“智能制造+人工智能”赋能电子信息类专业人才培养体系构建

王凤　刘少江　许志明

摘 要：为主动对接国家战略，助推产业转型升级，高校瞄准新兴产业对人才的新要求，以新工科理念升级传统工科专业，探索构建新工科人才培养体系。与此同时，电子信息类专业等传统工科专业在转型中面临较大的困境，专业建设显得愈加紧迫。借助智能制造、人工智能等新兴专业的先发优势，高校可以通过优化调整专业内容、建设专业教学资源、设置创新学分、明确人才培养目标等举措，对电子信息类专业人才培养体系进行升级和重构，以培养具有专业特色的技术技能型高素质应用人才。

关键词：新工科；智能制造；人工智能；电子信息

一、研究背景

进入新时代，以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新经济呼唤新工科。2017年以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》，新工科建设取得了一系列成果。新工科建设的主要方向是加快培养新兴领域工程科技人才，改造升级传统工科专业，主动布局未来战略必争领域人才培养。

近年，很多高校纷纷开设了诸如智能制造、人工智能、大数据等热门专业，新开设的专业对傳统工科专业的发展产生了一定影响，也导致很多高校撤销了一批传统工科专业（特别是电子信息类专业），保留的传统工科专业发展也遭遇瓶颈。新工科建设背景下，以适应新产业发展需求为导向，传统工科专业必须进行优化升级，如更新课程内容、修订教学计划、重构专业体系等。应用型本科高校在发展传统工科专业的过程中，应结合区域发展和地方经济社会的需求和自身特点，做大做强优质传统学科，探索建设新兴学科，走出一条突出特色、彰显优势的学科建设之路。

随着以人工智能、大数据、区块链等为代表的新一代信息技术和新兴产业的诞生，制造业生产方式与企业形态正在发生根本性变革。在传统学科的基础上促进新兴学科和专业的发展，特别是利用新技术的发展推动课程改革，依托热门专业的建立提升学科建设内涵，是当前工科专业尤其是电子信息类专业人才培养体系升级重构的重要路径。

二、“智能制造+人工智能”赋能电子信息类专业人才培养体系的构建逻辑

与传统专业不同，智能制造专业涉及的学科十分广泛，对专业人才的知识的广度和深度都有更高的要求。人工智能专业属于电子信息类，多数高校均已开设，这些专业都围绕一个总体方向推进学科建设，涉及面广，交叉学科多。在原传统电子信息类专业人才培养体系基础上进行系统性重构，是“智能制造+人工智能”赋能电子信息类专业人才培养体系构建的前提。

（一）参照智能制造专业和人工智能专业的人才培养体系

智能制造专业在不同学校的人才培养方案有较大区别，具体内容与学校既有的传统工科相关。实际上，智能制造主要偏向机械类，是在机械的基础上增加了智能模块，其中主要是智能装备的应用，其专业建设更多的是参考传统工科进行跨学科融合，涉及电子电气和自动化相关课程和专业方向时，智能制造更接近机械制造及其自动化，其核心课程在原有的机械类课程基础上增加了偏向机器人方面的课程，还包含了编程以及人工智能方面的基础课程。人工智能专业的建设多是在原有的计算机专业基础上增加数学和算法的内容比重，在应用方面较弱。电子信息类专业本身内容多、涵盖广，高校可以融合智能制造和人工智能等相关课程，在人才培养体系上参照智能制造与人工智能的专业发展趋势和阶段性特点，对其进行系统性升级。

（二）以新工科建设要求赋予电子信息类专业建设新内涵

新工科建设，要求把握“新的工科专业、工科的新要求”两种深层次内涵，以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养多元化、创新型卓越工程人才。这两种内涵在电子信息类专业深化改革建设中具有很强的现实意义，主要体现在融合交叉新知识、新技能、新方向等。借鉴其发展内涵，特别是交叉与融合、协调与共享等，可以引导专业知识体系重构。在新工科建设背景下，如何从这两种内涵出发把握传统工科专业的建设要求，需要积极探索。在新专业建设的新要求下，高校不能完全搬用现有的方案，而应该探索适合自身发展的新路径。在新的思路下，通过调研的方式优化课程设置，对人才培养目标和人才培养体系进行重构，特别是要符合创新型卓越工程人才培养要求，让传统工科专业重新焕发活力。需要注意的是，新工科的建设并不是直接抛弃原有的传统工科专业，而是要与时俱进地开展改革创新，使其在攻克各种卡脖子技术难题的过程中发挥作用。因此，高校可在参照其他新兴专业设立的基础上，借鉴优势课程更好地推动电子信息类专业建设，在市场需求以及技术发展等多种因素影响下，以产业学院为平台，探索专业特色发展路径。

（三）紧扣“十四五”规划对电子信息类专业升级的要求

“十四五”规划提出，构建更加多元的高等教育体系，推进部分普通本科高校向应用型高校转变；建立学科专业动态调整机制和特色发展引导机制，增强高校学科设置针对性，推进基础学科高层次人才培养模式改革，加快培养理工农医类专业紧缺人才。综合性高等院校发展的战略目标应该是建设以研究为基础、以应用为导向的特色鲜明的国际化高水平创新型大学。对地方高校来说，紧扣“十四五”时期发展规划和战略要求，发挥自身学科资源和专业力量优势，对接地方产业发展需求，是高质量办学的必经之路。电子信息类专业在服务地方信息技术类产业方面具有一定的示范带动作用，高校要考虑软硬件产业的技术更新以及新装备的应用，及时对专业进行升级和重构。高质量的发展离不开顶层设计，而专业的发展也离不开战略规划。高校应该对标国家“十四五”规划目标，细化学校的“十四五”发展规划。近年，随着科技行业快速发展，高素质电子信息类专业应用型人才的缺口越来越大，一定程度上倒逼了专业建设提质增速。在挑战与机遇并存的大背景下，高校需要从产业需求的角度推进专业建设和改革。

三、“智能制造+人工智能”赋能电子信息类专业人才培养体系构建的实践路径

作为地方应用型本科高校，如何发展成为地方高水平应用型高校是目前积极深化改革的重要目标，许多地方本科高校在中央和地方政策体系的引导下，开始探索并明确应用型高校的发展道路。高校顶层设计的规划需结合自身的条件和区域产业特征，同理，要想明确电子信息类专业的发展路径并设立长远发展的战略目标，升级和重构电子信息类专业人才培养体系是必须完成的重要一环。高校要结合不同特色专业方向，依托新设专业融入智能制造和人工智能相关的建设理念，以区域产业转型升级对高素质应用型人才的需求为导向，抓住产业发展机遇，聚焦行业热点，培养技术技能型高素质电子信息类专业人才。

（一）调整优化专业内容

学科的发展会带动专业调整，但这种调整并不是在原有学科基础上增加新兴技术就可以简单实现的。对专业来说，科学调整优化的前提是对行业开展深度调研，特别是电子信息这类极具产业特色的专业。在智能制造和人工智能蓬勃发展的当下，开展行业调研要从技术、市场、人才等因素的流动方向入手，精准预测行业发展瓶颈和发展前景，以工程认证为契机，对专业内容进行合理的动态调整。同时，每年对人才培养方案的实施效果进行评估，结合当年各年级师生反馈情况和对往届毕业生的调研，形成专业内容调整建议。高校还可以邀请智能制造与人工智能方面的专家介绍新兴专业特色，将新兴专业在课程设置方面的经验合理运用到电子信息类专业的课程改革中。例如，在智能制造专業中，机器人方向属于专业限选课程，而在电子信息类专业中，机器人方向可以作为一门专业公选课程开设；还可以借鉴人工智能方向的Python课程设置，把其中的基础知识和数据分析合并成一门课程并归入电子信息类专业。需要注意的是，专业内容的调整需要举行专业论证会议，多听取一线教师的教学反馈，听取相关建设意见。

（二）丰富专业教学资源

在电子信息类专业中建立相应的工程实践课程，特别是在原有课程的基础上对课程进行修订，并适当增加该专业方向上的限选课程数量，让学生可以根据自己的兴趣爱好选择。加大工程实践课程建设力度，让学生从低年级开始就能进入实验室、尽早接触科研项目、尽早参加学术竞赛，培养工程实践能力。具体而言，在低年级开设基础的工程实训课程，中间阶段以及高年级逐步开设工程实践训练以及专业创新创业实训课程。当然，开设课程需要与企业进行深度合作，确保课程内容和要求符合行业发展趋势。例如，偏人工智能方向可以开设Python基础与数据分析、人工智能导论、机器学习、图像处理等相关课程，偏智能制造方面可以开设工程CAD、工业机器人、PLC等课程。此外，在工程实践教学中需要增加实验实训的比重，期末考核时以项目考核形式进行，以此来强化学生对所学知识的掌握及应用。

（三）设置创新学分

创新学分是新增设的除课程学习外获得学分的另一种方式，主要是为了鼓励学生积极参加各类项目和学术竞赛。从高校的实践来看，设置创新学分对重构人才培养体系尤为重要，能够显著提升专业人才创新创业能力。但是，创新学分毕竟只是对现有学分体系的一种有效补充，分值一般不宜过高，按照最高3个学分补充设置即可。学生在完成学校认定的项目、学术竞赛、科研成果等之后，提交学校教务部门审核。教务部门按照划定的项目、学术竞赛、科研成果的等级累加学时，以达到所对应的学分。随着智能制造与人工智能技术的快速发展，越来越多的传统项目在新技术的加持下融入生活当中。特别是人工智能技术，在制造业乃至大众生活中得到越来越广泛的应用，学生可以利用所学知识在现有应用基础上对其进行二次创新，项目完成难度相对较低。为了培养应用型专门人才，高校可以鼓励学生在完成课程学习的同时，利用课余时间参加学术竞赛，申报大学生创新创业项目。近年，越来越多的工科领域学术竞赛都与智能制造与人工智能有关，高校可以鼓励学生积极参加优选课题，如中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛新工科类赛道等。通过开展创新创业类项目活动，整体带动学科建设，培养学生的创新创业精神、团队合作精神和社会实践能力，进而反哺学科专业建设。

（四）明确人才培养目标

电子信息类专业要制定符合区域经济社会发展特征和需求的人才培养目标，要求学生掌握基本的理论知识、专业技术和工程实践能力，能够在智能信息处理和物联网技术应用等领域进行软硬件开发，同时具备优秀思想品格、良好人文修养、自主创新意识，努力成长为适应未来新技术发展趋势的高素质应用型人才。

随着人工智能、智能制造、物联网、大数据、云计算等技术的快速发展，高校电子信息类专业要培养综合能力强的应用型专门人才，就要在“智能制造+人工智能”的背景下构建学科交叉的课程体系，以智能制造与人工智能的技术应用为目标，设置契合行业产业热点的前沿课程；参照国际专业工程认证标准，确定学科专业特色和方向；深入调研行业产业发展情况，动态调整人才培养方案，加大工程实践教育比重，以培养具有专业特色的技术技能型的高素质应用人才。

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责编：文 墨

基金项目：2021年广东省教学质量与教学改革工程项目“‘智能制造+人工智能背景下电子信息应用型专门人才培养体系的构建”（编号：粤教高函〔2021〕29号）；广东省高等教育学会“十四五”规划2022年度高等教育研究课题“广东地方本科高校工科专业建设质量提升路径研究”（编号：2021JYS003）；广东省高等学校教学管理学会民办高校教学质量管理专业委员会2023年度课题项目（编号：GDZLGL2305）；2021年广州新华学院第二批校级教学质量与教学改革工程项目（课程教研室）电子信息与人工智能教研室（编号：2021JYS003）

作者简介：王凤（1984— ），女，广州新华学院副教授，研究方向为高等工程教育及电子技术；刘少江（1991— ），男，广州新华学院讲师，研究方向为嵌入式技术、深度学习技术；许志明（1996— ），男，广州新华学院助理实验师，研究方向为物联网及人工智能。