人工智能技術(shù)賦能應(yīng)用型人才培養(yǎng)的分析與研究

趙靜

摘要：隨著人工智能技術(shù)的逐漸普及和深入應(yīng)用，人工智能賦能教育已成為教育領(lǐng)域的熱門話題。文章結(jié)合應(yīng)用型本科專業(yè)教育過程和場景，分析人工智能技術(shù)賦能應(yīng)用型本科專業(yè)教育模式的可行性和必要性，并從培養(yǎng)模式創(chuàng)新、教學(xué)內(nèi)容更新、教師教學(xué)方法改革、智能化教學(xué)支撐平臺建設(shè)四個方面展開研究。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；應(yīng)用型本科；人才培養(yǎng)

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展正在改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。尤其是在教育領(lǐng)域通過人工智能技術(shù)的賦能，能極大改善教育模式。應(yīng)用型本科專業(yè)如何構(gòu)建與創(chuàng)新教學(xué)模式，以及如何應(yīng)用人工智能技術(shù)增強學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維，成為擺在教師面前的重要課題。

筆者從理論分析和實際應(yīng)用的層面出發(fā)，分析人工智能技術(shù)賦能應(yīng)用型人才培養(yǎng)，并提出了相關(guān)的落實方案，以期強化專業(yè)建設(shè)創(chuàng)新。

一、人工智能技術(shù)賦能應(yīng)用型人才培養(yǎng)的意義

高校把人工智能技術(shù)與應(yīng)用型本科教育的需求充分結(jié)合起來，對培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才具有重要意義，有助于提高教育質(zhì)量，推動數(shù)字轉(zhuǎn)型與教育改革。同時，人工智能技術(shù)的引入會促進(jìn)教育創(chuàng)新發(fā)展，推進(jìn)教育高質(zhì)量發(fā)展。

第一，實現(xiàn)教育和行業(yè)之間的緊密聯(lián)系。人工智能技術(shù)已經(jīng)在許多行業(yè)中得到應(yīng)用，高校將人工智能技術(shù)引入應(yīng)用型人才培養(yǎng)，可以讓學(xué)生在解決實際問題的過程中，深刻理解和掌握知識點，更好地將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力。

第二，增強學(xué)生的競爭力。高校幫助學(xué)生掌握人工智能技術(shù)的基本理論和應(yīng)用方法，能使學(xué)生形成獨立思考、項目開發(fā)、實踐操作的能力，提高就業(yè)競爭力和職業(yè)發(fā)展能力，為學(xué)生未來的就業(yè)和發(fā)展帶來更多機會。

第三，促進(jìn)知識管理和個性化教育。高?？梢砸劳腥斯ぶ悄芗夹g(shù)，實現(xiàn)知識的系統(tǒng)化管理，以及理論與實踐有機結(jié)合，通過采用大數(shù)據(jù)分析，不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方式，實現(xiàn)個性化教育。

第四，強化實踐教學(xué)和創(chuàng)新教育。高?？梢酝ㄟ^人工智能技術(shù)，實現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)和實踐教學(xué)的深度融合，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

二、人工智能技術(shù)賦能應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新

（一）培養(yǎng)模式的創(chuàng)新

第一，課程設(shè)置方面。高校在制訂教學(xué)計劃時，應(yīng)該包括與人工智能相關(guān)的基礎(chǔ)知識、算法、編程技術(shù)和應(yīng)用案例等課程，涵蓋從入門到深入的知識點，鼓勵學(xué)生通過大量實踐，鞏固所學(xué)內(nèi)容。

第二，實踐環(huán)節(jié)方面。教師可以讓學(xué)生參加人工智能競賽，通過實踐掌握人工智能技術(shù)的應(yīng)用方法和技能，提高實踐能力。

第三，教學(xué)方法和教師培訓(xùn)方面。人工智能技術(shù)更新?lián)Q代迅速，高校需要不斷更新教學(xué)方法和資源，提高教師的技能，讓教師了解最新的人工智能技術(shù)和應(yīng)用場景，并且將這些知識傳授給學(xué)生。

第四，課程語言和多學(xué)科融合方面。高校需要開設(shè)多種語言的課程，如Python、Java、C++等編程語言，以及與人工智能領(lǐng)域相關(guān)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科，為學(xué)生提供全方位的培養(yǎng)服務(wù)。

第五，實用性方面。高校教育要突出實用性，針對就業(yè)市場的需求，教授在實戰(zhàn)中應(yīng)用頻率較高的技能，讓學(xué)生能夠參與實際項目，解決實際問題。同時，高校要注重教學(xué)內(nèi)容與就業(yè)市場的銜接，使學(xué)生具備強大的競爭力和獨立開發(fā)能力，能夠在就業(yè)市場獲得更好的就業(yè)機會。

（二）教學(xué)內(nèi)容的更新

第一，數(shù)據(jù)科學(xué)和機器學(xué)習(xí)。教師要建立完整的機器學(xué)習(xí)流程，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征工程、模型選擇和評價等，引導(dǎo)學(xué)生掌握人工智能在數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。例如，教師可以指導(dǎo)學(xué)生如何使用Python編程語言進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征工程、模型選擇和評估等技能，從而解決實際問題，如使用機器學(xué)習(xí)算法對病人數(shù)據(jù)進(jìn)行分類預(yù)測。

第二，自然語言處理。教師通過教授自然語言處理的基本概念、經(jīng)典算法和主流軟件工具，讓學(xué)生能應(yīng)對自然語言處理領(lǐng)域的實際問題。例如，教師可以給學(xué)生講解基于深度學(xué)習(xí)的文本分類和情感分析方法，讓學(xué)生掌握使用這些方法處理大規(guī)模文本數(shù)據(jù)的能力。

第三，深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識及其應(yīng)用，讓學(xué)生掌握和使用CNN、RNN等重要的算法。例如，教師通過講解深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念與應(yīng)用，讓學(xué)生應(yīng)用這些方法解決視覺和語音識別等問題。

第四，計算機視覺和圖像處理。教師通過講授計算機視覺和圖像處理的基本知識、算法和應(yīng)用，讓學(xué)生學(xué)會使用計算機視覺和圖像處理技術(shù)進(jìn)行圖像分析與識別。例如，教師可以讓學(xué)生使用計算機視覺技術(shù)檢測交通信號燈是否處于紅色狀態(tài)。

第五，集成化應(yīng)用。教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)在不同領(lǐng)域的具體應(yīng)用，包括醫(yī)療、金融、安防等領(lǐng)域。例如，教師可以讓學(xué)生使用人工智能技術(shù)幫助用戶預(yù)訂餐廳、訂票等。

第六，團(tuán)隊協(xié)作和溝通能力。教師要培養(yǎng)學(xué)生在團(tuán)隊中的協(xié)作和溝通能力，這是實際應(yīng)用中非常重要的技能，可以讓學(xué)生有機會參與團(tuán)隊項目，鍛煉其團(tuán)隊合作和溝通技能。例如，教師可以開發(fā)一個文本分類系統(tǒng)，并讓學(xué)生以小組形式完成不同階段的開發(fā)工作。

第七，倫理和隱私問題。教師要在人工智能課程中探討倫理和隱私問題，幫助學(xué)生對人工智能技術(shù)的影響有更深的理解。例如，教師可以讓學(xué)生研究人工智能在個人隱私保護(hù)方面存在的問題，并自主設(shè)計相應(yīng)的解決方案。

（三）教學(xué)方法的改革

應(yīng)用型本科專業(yè)教育是以實踐為主導(dǎo)的，通過人工智能技術(shù)賦能應(yīng)用型本科專業(yè)的教育，教師可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的競爭能力。同時，教師熟練掌握人工智能技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，還將推動學(xué)科的智能化發(fā)展。

第一，教學(xué)內(nèi)容個性化定制。教師可以根據(jù)人工智能技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有針對性地進(jìn)行課堂教學(xué)，并布置作業(yè)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

第二，實踐場景智能化開發(fā)。應(yīng)用型本科專業(yè)需要進(jìn)行大量的實踐，教師可以將人工智能技術(shù)應(yīng)用于實踐課程的開發(fā)中，通過構(gòu)建智能實驗室、在線實踐平臺等實踐場景，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

第三，強化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能。教師要加強線上學(xué)習(xí)內(nèi)容的建設(shè)，運用多維度互動，涵蓋理論和實踐兩方面的內(nèi)容。

第四，教師輔助工具的智能化應(yīng)用。教師可以使用人工智能技術(shù)，通過聲音識別、圖像識別技術(shù)手段，對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行智能評估，還可以利用人工智能輔助工具幫助自己篩選、定制、修改課件，提高教學(xué)質(zhì)量。

第五，教學(xué)管理的智能化升級。高?？梢允褂萌斯ぶ悄芗夹g(shù)，實現(xiàn)教學(xué)管理智能化升級，包括選課管理、教學(xué)計劃安排等方面。同時，教師可以使用人工智能技術(shù)對教學(xué)流程進(jìn)行優(yōu)化。如整理教學(xué)資料，優(yōu)化學(xué)習(xí)計劃，為學(xué)生提供更加高效的學(xué)習(xí)體驗。

（四）智能化教學(xué)支撐平臺的建設(shè)

高校要構(gòu)建智能化支撐平臺，包括教學(xué)管理、學(xué)生自主選課、在線學(xué)習(xí)平臺、學(xué)生考試考核系統(tǒng)、開發(fā)性實驗等方面，推動應(yīng)用型本科教育的自我優(yōu)化和快速迭代發(fā)展。

第一，智能教輔系統(tǒng)。高校通過人工智能技術(shù)，為學(xué)生提供智能化學(xué)習(xí)輔助服務(wù)，如錯題集查看、錯題強化等，輔助學(xué)生快速提高學(xué)習(xí)能力。

第二，智能考勤系統(tǒng)。高?？梢詰?yīng)用人工智能技術(shù)，在考勤過程中采用人臉識別技術(shù)，實現(xiàn)高效準(zhǔn)確的考勤服務(wù)，提高管理效能。

第三，智能問答系統(tǒng)。高?？梢岳萌斯ぶ悄芗夹g(shù)，實現(xiàn)智能問答，幫助學(xué)生解決實際問題。

第四，智慧教室。高?？梢酝ㄟ^智能家居、智能可穿戴等技術(shù)，實現(xiàn)智慧教室的建設(shè)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)管理、健康管理等提供完美解決方案。

第五，智能實驗室和實訓(xùn)室。高?？梢允褂萌斯ぶ悄芗夹g(shù)在實驗室和課程中實現(xiàn)智能化，豐富教學(xué)過程的多樣性。高校可以通過應(yīng)用人工智能技術(shù)，實現(xiàn)智能化管理和實驗系統(tǒng)，自主調(diào)節(jié)實驗參數(shù)。提高實驗室的使用效率和安全性。高校還可以基于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)高性能計算和交互式實驗，支持多維度教學(xué)和超級計算任務(wù)。

人工智能技術(shù)賦能應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新路徑如圖1所示。

綜上所述，人工智能作為當(dāng)今熱門的技術(shù)領(lǐng)域，已經(jīng)成為應(yīng)用型本科教育中不可或缺的組成部分。未來，人工智能技術(shù)將更好地與教學(xué)相結(jié)合，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮更大的價值。

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基金項目：湖北省教育科學(xué)規(guī)劃2022年度一般課題“人工智能時代應(yīng)用型本科院校人工智能專業(yè)教學(xué)模式探索”，項目編號：2022GB146。