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      創新型人工智能人才培養的教學體系探究與改革
      [ 通信界 | 胡小方 張里博 | www.sdgj0817.com | 2023/7/23 18:35:16 ]
       

      摘要:創新型人才已經成為當今社會可持續性發展必不可少的重要環節。隨著智能時代的到來,人工智能技術不斷發展,我國對創新型人工智能人才的需求不斷增加。針對以上情況,我國院校必須革新現有的教學體系,為國家培養創新型人才。本文對人工智能領域創新型人才培養的教學體系進行探究分析。

      關鍵詞:人工智能領域;創新型人才培養;教學改革

      院校在對傳統的教學體系進行革新時,需要在重視理論的基礎上,抓好實踐操作教學,落實素質教育,并通過科學合理的配置,不斷優化完善課堂設置,采用因材施教、分類培養的教學方式,增加實踐操作的頻率,為學生提供社會實踐的機會,從而營造出一個創新、共進、奮進的學習氛圍,五育并舉,培養學有專長、有創新意識、創新能力的人工智能專業技術人才。

      一、人工智能領域教學體系現狀

      現有的教學模式是以教師為主、學生為輔的教學模式,以傳授知識為主要目標,以課堂講授為主的教學方式,將教師和教材作為課堂的核心,采用筆試、考試等方式對學生的學習水平進行評價、評估。大部分院校在進行專業知識的授課時,并沒有結合當前實際的人工智能發展狀況對教學內容進行更新、優化,大部分院校的教學內容、教學方法雷同、古板,從而導致在培養新型人才的過程中沒有明確的教學方向、教學目標,進一步影響整個人工智能領域的教學體系。隨著科學技術的不斷發展,人工智能領域也在不斷進步。然而,由于大部分院校在進行人工智能教學時并沒有結合當前的時代特征,導致教學模式古板,沒有創新性,從而影響我國的創新型人才培養進程。

      二、建立創新型人才培養的教學體系的指導思想

      國家的發展必定離不開創新型人才,創新已經成為當前環境下至關重要的部分。因此,在人工智能領域的教學過程中,高等院校必須加強對創新型人才培養工作的重視程度,不斷為國家培養具有創新意識、創新能力的高素質人才。院?梢酝ㄟ^建立健全完整的人才培養體系,堅持以人為本、以學生為主的教學理念,結合學生的實際水平、個性發展,建立健全相應的人工智能領域教學體系。同時,學校必須要求創新型人才具備電子信息類專業知識,并熟練掌握計算機理論、計算機軟硬件的基本知識。

      三、建立創新型人才培養的教學體系的總體思路

      (一)制定人工智能創新行動計劃的主要目標

      人工智能是一門綜合性學科,其具備較高的難度以及復雜性,是以認知科學為基礎,涵蓋推理、機器感知、機器學習等多方面的知識。人工智能涉及計算機、數學、生命科學等眾多復雜學科,因此,在制定創新型人工智能人才培養方案時,高校應當結合人工智能的特征,制定科學合理的培養方案。當前環境下,創新型人工智能人才需要具備新的需求,高校應當制定人工智能創新行動計劃的主要目標,發展高?萍紕撔麦w系學科體系優化布局,以人工智能基礎理論知識為基礎,結合相關關鍵技術,不斷培養創新型人工智能人才,使得人才具備AI領域科技創新能力,從而建立健全一支具備高素質、高水平的專業人才隊伍,為我國產業升級、經濟轉型、智能社會建設提供有效支持。

      (二)將人工智能學科化

      人工智能學科主要以人工智能、認知科學、腦科學等作為研究對象,包含了數學、計算機科學等多個領域的專業相關知識。高?梢源罅ν茝V人工智能交叉學科的課堂建設工作,并進行跨學科招生,從而為我國培養創新型人工智能人才。人工智能人才的水平決定著人工智能技術路線以及發展方向。當前情況下,人工智能技術已經被廣泛應用于我國的各個領域。因此,不斷推進創新型人工智能高端人才培養進程,可以改變我國人工智能產業發展現狀。通常情況下,我國人工智能人才培養主要針對熱門方向,而AI架構師、仿生機器人等相關專業人才稀缺,高校應當將人工智能學科化,設立專門的人工智能課程,不斷提高學生的人工智能水平,普及人工智能技術的相關知識。

      (三)因材施教,分類培養,改變教學模式

      人工智能是一個學科交叉融合,理論實踐并重的專業。在教學過程中,院校必須改變傳統的填鴨式教學,并結合當前新課改體制下的教學需求,打造一個創新型人才培養的良好環境,革新、優化現有的教學體系,堅持以人為本、以學生為主的教學模式,針對學生的實際情況、個體差異、學習水平,制定多元化、針對性的教學。

      (四)加強實踐,提供機會,營造創新氛圍

      院校必須著重培養學生解決問題的能力、創新的能力,才能夠保證學生進入到社會工作時能夠完全適應社會發展。因此,院校應當增加對實踐教學的重視程度,提高課堂中的實踐操作、開放實驗頻率,為學生提供更多的社會體驗、學習機會,從而營造一個創新、和諧、共進的學習氛圍。

      四、創新型人才培養的教學體系探究、改革的主要內容

      隨著經濟的不斷發展,科技革命、產業革命隨之而來,人工智能技術被廣泛應用于我國的各個領域。因此,人工智能人才培養方案必須符合當今時代發展特征,高校必須認識到人工智能在未來的工業生產過程中占據的重要主導地位。人工智能作為社會的“加速器”,經濟發展的“新引擎”,在我國社會經濟發展過程中起著重要作用,是我國科技創新戰略發展的重要內容。

      (一)建立健全有利于創新型人才培養,具備特色培養方案、培養課程的教學體系

      院校應當以培養學生的創新意識、創新能力為基礎,制定科學合理的培養方案與課程體系,堅持以人為本、以學生為主的教學理念,做到因材施教,分類培養,從而為我國培養出具備高素質、高技術水平、高層次的專業技術人才。

      1.以滿足學生個性化發展為目標,確立分層次的培養模式

      院校應當通過不斷地深入分析,深層次思考,收集調研,結合當前院校的實際教學內容、教學水平,積極引進優秀的教學體系、教學模式,建立一個以滿足學生個性發展為目標、確立分層次的培養模式。具體來說,院?梢詫⑴囵B方案分為人工智能理論、人工智能應用兩個方向。人工智能理論方向主要是保證學生具備扎實的理論知識,對計算機、電子科學等理論有深層次的理解。其要求院校以學生專業理論知識為基礎,不斷培養學生的創新能力以及綜合設計能力。人工智能應用方向主要是保證學生具備高等基礎知識、專業基礎知識以及規范的工程素質。除此之外,院校應當針對每一屆學生的不同學習狀況、學習水平,制定針對性的培養方案。

      2.重視數理知識、電子信息基礎理論課程的學習

      數理基礎課程是人工智能專業課程的基礎內容,能夠開發學生的創新思維,訓練學生的創新能力、思維能力,是培養創新型人才的關鍵因素。因此,院校在培養創新型人才的過程中,必須加強對數理基礎課程、電子信息類基礎課程的重視程度,并針對學生的實際水平,增設數學分析等選修課程,保證學生鞏固基礎知識的同時能夠吸收新知識,完成自身理論體系的建設。

      3.建立精品課程和教材,為學生提供豐富的教學資源

      院?梢酝ㄟ^以下幾種方式建立精品課程、精品教材,從而為學生提供豐富多樣的教學資源。①院校需要結合當前專業的培養方案、培養目標,不斷優化課程設置。例如,針對人工智能理論方向,院?梢栽鲈O最優化理論與應用等專業性課程,不斷鞏固學生的基礎知識,使得學生不斷吸收新知識,從而強化學生的創新能力、工程素養。②院?梢栽鲈O研究型、自主型課程,保證學生能夠自主研究、自主學習。同時,院校應當鼓勵學生積極參加學校開設的論壇、講座等活動,從而不斷培養學生的自主學習能力、創新能力、團隊精神、專業素養、工程素質。③院校應該不斷增加、拓寬教學資源,保證學生擁有實際操作、實操訓練的機會。具體來說,院?梢越⑾鄳娜斯智能創新基金,按照學生的創新成果進行獎勵、資助,鼓勵學生不斷創新。畢業設計可以結合導師的已有項目,增加學生的積極性、主動性。④院校應當建立健全完善的激勵體系,統一、規范獎勵制度,完成精品課程的建設。同時,院校應當對教材進行嚴格把控,并建立教材基金,從而為創新型人才培養工作的開展提供豐富的教學資源。

      (二)建立健全完善的實驗體系和環境,為學生打造優質平臺

      實踐教學是人工智能教學過程中的重要環節,其可以保證創新型人才培養的質量不斷的提高,學生的專業技術水平有著質的飛躍。因此,院校應當堅持以人為本、以學生為主的教育理念,在重視理論的基礎上,不斷強化學生的實踐操作能力,將實踐教學作為教學工作的基本出發點,通過學生的個性化發展,因材施教,堅持新課改原則,經過科學合理的分類培養,啟發創新,完成實驗體系和環境的建設工作,從而為學生創新能力的提高打造優質平臺。

      1.建設開放的分層次實驗室,為人才的分類培養提供優質的硬件環境

      院校應當不斷對實驗室進行完善、優化,通過對實驗設備的數量、質量進行管理控制,從而保證開放的分層次實驗室設備充足、技術先進、功能齊全,以此為學生打造一個數字電路、模擬電路、微機系統、計算機組成、嵌入式系統等七個專業于一體的優質實驗室,為學生的創新活動提供平臺和環境。

      2.實施分類培養,為人才的分類培養提供優質的軟件環境

      為了實現分類培養的目標,院?梢詫嶒灲虒W分為基礎實驗、綜合性與設計性實驗、創新及研究性實驗三個方向。①基礎實驗可以保證學生鞏固、掌握基礎理論知識,實驗室中應當具備完整的操作設備,保證學生能夠完成單人操作、單人實驗。②綜合性設計性實驗可以保證學生綜合操作能力的不斷提高,尤其是多種實驗內容的不斷結合、相互作用。院?梢酝ㄟ^設計性、綜合性的實驗項目,加大項目難度,從而提高學生的實際操作能力。同時,院?梢栽谌粘5挠嬎銠C教學過程中增加實驗教學、實操教學的頻率,從而保證學生具備基本的操作能力、創新能力。③創新型與研究型實驗可以保證學生具備創新能力、工程素養。具體來說,院?梢源蛟煲粋集合各種競賽與各種實驗的學生培養基地,將研究型實驗與學校組織的各類競賽活動相結合;將實踐操作與老師的科研項目相融合,從而不斷開發學生的創新思維,培養學生的創新能力。

      (三)鼓勵學科競賽,為學生創新意識的培養提供良好的氛圍

      1.通過豐富的學生活動,培養學生的參與意識

      院校應當鼓勵學生積極參與到學校舉辦的各類競賽活動中,要求學生通過小發明、小設計、小創作等方式展示自己的軟件制作、硬件設計能力,為學生打造一個激情的、創新的競賽平臺。同時,學?梢葬槍W生的實際狀況,定時、定期舉行大型的設計比賽,面向全體師生進行選拔,從而提高學生的競爭意識、參與意識。

      2.建立健全完善的激勵體系,激發學生積極性、主動性

      院?梢越⒔∪晟频募铙w系,通過獎金、資助等方式,鼓勵、激發學生不斷參與到各類競賽、各類活動中。同時,針對在大型比賽、全國性競賽中取得優異成績的學生以及團隊,院?梢越o予適當的獎金、資助,提供保研機會,從而增加學生的積極性、主動性。

      3.通過優秀學生的帶頭作用,形成良好的創新環境

      院?梢詫υ谌珖荣、大型比賽中取得優異成績的學生進行公示、激勵,宣傳其拼搏精神、創新精神,建立良好的榜樣形象,從而不斷激發院校內其他學生的創新精神、研發精神,為營造一個積極進取、奮發圖強的良好學習環境奠定基礎。此外,當學生以及團隊在各種大型比賽、國際比賽取得優異的成績時,院?梢詮娜瞬排囵B出發,通過教育創新的模式,對現有的成果進行探索、分析,從而制定出更加科學合理的培養方案,并不斷提高學生的參與積極性,培養學生的創新意識。

      (四)建立健全質量監督體系,完善質量保證制度,為創新型人才培養提供保障

      1.人才培養質量保證體系的組織構成

      通常情況下,人才培養質量保證體系是由指導委員會、教材建設委員會、畢業設計小組等共同組成。其中,指導委員會又分為教學研究組、教學督導組。①教學研究組是以規劃課題、培養方案設計、建設精品課程為核心內容,完成相應的教學成果申報工作。②教學督導組需要對院校的教學工作進行有效咨詢、溝通,并提出合理建議,從而高效地完成監督、檢查、指導等工作。

      2.日常教學管理中的實施

      學院需要制定科學合理的規章制度,嚴格按照教學指導章程,明確課程教師的責任與職責,充分利用指導委員會的作用,完成對教學工作的實時監測、全面反饋和評價。針對日常教學,院校需要統一、規范教學管理方式,構建科學合理的課程梯隊,堅持新課改制度的基本要求,保證教學質量不斷提高,維護課堂教學的秩序。此外,院校還可以選擇優秀的學生擔任低年級學生的學業指導老師,在對低年級學生進行輔導功課的同時,也能夠指引低年級學生參與到學校舉辦的各種競賽活動中。

      五、結束語

      綜上所述,人工智能領域的創新型人才培養是保證我國經濟持續性發展的重要環節。因此,我國需要對人工智能教學體系進行不斷的革新,從而為我國培養出符合社會發展、具備創新能力與創新意識的新型人工智能人才。

      作者單位:胡小方 張里博 西南大學人工智能學院

      參  考  文  獻

      [1] 李凌,張碩.高校人工智能類課程體系的建設方法研究[J].電腦知識與技術,2020,16(34):92-93.

      [2] 何志敏,王東,錢映璇. 智能科學與技術專業人才培養體系探索[C]//.Proceedings of 2018 International Conference on Information, Teaching and Applied Social Sciences (ITASS 2018).Proceedings of 2018 International Conference on Information,2018:412-416.

      [3]許瑩,鐘雄虎,周旭,等.面向學生能力培養的人工智能課程多元實踐教學體系[J].計算機教育,2021(11):77-79.

      [4]吳錦華,萬家山,李京陽,等.遞進式應用型人工智能專業實踐教學體系探究[J].現代信息科技,2020,4(23):192-195.

      [5]李凌,張碩.高校人工智能類課程體系的建設方法研究[J].電腦知識與技術,2020,16(34):92-93.

      [6]郭士茹,王誠林,郭永峰,等.新工科背景下人工智能專業人才培養對策分析[J].黑龍江科學,2022,13(17):90-92.

      基金項目:重慶市高等教育教學改革研究項目(213067)、西南大學教育教學改革項目(2021JY057)。

      胡小方(1982.09-),女,漢族,河南許昌,博士學歷,教授,研究方向:人工智能算法、信息器件分析、人工智能專業教育教學等;

      張里博(1989.03-),男,漢族,河南漯河,博士學歷,講師,研究方向:模式識別、智能決策、智能算法等。

       

      1作者:胡小方 張里博 來源:中國新通信 編輯:顧北

       

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