師進入企業(yè)帶薪鍛煉。為了使培養(yǎng)的學(xué)生符合企業(yè)需求，地方高校應(yīng)創(chuàng)造條件，多與相關(guān)知名企業(yè)溝通、交流[5]?？梢钥紤]利用每年暑假時間，推薦人工智能專業(yè)的1或2名骨干教師進入人工智能相關(guān)知名企業(yè)和公司進行短期帶薪鍛煉、學(xué)習。這樣可以更好地了解企業(yè)的人才需求情況，促進專業(yè)更好地修訂培養(yǎng)計劃、課程體系等，提高培養(yǎng)人才的素質(zhì)，從而提升學(xué)生就業(yè)競爭力。

3） 企業(yè)優(yōu)秀員工參與課堂教學(xué)。為了提高學(xué)生的實踐能力，可以考慮聘請相關(guān)知名專業(yè)企業(yè)優(yōu)秀員工進入校園進行教學(xué)活動。可以試點某些核心專業(yè)課程的教學(xué)由陜理工專業(yè)教師和企業(yè)優(yōu)秀員工協(xié)同進行的模式，即該課程的理論教學(xué)由專業(yè)教師擔任，實踐課程由企業(yè)員工進行教學(xué)[8]。這樣既可以保證學(xué)生具有扎實的理論知識，又可以加強學(xué)生的實踐能力，使學(xué)生的實踐活動與企業(yè)接軌，培養(yǎng)企業(yè)需要的、動手能力強的人工智能專業(yè)人才。

4） 政策上扶持新專業(yè)。人工智能作為一個新興專業(yè)，專業(yè)教師需要學(xué)習大量新課程，參加大量培訓(xùn)，這些工作都耗費了教師大量的時間和精力。因此，對于新專業(yè)，學(xué)院應(yīng)該從政策上進行扶持，保障教師的權(quán)益。以陜理工為例，8位專業(yè)教師，每級兩個班級共60名學(xué)生，按照學(xué)?，F(xiàn)有工作量計算辦法，假定擁有完整的四屆學(xué)生計算，每個教師在人工智能系的教學(xué)工作量僅為每年260個左右，而學(xué)院劃定每個教師每年教學(xué)工作量的標準為300。這意味著本專業(yè)教師辛苦一年反而未能完成規(guī)定的教學(xué)任務(wù)（實際情況是本專業(yè)沒有足夠的教學(xué)任務(wù)），需要從年終津貼中扣減未完成工作量的金額。

因此，對于新專業(yè)應(yīng)該制定相應(yīng)的扶持政策，如考慮對新專業(yè)教師劃定較低的年工作量完成標準（年工作量標準不超過260） ；或?qū)π聦I(yè)在未來5年內(nèi)，給予較高的工作量系數(shù)（不應(yīng)低于1.16） ，以作為額外辛苦工作的補償；或調(diào)整其他相關(guān)專業(yè)的教學(xué)任務(wù)，使新專業(yè)教師能夠承擔。

5 實踐能力培養(yǎng)方面

地方高校人工智能專業(yè)主要培養(yǎng)服務(wù)地方和基層的實用型人才[9-10]，這就需要加強學(xué)生的專業(yè)實踐能力培養(yǎng)。為此，陜理工人工智能專業(yè)主要采取了以下幾項措施。

5.1 本科生導(dǎo)師制

陜理工人工智能專業(yè)從2022級開始實施本科生導(dǎo)師制，每個學(xué)生都被提前安排一個學(xué)業(yè)導(dǎo)師，每個教師在每個年級指導(dǎo)約7～8個學(xué)生。學(xué)生在學(xué)習過程中遇到問題可以咨詢自己的學(xué)業(yè)導(dǎo)師，導(dǎo)師可以提供理論或?qū)嵺`方面的指導(dǎo)；導(dǎo)師也可以安排學(xué)生參與自己的科研項目、發(fā)表論文等，從而提高他們的實踐能力和科研能力。

5.2 競賽項目驅(qū)動法

近年來，國家級的學(xué)生競賽項目日益增多，如中國大學(xué)生計算機設(shè)計大賽、中國高校計算機大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽、藍橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、華為中國大學(xué)生ICT大賽、“中國軟件杯”大學(xué)生軟件設(shè)計大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等。學(xué)科競賽是激勵學(xué)生深入鉆研專業(yè)技能的有效方式，它超出課本知識，考驗學(xué)生的綜合實力、邏輯思維以及臨場應(yīng)變能力[10]。人工智能專業(yè)教師積極組織學(xué)生參與上述各項競賽，采用項目驅(qū)動法，以競賽項目驅(qū)動實踐活動，不斷提高學(xué)生的實踐能力和水平。

此外，人工智能專業(yè)積極與相關(guān)企業(yè)進行溝通、交流，計劃聘請科大訊飛、探知圖靈和北京千峰互聯(lián)科技有限公司等的相關(guān)專業(yè)人員，對學(xué)生的實訓(xùn)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等進行部分指導(dǎo)。

6 結(jié)束語

在人工智能時代背景下，人工智能領(lǐng)域已經(jīng)成為未來國家之間的戰(zhàn)略性必爭之地，人工智能相關(guān)技術(shù)在未來社會生活、生產(chǎn)、經(jīng)濟和軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。地方院校的人工智能學(xué)院或?qū)I(yè)作為服務(wù)地方經(jīng)濟的主力軍，需要不斷思考自身的培養(yǎng)模式，持續(xù)優(yōu)化本專業(yè)的課程體系，不斷進行師資隊伍建設(shè)，加強學(xué)生的工程實踐能力培養(yǎng)，從而更好地服務(wù)社會、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟。

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