应用型高校“人工智能+电气专业”复合型人才培养体系构建研究

齐明洋，南锦顺，刘志东

(吉林农业科技学院，吉林 吉林 132101)

0 引言

教育部2018年4月印发的《高等学校人工智能创新行动计划》文件中指出，我国要建设100个“人工智能+X”复合特色专业，重视统计学、物理学、心理学等学科的交叉融合。近年来，我国人工智能市场增长惊人，虽然在国家的大力推动下，我国在AI领域的研究已经取得了较大的飞跃，相关论文发表数已经超越美国，但我国高校及企业在人才的培养上与美国顶级大学还有一定差距。巨大的人工智能人才缺口，需要我国不断提高人才的培养规模和质量。高校处于科技第一生产力、人才第一资源、创新第一动力的结合点，在人工智能基础理论和自然语言理解、计算机视觉、多媒体、机器人等关键技术研究及应用方面具有鲜明特色，在人才培养和学科发展等方面具有坚实基础。面对新一代人工智能发展的机遇，如何构建“人工智能+电气专业”人才培养体系，可以培育出更多有关人工智能领域的人才，进而不断推动人工智能与人民需求深度融合，为改善民生提供新途径，最终对带动我国人工智能总体实力的提升有重要意义。

1 人工智能概述与实施动因

人工智能(Artificial Intelligence， AI)，人工智能是指机器能够类似人类一样具备智能的思考能力，而非传统的简单逻辑控制。AI是主要研究用于模拟、延伸和扩展人的智能理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能涉及的学科较为宽泛，它由计算机科学与技术、统计学、控制科学与工程、神经学、心理学、仿生学、哲学等学科构成。

人工智能目前在计算机视觉、自然语言处理、推荐系统等领域落地项目较多，其主要涉及机器学习、深度学习等领域。目前，人工智能已经与生活、工业等领域联系密切，在人工智能的时代下进行“人工智能+电气专业”人才培养体系的构建需要对人工智能的含义及未来发展的趋势进行深刻的理解，这样才能构建好“人工智能+电气专业”的人才培养体系。

2015年吉林农业科技学院确定转型为应用型本科大学，学校以培养学生应用能力为主体，围绕着人才培养体系等多方面进行深化改革，顺应当前人工智能技术发展的趋势并结合吉林农业科技学院电气工程及其自动化专业的特点，进行“人工智能+电气工程”复合型人才专业的构建可以更好地提升学生应用能力，也会使得学生的就业前景更为广阔[1]。

2 “人工智能+X”复合特色专业国内外研究现状

从文献研究来看，在20世纪50年代美国就开始对人工智能领域进行大规模研究，目前这些传统强校有：卡内基梅隆大学、斯坦福大学、麻省理工学院、加州伯克利大学、哈佛大学、普林斯顿大学、康奈尔大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校等。英国也是人工智能研究的重地，人工智能之父阿兰图灵(Alan Turing)便毕业于剑桥大学，此外还有世界大学综合排名前10的牛津大学，以及伦敦大学、帝国理工学院、爱丁堡大学、伦敦大学玛丽皇后学院等。这些高校在人工智能技术方面研究的时间较早，并且已经形成了较为成熟的“人工智能+X”复合特色专业人才培养体系。

20世纪50年代时我国对人工智能的研究较少，改革开放后，自1980年起中国派遣大批留学生赴西方发达国家研究现代科技，人工智能才得以实质意义上的研究。我国人工智能的发展近几年受到了国家的大力支持，除了清华大学、北京大学、中国科学院大学、香港科技大学、南京大学、哈尔滨工业大学等传统人工智能强校，还有主要面向国防领域人工智能的大学，如国防科技大学、北京航空航天大学、西北工业大学等。特别是工业界如BAT(百度、阿里巴巴、腾讯)三巨头分别设立自己的人工智能研究院，以及华为、京东、地平线机器人、滴滴、大疆、顺丰等一大批高科技公司也纷纷建立相应的实验室，培养人工智能人才。我国在人工智能领域发展的时间不长，所以人工智能人才培养体系也较为不成熟，而涉及的“人工智能+X”复合特色专业人才培养体系就更属于初创阶段。

3 人才培养体系构建

3.1 修订“人工智能+电气专业”领域应用型人才培养目标

结合“人工智能+电气专业”、企业及社会需求人才情况分析原有电气工程及其自动化专业人才培养目标存在的不足，提出适应企业、社会发展所需的“人工智能+电气专业”领域应用型人才培养目标。

《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》中提出了对电气类人才培养目标的要求，此标准提出的时间为2018年。目前，人工智能发展迅速，已经与很多学科都形成了交叉，虽然各高校可以依据学校的自身特点进行修订，但人才培养目标在电气类中涉及人工智能的高校不多。

在人工智能盛行的时代下，在电气信息类教育中的人才培养目标已经无法顺应时代的发展及企业对人才的需求，所以在培养目标中需要结合人工智能的因素，以此来帮助学生在毕业之后能够跟上当前的技术发展[2]。

3.2 构建CDIO理念的校企合作教学模式

应用型大学相对于研究型大学和教学研究型大学更侧重于“应用”二字，其是依据中国大学的教育特点及中国的经济形式而制定的一种新类型教育。目前，CDIO教育模式与高校结合十分紧密，且已经取得了一定成绩及经验。CDIO是一种工程教育模式，主要体现的是学生在学习的过程中“学中做”与“做中学”，学生在这种教育模式下可以使应用能力得到充分锻炼，进而让学生在毕业工作中尽可能与企业实现无缝对接，以快速适应企业的节奏及工作模式。所以可以采用基于CDIO理念的教学训练方法，联合企业与学校推进校企合作，建设校企合作实验室，由企业工程师与专任教师共同授课，实现理论与实验一体化教学[3]。

3.3 构建“人工智能+电气专业”领域应用型师资队伍

3.3.1 引进人工智能专兼职教师

“人工智能+电气专业”人才培养体系的构建需要“人工智能+电气专业”相关教师的积极参与，目前，电气专业涉及人工智能的教师较少，可以采用公开招聘的形式引入专职教师，从企业及其他高校引进兼职教师，以保证“人工智能+电气专业”拥有复合特色的教师队伍。

3.3.2 提升专业教师及辅导员教师的人工智能教育素质

目前，学校电气类专业教师从事教学及科研都侧重于电力系统、自动化、控制等传统领域，涉及人工智能交叉应用的教师较少，要想构建好“人工智能+电气专业”人才培养模式，首先专业教师应具备人工智能的相关知识，这样才能在授课、学科竞赛、科研中游刃有余地对学生进行更好的教育。此外，学生4年的日常管理、职业规划、思想政治教育都受辅导员教师深刻的影响，辅导员对学生的影响起到了举足轻重的地位，所以辅导员教师也应了解人工智能领域相关的浅层知识。辅导员具备了人工智能的基本素养才能在平时的学生日常管理、学生竞赛、思政教育等方面起到对“人工智能+电气专业”复合型专业构建的积极影响。

3.4 构建“人工智能+电气专业”领域应用型课程体系

在深刻理解“人工智能+电气专业”培养模式的基础上，结合当前人工智能发展的现状及趋势，构建以“岗位能力-专业能力-核心能力”为导向的课程体系。吉林农业科技学院“人工智能+电气专业”复合型专业能力，如表1所示。

表1 “人工智能+电气专业”课程导向能力

表1中主要以岗位能力就业为导向，最终制定的课程在充分分析核心能力及原有课程体系的基础上，对原有课程进行删减或学时调整，增加“Python编程”“机器学习”“机器视觉基础”“工业机器人应用与维护”“机器人基础原理”“机器人操作系统基础”“伺服电机原理与应用”课程及配套实践课程。

构建好课程体系后将课程的知识点提炼并归类，以项目为载体，融理论学习和能力培养于一体进行项目化教学，使学生的学习方式实现由个体学习向团队协作的方向转变，不仅培养了学生的专业技能，而且使学生在学习中了解研发过程，将理论与实际相结合，提高学生分析与解决实际问题的能力[4]。

3.5 培养“人工智能+电气专业”学生应用能力

3.5.1 创建人工智能学生社团，以竞赛模式驱动人工智能应用能力提升

建立人工智能学生社团，以竞赛激发学生对人工智能的兴趣，鼓励学生报名。人工智能竞赛多与实际问题联系在一起，例如吉林省大学生机器人大赛通过选择竞赛项目，如空中机器人、武术比赛、全地形机器人等项目，学生需要综合运行人工智能知识解决系统设计、模块配置、调试及软件编程等竞赛过程，以竞赛的教学模式驱动学生具备人工智能技术应用及编程能力。

3.5.2 以“大学生创新创业”项目为载体搭建人工智能实践平台及组建指导教师团队以促进学生应用能力提升

筛选出每年大学生创新创业涉及人工智能及优秀项目为项目库，搭建人工智能实践训练平台并组建指导教师团队，在学生大一时就完成大学生创新创业项目组队。组队后的队伍练习项目库中的项目，在创新创业项目的研发过程中提前锻炼学生的“人工智能+电气专业”应用能力，为更高效、透彻地学习专业课做好铺垫。

3.6 构建保障与考核评价机制

“人工智能+电气专业”应用型人才培养体系构建的顺利进行需要恰当的保障机制，并且需要一个完善的考核评价体系来对所构建的“人工智能+电气专业”人才培养体系进行考核评价，以此来促使在人才培养体系构建的过程中长效发展并及时改正当前的不足，构建保障与考核评价机制包含以下几方面内容：(1)师资队伍保障机制；(2)教学资源保障；(3)管理与运行机制保障；(4)考核与评价改进机制。

4 结语

吉林农业科技学院电气工程及其自动化专业以CDIO和“岗位能力、专业能力、核心能力”三位一体的教育理念，结合人工智能的特点阐述了如何构建“人工智能+电气工程”复合型专业的人才培养体系，目的在于培养出掌握人工智能及电气工程及其自动化方面基本理论、基本知识，具有人工智能和电气工程项目的开发及工程设计能力，能够在国家电网、自动化、人工智能等企业从事电机及其控制、电力系统及其自动化、生产管理等工作的应用型高素质人才。