面向国防的高层次智能人才培养探索与实践

韩 珂，陆建峰

（南京理工大学计算机科学与工程学院，江苏南京 210094）

0 引言

智能科学技术是引领未来的战略性技术，是我国经济转型、产业升级、富国强军的原动力。中共十九大明确要求人工智能等先进技术与实体经济深度融合、推进现代产业和军事的智能化发展。

2018 年10 月，习近平总书记主持政治局集体学习时强调，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。

中共十八大以来，以习近平同志为核心的党中央为教育事业确立了“立德树人”的根本任务。2021 年习近平再次强调，要把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节，贯穿基础教育、职业教育、高等教育各领域，体现到学科体系、教学体系、教材体系、管理体系建设各方面，培根铸魂、启智润心［1］。

高等学校肩负着为党和国家培养合格建设者和可靠接班人的重任，新时代社会主义建设者和接班人，应是具有坚定的理想信念、深厚的爱国主义情怀、良好的品德修养、丰富的知识见识、不懈的奋斗精神、过硬的综合素质的时代新人。高校研究生培养要符合“科教兴国、人才强国、知识报国、实战保国”的新时代社会主义高层次人才培养目标。

清华大学林健等［4］总结了美国人工智能专业的建设路径，即跨学科门类的教师队伍建设、以多学科交叉融合为核心构建专业课程体系、以科学研究为支撑推进学科专业发展、人工智能伦理教育融入专业建设；文献［5］通过对中、美、英、加四国人工智能人才培养政策的分析和研究，提出促进人才培养平台建设、建立全国AI 人才培养体系、重视人才培养潜在的伦理问题、加强师资队伍建设、深化产学研合作育人机制等建议。但以上均为普适性研究和建议，未结合院校特色进行具体实践案例分析。文献［6］从培养应用型人才角度出发，介绍了地方性高等院校人工智能专业从课程建设、培养方案制定、引入职业管理等方面，以产教融合、校企合作方式深化培养模式；文献［7］从办学思路、课程体系设置与改革、实践基地建设等角度探讨新工科本科人才培养新方式。但相关研究面向初中级应用型智能人才，未涉及高层次智能技术人才培养。

本文以南京理工大学计算机与工程学院/人工智能学院为例，结合学院智能科学技术专业学科特色，对学生进行立德、修业、增智、明理的全方位引领，以德育贯穿智育，以信念汇聚学识，构建“品格塑造—知识汇聚—技能实践—场景应用”的四维培养空间，形成“奉献国防、国际协同、实践引领”的智能技术人才创新培养体系，培养面向国防、追求卓越的智能技术人才。

1 “传承红色基因、矢志国防建设”人才培养背景

南京理工大学源于中国人民解放军军事工程学院，作为一所具有鲜明军工特色的高等学校，为国防培养高层次人才具有义不容辞的责任。其中，计算机科学与工程学院源于1953 年创办的哈尔滨军事工程学院模拟计算机研究组，是我国高等学校较早建立的计算机系之一。2018 年6月学校批准成立人工智能学院，与计算机科学与工程学院合署运行。学院成立以来，践行“以德为本、以技为先”的理念，以服务国家战略需求、推动社会进步为使命，传承学校的国防特色和技术优势，为党育英才、为国铸利器，累计输送计算机领域研究生人才5 000 余人。

学院党委高度重视立德树人学生培养工作，“党政领导总负责，分管领导亲自抓，任课教师和研究生导师主动抓，教务辅导及其他管理人员配合抓”，齐抓共管。以红色历史传承、智能技术学科积累、王泽山院士爱国情怀、模范校友榜样示范、国防项目及竞赛等为教材和线索，传扬奉献精神，传承军工情怀，传播强国信念，将品格多重塑造贯穿学生入学到毕业整个求学过程。充分利用学校、家庭、社会等各类资源，覆盖教育教学、技能及社会实践等学习、生活各个方面，协同联动，践行全员全过程全方位合力育人。

2 “奉献国防、国际协同、实践引领”智能技术人才培养体系

近年来，我国人工智能高层次人才培养取得了一定成效，部分“双一流”建设高校相继成立人工智能学院、研究院，或通过其他创新机制，将人工智能相关学科建设列为重要建设任务，培养了一定数量的博士和硕士研究生。但是，我国高校人工智能相关学科建设和人才培养与发达国家相比仍有较大差距［2］。

对此，2020 年3 月3 日教育部、国家发展改革委员会、财政部共同印发了《关于“双一流”建设高校促进学科融合加快人工智能领域研究生培养的若干意见》（以下简称《意见》），指出培养和汇聚具有创新能力与合作精神的人工智能高层次人才是高校的重要使命［3］。

《意见》提出以“需求导向、应用驱动”“项目牵引、多元支持”“跨界融合、精准培养”为人工智能领域研究生培养基本原则，创新高层次人才培养机制和模式，具体举措有“确立专项任务培养研究生机制、强化博士生交叉复合培养、加强课程体系建设、加强国际交流合作等”。

南京理工大学计算机科学与工程学院/人工智能学院响应国家人工智能发展战略，适应新时代人才培养需求，围绕无人驾驶技术、机器人技术、机器学习理论及应用、视频图像理解等相关研究领域，结合学院科研优势和国防项目研制需求，加强顶层设计，加强理论研究，以立德树人为根本，围绕课程体系、实践创新、国际合作、国防特色等方面开展持续扎实的硕博人才培养探索与实践工作。

针对原有研究生培养和课程体系过于简单封闭、与国家需求的高素质复合型人才培养契合度不高的问题，提出“教学内容国际化、培养过程立体化、实践项目场景化”培养理念，构建“品格塑造—知识汇聚—技能实践—场景应用”的产学研多维融合跨平台培养空间，将国防军工精神和红色基因融入人才培养全过程，形成“奉献国防、国际协同、实践引领”的智能技术人才培养体系，如图1 所示。

3 “品格塑造—知识汇聚—技能实践—场景应用”智能技术人才多维融合跨平台培养空间构建

3.1 品格塑造空间：立德树人，面向国防需求

立足学科特色优势和人才培养定位，将国防军工精神和红色基因融入立德树人品格塑造各环节、全过程。

Fig.1 Intelligent technology graduate training system-“defense dedication，international collaboration，and practice guidance”图1 “奉献国防、国际协同、实践引领”智能技术人才培养体系

开展以“团结、献身、求是、创新”八字校风为核心的国防精神教育，并把对研究生的保密教育纳入每年的工作计划，通过调研走访、社会实践、学习交流等一系列活动，帮助学生树立居安思危的国防意识，内化于心，外化于行，弘扬“祖国利益高于一切”的爱国精神。

重视课程思政，紧紧抓住教师队伍“主力军”、课程建设“主渠道”、课堂教学“主战场”，形成“门门有思政、课课有特色、人人重育人”的良好局面。2021 年5 月16 日，全国高等军工院校课程思政联盟成立，对提高军工类院校课程思政建设工作水平，促进优质教育资源共享共建，全面提高人才培养质量有着重要意义。

坚持把军工特色的思政教育贯穿研究生培养始终，将课程学习、研究方向与国防领域的课题相结合，依托学院承担的在研军品项目，让科技竞赛、硕博士论文研究等为“科学强国、科技强军”做贡献。国防项目相关的论文评阅和答辩邀请军工一线专家，保证研究生论文的“军工底色、技术成色、实战本色”。

加强以军工报国榜样引领的社会主义核心价值观教育，开展系列报告、英模座谈、专题讨论活动，引导研究生认识到读书学习是一种工作责任、学以致用是一种生活态度、爱国奉献是一种政治要求，让广大学生在活动中亲身感受到榜样的力量。

3.2 知识汇聚空间：顶层设计，完善师资、课程体系

开展高层次师资队伍建设、精品课程建设，引进国际优质教育资源，多途径开展国际交流合作，“国际化、卓越化、多元化”提升智能技术学科研究生培养质量。

3.2.1 重视人才引进，壮大高层次师资队伍

院智能技术相关学科长期坚持与国际同行的学术交流与合作，与多所国际知名大学和研究机构建立了良好合作关系。近5 年累计引进海外博士40 余人，并通过本学科创新引智基地“111 ”计划项目，引进国外知名高校人才作为江苏特聘教授、校特聘教授、博导；聘请加州大学欧文分校信息与计算机学院首席教授Ramesh Jain、卡内基梅隆大学机器人研究所Mel Siegel 教授等来校或在线讲学。

鼓励青年教师到国外高水平大学进行访学、培训，目前和美国哈佛大学、卡耐基梅隆大学、普度大学、澳洲国立大学、新加坡国立大学等10 余所国际著名大学和研究机构保持长期合作关系；鼓励青年教师与相关国防单位、研究所、龙头企业合作开展科学研究，鼓励教师参加人工智能企业的师资培训，积极承担横向课题，了解企业真实需求及行业最新动态。上述措施的施行，使专业教师不仅具备扎实的理论知识，而且还具备良好的工程实践能力和综合能力，从而构建多类型、高质量、结构合理的师资队伍。向高水平师资倾斜，增加其科研经费以及博士招生名额，强调研究生导师把科学研究与育人结合，让知识传授与价值导向同频共振，以优化智能技术学科在产业创新、社会治理、国家安全等领域人才培养。

3.2.2 引入国际优质教育资源，创新课程体系

响应国家人工智能发展战略，以理论沿革和关键领域核心技术为主干，以重大科技前沿和产业应用创新需求为导向，结合本院科研优势和国防项目需求，精心设计智能学科核心知识课程体系。重视课程思政建设，强化课程“专业显性育人”和“思政隐性育人”的统一，在此基础上比肩国际一流引进课程内容和师资，建立国际化培养项目、考核标准。与智能技术学科世界第一的卡内基梅隆大学建立机器人技术研究生联合培养机制，并从美英一流高校引进了4 门机器人技术核心课程，60%以上研究生专业课程采用国外教材。

积极推行研究生授课方式的教学改革，将智能技术领域最新研究成果转化为教学内容，增加研讨课、主题演讲课、实验室实践课等环节，探讨螺旋递进式教学理念及翻转课堂教学模式，加强引导研究生课下学习兴趣，引入一批优秀的国际MOOC 课程（如斯坦福大学的Machine Learning）供学生课外参考。

在课程教学上力求做到基础性与前沿性相结合，建立多层次、模块化课程体系。学院自主选择开设的课程分为4 类：①基础理论类，如“非线性最优化”“矩阵分析与计算”“形式语言与自动机”“多尺度几何分析与稀疏表示”“计算理论与计算智能”；②专业理论类，如“模式识别理论”“人工智能原理与方法”“计算机视觉与图像理解”“深度学习神经网络”；③专业技术类，如“海量数据分析”“图象特征计算与表示”“媒体计算技术”“机器人自主导航与环境建模”；④学科前沿类，如“智能科学技术前沿”“量子计算前沿”“信息安全技术前沿”。并提供“Fundamentals of Image Analysis”“Machine Learning”“Bioinformatics”“Computer Vision”等一定数量的全英语课程供学生选修。

多种优质资源实现内容优化和学科交叉，提高了智能技术方向课程内容的学科先进性、教学方式方法的国际化、学习过程的研究探索性。

3.2.3 重视国际交流合作，强化国际化视野培养

与多所国际著名大学建立稳定的学术交流渠道，加强智能技术相关学科研究生国际化视野培养：与美国卡耐基梅隆大学“1+1”联合培养研究生；常态化组织学术论坛和国际会议；设立专项经费，鼓励资助研究生开展学术交流活动，包括与国外联合培养、参加学术会议、聘请海外专家作学术报告、参加各种学术交流活动等。

学校智能技术相关专业与国外高校开展形式多样的合作办学或联合培养项目。2011 年，教育部批准与美国卡内基梅隆大学（CMU）合作举办机器人技术专业硕士研究生教育项目，该项目是学校在国际化高水平专业学位培养的一次重要实践，它加深了教师对世界一流大学教育的认识与理解，推动了两校在智能技术学科高端人才培养方面的全面合作。基于双方在培养理念方面达成的共识，从2012 年起，卡耐基梅隆大学开始接收我校智能技术相关专业本科生和博士研究生进行联合培养，扩展了人才培养领域，拓展了合作的深度和广度，也提高了学校的影响力。

近年来71 位全日制博士研究生赴境外联合培养，88 位全日制硕博毕业生共参与了125 人次国际会议，并做口头报告；邀请Andrew Perrig 等学术大师来校交流，5 年中共邀请超300 人次国际学者来校讲座。

参与发起和举办智能技术相关学科系列重要学术会议，如IEEE MLA、WISE、亚太多媒体学术会议、ACPR 2017、PIC 2017、ISCIDE 2019、PRCV 2020 等，并常态化组织CCF 南京钟山大讲堂、学院行知论坛等系列学术活动，提升了相关学科的国际化水平，开拓了研究生国际化视野。

3.3 技能实践空间：注重实践，提升创新能力

人工智能的典型特点是应用驱动，因此，高校必须加强实践应用型人才培养，在校企合作的同时深化产教融合，打造产学研一体的人工智能人才培养实践基地［8］。

学院联合企业和国防单位，一方面通过建立校企合作课程、增加课程教学实践比重以及举办江苏省暑期学校等扩展知识维度，强化实践能力，另一方面扩展项目课程体系（EPCS），建立跨课程、跨学年的项目训练机制，依托工信部、教育部、江苏省以及学校多个智能相关领域研究生实践基地及工作站，联合ABB、Horizon、Honeywell 等世界顶尖人工智能技术公司，为研究生提供实习机会和训练内容，培养学生脚踏实地的工程类实践能力。

笔者学校在人工智能技术领域的相关学科实验室和平台比较齐整，拥有多个省部级平台，如学校省级校企合作实践中心“IT 人才实训中心”、“江苏省社会安全图像与视频理解重点实验室”、工信部“全国移动互联网创新教育基地”、教育部“互联网应用创新开放平台示范基地”和教育部“高维信息智能感知与系统”教育部重点实验室等。同时拥有工业和信息化部批准建立的信息领域研究生创新基地，以我院为主联合电子科学与光电工程学院、自动化学院，将信息领域培养创新人才的体系和管理运行模式整合在一个系统框架下，既促进了智能技术学科和其他学科的融合发展，又探索了以实践应用问题为牵引的学科交叉人才培养模式，实现人才复合培养，实现研究生综合素质和创新实践能力的提升。

在建设校内省部级实验室的同时，学院与国内知名企业建立系列产学研协同创新平台，还建立了一系列用于研究生培养的创新实验平台，包括无人飞行器实验平台、基于嵌入式的机器人信息处理平台（主要包括FPGA、DSP、MCU 等嵌入式平台，单核、多核实验平台）、基于视觉导航的机器人视频开发平台、移动机器人导航控制实验平台（主要包括机器人底盘、驱动器、定位定向传感器、激光雷达等）、深度学习开源平台飞桨等，为面向应用场景和国防项目的技术专项探索、人才定制培养提供新的实施环境。所有的科研实验室和基地平台都对学生开放，有力支撑教学中各种实践性课程实验和科研训练。

目前，与智能技术相关的研究生培养单位与258 家校外单位合作建立了实践基地，合作单位既有国防单位（总参陆航所、总装31 基地），也有科研国家队如中科院、工程物理院；既有大型军工集团（兵器、航空、航天、船舶等）、大型国企（中电14 所、中兴通讯等），也有大型民企（华为、百度、法尔胜等），以及诸多中小型企业（亚信联创、江苏润和等），加上国际知名人工智能和机器人公司（图灵人工智能研究院、June Intelligence、ABB、Horizon、Honeywell 等），长期派出学生到相关企业和单位从事各种实习训练，充分吸纳科研优势资源、行业优质资源参与研究生培养，切实提高研究生实践创新能力。

2021 年上半年，南京理工大学—华为技术有限公司“智能基座”产教融合协同育人基地、南京理工大学—百度公司人工智能产教融合协同育人合作协议分别签约，在师资培训、专业课程联合开发、创新实践、大赛及论坛等方面展开合作，为智能技术学科研究生提供新的深度实践平台。

3.4 场景应用空间：国防特色，项目、竞赛引领

学院结合面向国防需求和军民融合需求，兼顾学生的个性发展，以课程提升学习能力，以实践加强工程能力，以科研项目、竞赛、奖项实现落脚点——具体场景应用，构建校企协同、军工导向、项目依托、竞赛提升的多层次、多渠道、立体化的研究生实践创新场景应用空间。将最优质的资源配置给学生，强调培养并锻炼学生的自主创新能力，提升研究生学习知识技能的满足感、获得感，并反哺其自主钻研学习能力，做到有作为，在实干中彰显责任担当。

承担总装备部、各军兵种的众多国防预研和型号项目，聚焦社会需求及自动驾驶、机器人技术等国防需求，以国防项目作为研究生培养和技能训练的直观课堂，鼓励并要求研究生充分参与项目研制与系统研发。验证科研技术成果，检验学生培养质量，既对智能技术学科发展起到了支撑作用，也培养了研究生“乐于钻研、甘于奉献、善于突破、勇于担当”的国防精神。

投入600 多万元专项经费用于支持创新基地或相关实验室，开展创新性科学研究活动、申报各类创新项目，鼓励研究生将所学知识、技能应用到各类科技竞赛活动中去。近5 年智能技术学科相关研究生共获批江苏省研究生科研创新计划立项44 个，实践创新计划立项36 个，两名博士研究生入选博新计划，硕士研究生李剑入选腾讯科技有限公司“犀牛鸟精英研究生计划”并进入“2019 福布斯中国30岁以下精英”榜单。

研究生每年参加各类全国性科技竞赛50 多人次，年均获得国家级各项奖励10 多项，成果多次被央视科教频道、江苏卫视等报道（见表1）。

Table 1 Honor of champion（first prize）of international and domesticsci-tech competition obtainedby of intelligent technology graduate students表1 智能技术相关专业研究生国际国内科技竞赛冠军（一等奖）荣誉

4 “面向国防、追求卓越”培养目标达成

4.1 人才培养

智能技术相关专业年平均培养硕博士研究生100 多人，获得省部级及一级学会优秀硕博士毕业论文、国家奖学金、工信部创新奖学金等各类国家级荣誉30 多人次。学生毕业后无论是继续深造求学还是投身企业实践都极具竞争力（见表2）。

Table 2 Whereabouts statistics of intelligent technology graduate students after graduation表2 智能技术专业研究生毕业后去向

相关研究生教育和人才培养成果《计算机专业产学研协同创新人才培养模式的研究及实践》荣获2013 年江苏省教学成果二等奖，江苏省研究生教育教学改革研究与实践课题《需求驱动的专业学位研究生培养模式研究与实践》、《面向国防、追求卓越——基于立德树人理念的智能技术人才培养的探索与实践》分别荣获2015 年度、2019 年度江苏省研究生教育改革成果奖二等奖。

4.2 国防贡献

以智能技术相关学科硕博士研究生为骨干的科研团队，多次承担国防各级科学研究和技术攻关课题，如军品973、军品核高基、军品863、军品型号等，圆满完成研制任务，成果应用到地面作战、航空航天、军事训练等各个领域，荣获全军科技进步一等奖等多项奖励。在研究生为主体参与的陆军2016、2018“跨越险阻—地面无人系统挑战赛”中，学校团队勇夺C 组（城镇战场侦查与搜索比赛组）第一以及其它组别的多项奖项。

经过面向国防需求的系统性教育和培养，学院每年毕业的硕博士研究生中有1/4 进入军队、兵器、航天、船舶等国防军工单位或企业，投身富国强军的实战第一线（见表3）。

4.3 军民融合

在培养研究生进行基础研究和国防项目实践的同时，积极面向国家经济建设和社会发展，开展军转民和军民融合研究。

在第二届中国军民两用技术创新应用大赛上，学院师生共同完成的军转民用项目“遥感地质应用成像仪与数据分析系统”荣获铜奖，系统在中国国土资源航空物探遥感中心等单位投入使用；依托军事遥感技术研发基础，我院博士研究生参与研制的航空高光谱图像大气辐射校正和边缘辐射校正等软件系统已应用于中国地质调查局“航空高光谱成像系统集成与示范应用”地质调查计划项目；依托在军工项目领域积累的图像处理和目标检测技术，研发了多款点钞机、清分机，成为国内首批通过国家标准测试并进入银行市场的产品；研制的道路路面智能检测车，在沪宁高速、盐靖高速、京台高速、沿海高速等地大规模应用，获得省科技进步奖（见表4）。

Table 3 Typical examples of outstanding graduates engaged in the field of national defense and military industry表3 投身国防军工领域的优秀毕业生典型

新冠疫情暴发后第一时间，杨健教授带领研究生利用模式识别与计算机视觉领域长期积累的研究经验和实验室现有设备，成功研发了“PCA-Lab 智能体温监测系统”并投入使用，将专业知识转换为抗击疫情的“武器”。

4.4 学科发展

南京理工大学计算机科学与工程学院/人工智能学院有超过半数教师的研究方向与智能技术相关，该方向的研究生培养质量对学科发展起到了很大的支撑作用。目前，学院计算机科学学科进入全球ESI 前1%，2018 年中国最好学科排名前10%，列全国第28 位。计算机科学学科评估为B+，软件工程学科评估为B，发展态势良好，并有进一步上升趋势。

Fig.2 Promoting discipline development图2 助力学科发展

Table 4 Award winning projects in the field of intelligent technology completed by graduate students表4 研究生参与研究完成的智能技术领域获奖项目

5 结语

2019 年5 月，习近平向国际人工智能与教育大会的贺信中指出，把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，培养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命［9］。

南京理工大学计算机科学与工程学院/人工智能学院把立德树人的理念融入培养全过程，包括入学教育、课堂教学、开题答辩、科研项目、论文研究等全过程，在潜移默化中培养学生的爱国奉献精神；瞄准国际一流，追求卓越，通过引入国际一流的课程以及联合培养方式，按照国际标准培养具有国际视野的高层次学生；通过顶层设计，一方面引进多个相关学科的人才，另一方面设计相关课程体系，实现学科交叉融合；实践教学是提高学生创新能力的主要手段，通过设计多种形式的实践环节，努力提高学生的创新能力；以国防项目为抓手，在项目实施过程中培养学生的创新能力和团结奉献精神。

经过面向国防需求的系统性品格塑造和能力培养，每年毕业的硕博士研究生中有1/4 进入军队、兵器、航天、船舶等国防军工单位或企业，投身富国强军的实战第一线；引进国际优质教育资源及师资力量、发起和举办智能技术相关学科系列重要国际学术会议、常态化邀请国外学者进行学术讲座、鼓励资助研究生与国外高校联合培养、参加国际会议及学术活动等，拓展国际化视野，国际协同提升智能技术相关学科研究生培养水平；充分利用各类创新实践平台、基地和社会资源，创建“课堂—实验室—企业—社会—海外”多维实践体系，鼓励并资助学生申报各类创新项目、参加各类科技竞赛、作为主力军参与科研项目，在实战中检验理论知识、动手能力及研究水平，学用结合，实践引领，多举措提升研究生学术与实践创新能力，取得显著成效。

在取得成绩的同时仍需看到存在的问题，如高层次师资博士招生名额紧缺、跨学院学科交叉人才培养导师制度单一、高科技创新企业参与建设应用型模块课程不够等。未来将继续以解决人工智能重大理论和实践应用问题为牵引，根据学院特色聚焦自动驾驶、机器人技术等国防需求，将立德树人贯穿培养全过程，培根铸魂，启智增慧，引导学生投身、担责、获誉；积极探索，大胆创新，不断巩固和完善智能技术人才培养空间和体系，持续为国家输送具有创新能力的智能技术高层次人才。