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教改前沿

面向“人工智能+”产业链的人才培养模式创新与实践

——人工智能与数据科学学院教育教学示范案例

1.学院情况

人工智能正成为新一轮产业变革的核心驱动力,推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升,因此发展人工智能已经成为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略。我校于2018年4月成立人工智能与数据科学学院,是学校在人工智能发展进入新阶段的时代背景下,顺应国家科技发展战略、契合智能产业发展对科技和人才需求做出的重要决策,旨在充分发挥控制学科和计算机学科在人工智能领域学科基础和人才培养方面的优势,形成高端人才积聚效应,培养人工智能专业新工科人才,探索智能产业产学研合作的新模式,形成新的学科增长点;更是学校“双一流”建设中优化学科建设布局、促进学科交叉融合发展的重要举措。

2.案例简介及主要解决的教学问题

2.1案例简介

当前人工智能技术蓬勃发展,高校AI人才培养与企业需求脱节,制约了“人工智能+”产业链高素质专业人才的高质量发展。

本成果基于全链条融合育人理念,融产业需求、优化升级专业,融知行进阶、工学并举驱动,加速知识体系迭代、快速响应产业发展。融思政教育、落实立德树人,融双创教育、提升双创能力,助力智育德育、知行合一的拔尖人才培养。融校企合作、产教平台互补,破解实践教学与产业先进技术松耦合问题,提高学生实践能力与教师实践教学水平。通过畅通产业群、优化专业群、创设课程群,提出行业契合、专业适合、能力复合的人才培养新路径,产教融合、思创协同的能力提升新机制,项目竞赛牵引、师生互促共进的实践教学新方法。

实施以来,升学率明显提高,科创、实践及综合能力显著增强,用人单位反馈持续向好。在一流专业建设、教育教学改革、一流课程等方面成果丰硕。

成果在多所高校推广并多次在教育会议中交流报告,得到权威媒体报道及社会广泛认可。

2.2主要解决的教学问题

习近平总书记指出:“人工智能是引领这一轮科技革命和产业变革的战略性技术,具有溢出带动性很强的‘头雁’效应”。人工智能作为核心前沿科技领域,既是战略性新兴产业的变革动力,又影响着经济社会中各行业各领域的创新发展。然而,在“人工智能+”颠覆性技术与新产业形态不断涌现的同时,面临创新性、综合型高素质人才短缺,人工智能高端人才供给侧与产业需求侧结构性矛盾日益突出问题,主要表现为“三脱节”:

(1)高校专业结构及培养目标与产业人才需求脱节

传统工科类相关专业老化,人才培养方案制定与新兴产业需求不匹配,缺乏智能要素,专业知识体系更新滞后于人工智能技术迭代和产业快速发展需求。

(2)教师教育教学能力与产业创新人才培养需求脱节

教师过于注重知识的传授而忽视了学生的创新思维和解决复杂工程问题能力的培养,导致其教育教学能力停留在传统水平上,教师教育教学发展能力不足,难以满足新时代产业创新人才培养的需求。

(3)学生专业实践能力与产业创新实践需求脱节

传统实践教学环节老套、实验平台陈旧,产教融合及引企入教不足,学生真题实做的实践机会少,无法有效满足“人工智能+”产业链对创新实践和解决复杂工程问题能力的需求。

3.案例解决教学问题的方法

为解决上述脱节问题,河北工业大学人工智能与数据科学学院贯彻“全链条融合共生”协同育人理念,推动教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接,提出并实施了面向“人工智能+”产业链的人才培养新模式。

“融”产业需求:为实现高校专业人才培养目标与人工智能产业需求接轨,人工智能学院率先对接“人工智能+”产业链对创新人才培育的需求,深入中国雄安数字城市公司等企业调研,发现高端研发人才、技术应用人才以及具备跨界融合思维的复合型人才最为紧缺。学院根据技术变革和产业需求对专业结构进行动态优化,邀请企业专家参与培养方案制定,提高产业人才与培养目标的匹配度。2008年学校创办智能科学与技术(后升级为“人工智能”)专业,已经招生16年;2018年新建“数据科学与大数据技术”专业;2023创办智能机器人试点班,2024年获批“机器人工程”专业。在优化升级专业结构的基础上,承建3个国家一流专业,3个省级一流专业。

“融”知行进阶:为促进学生从知识内化向能力提升转化,适应快速发展的科技与产业变革,重构了专业课程体系,体系内课程内容合理衔接,保障教学内容的系统性与持续更新迭代;以知行融创进阶,夯实知识学习与践行实验实训相结合,促进跨专业融合与创新能力培养;结合 “人工智能+”前沿技术与工程案例开拓视野、启迪智慧、激发创新意识。依托国家级教学团队规划与培育金课,获批国家一流课程1门,省级一流课程3门,省级以上教育教学改革项目15项,国家级/省级教学竞赛类奖项3项,科技进步奖5项,发表教育教学改革论文20余篇。

“融”思政教育:为落实立德树人任务,提高家国情怀及时代责任感,学院全面将思政教育与专业知识相结合,在教师群体中定期开展思政教育教学培训,提升专业教育的全面性和实效性,“以文化人”与“以德育人”相结合,拓展教育的深度、广度和温度。建成2门省级课程思政示范课程,获批省级课程思政教学团队2个,培育省级思政教学名师2人,省级先进德育工作者1人,“冀青之星”1人。同时拓宽了课堂之外的思政教育路径,将思政教育融入服务区域发展的专业教育,邀请中国雄安数字城市公司“最美雄安建设者”杨忠分享自主研发技术的攻关历程、党委书记刘欣开展思政教育、弘扬工匠精神等,国防科技大学天津先进技术研究院吴建飞总工程师分享军民融合,家国情怀科技攻关历程,受益学生达500人以上。

“融”双创教育:为匹配产业创新人才培养需求,同时提升教师创新教学能力,依托国家级小平科技团队,实施双创融合,建立本科生创新托举开放实验室,搭建创新创业实践平台,参加华为人工智能师资培训班,加强现有教师培训,提升教师双创教育能力。通过课赛融通、师生互促共创,分层递进式培养学生实践能力及创新创业思维,推进知识体系交叉融合再创新。邀请创新创业校友、福布斯中国30岁以下精英榜人物、胡润U30中国创业先锋张建新作为兼职导师分享创业经验和成功案例,受益学生达600余人。学院获批省级创新创业教学团队1个,创新创业教学名师1人,省级创新创业教育改革征文二等奖1项,指导学生获国家级科创竞赛奖439项。

“融”校企合作:为解决学生专业实践能力与产业创新实践需求的脱节问题,人工智能与数据科学学院选派8个产教融合团队紧密对接企业,建立专业教师与行业人才双向交流平台,强化教师育人意识,提升教师实践工程教学能力。先后与雄安集团、麒麟软件、飞腾、长城汽车等30余家企业共建信创产业学院、网联车产业学院和工匠学院,建立互利共赢合作模式,实现人才培养与产业需求的有效对接。将全国五一劳动奖章获得者、国家科技进步特等奖获得者、国防科技大学学建立天津先进技术研究院等数十名企业高端产业人才纳入校企联合培育工作,建立校外实践导师和校内学业导师协同的“双导师”制,开展真题真做毕业设计。通过校企合作办学,互补共生,夯实创新创业实践优势平台,使学生真正参与企业工程实践,有效提升实践能力。

4.案例的创新点

(1)“行业契合、专业适合、能力复合”的人才培养新路径

分析“人工智能+”产业链创新实践人才能力需求,有效匹配职业技能和人才培养规格。率先开展产教融合、知行融创人才培养改革,优化调整专业及专业方向,解决专业老化与知识体系滞后的问题。重组专业课程体系,以多学科交叉融合为载体,以创新教育为核心,建设了融合创新的专业课程群。探索出一条“行业契合、专业适合、能力复合”的 “人工智能+”产业链人才培养新路径。

(2) “产教融合、思创协同”的能力提升新机制

通过建立专业教师与行业人才双向交流平台,选派教师到企业培训,提升教师实践教学能力;选聘企业优秀专家担任产业教授或校外实践导师,参与专业人才培养方案修订、课程设计、实践教学等,为创新人才培养提供产业指导。健全专业教育与思政教育、双创教育有效融合机制,协同拓展专业实践教学的深度和广度,提升教师专业知识素养、实践教学水平和思政教学能力。

(3) “项目竞赛牵引、师生互促共进”的实践教学新方法

为有效解决人才培养中存在的学用分离、产教脱节等问题,以企业实际项目驱动学生开展主动式学习和探索式实践,提出了项目驱动、学生主体、教师主导、竞赛提升的开放互动式实践教学新方法。构建产教协同、能力互补、优势融合的创新合作机制,更新教学实验设备、组建校企合作实习实训基地、校内联合实验室、产业研究院平台等,构筑了一批新工科专业创新实践教学创新工坊平台。

5.改革成效及案例的推广应用效果

5.1改革成效

(1)专业优化与师资培育

承建3个国家一流专业建设点,3个省级一流专业建设点。培养国家级高层次人才2人、省级高层次人才10人;培育省级教学名师2人,“冀青之星”1人,省级先进德育工作者1人。

(2)教育教学改革

获国家级一流课程1门、省级一流课程3门,国家级/省级科技进步奖5项,承担省教改项目15项,建成省级课程思政示范课程2门,获批省级课程思政教学团队2个,国家级/省级教学竞赛类获奖3项,出版教材5部,发表教研论文20余篇。

(3)实践教学与平台建设

建立开放实验室,联合高校院所和行业企业成立产教联合体,建立交流合作平台。研发教学实验新设备9类平台共计180套,合作开发虚拟仿真平台3个,创建校内联合实验室 4个,建立现代产业学院2个,与30多家企业组建校企合作实习实训基地。

(4)人才综合素养提升

学生升学/留学率大幅提升,大批就业生入职华为、京东、小米、字节跳动等智能化新兴产业领域。学生获国际级/国家级科创竞赛奖439项,环比增长2.5倍,其中特/一等奖57项,省市级奖项810项。

5.2推广应用效果

校企联合育人模式、科技竞赛获奖及产教融合相关成果相继被中央电视台、中国新闻网、中教全媒体、河北日报、经济日报等权威媒体报道。成果在南开大学、郑州大学、河北科技大学、天津工业大学等高校推广应用,在人才培养中起到示范引领作用,得到社会广泛认可。成果是在紧跟时代需求、共谋产业发展的基础上应运而生的,可复制、可推广。


单位审核:郝小可