“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式探索與研究

摘要：隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人工智能已成為驅(qū)動新質(zhì)生產(chǎn)力的重要引擎。在“人工智能+”的時代背景下，為滿足新時代對通信工程專業(yè)人才的新需求，本文以“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式為研究對象，以服務(wù)人工智能產(chǎn)業(yè)鏈的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，通過構(gòu)建融入人工智能技術(shù)的課程體系，實現(xiàn)傳統(tǒng)通信專業(yè)知識與人工智能技術(shù)的交叉融合，培養(yǎng)既懂通信又懂人工智能的復(fù)合型人才。本文所提培養(yǎng)模式可為其他高校培養(yǎng)“人工智能+X”復(fù)合人才提供參考和借鑒，有助于推動人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求的緊密對接，更好地適應(yīng)未來社會的發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：人工智能+X；復(fù)合型人才培養(yǎng)；通信工程

引言

數(shù)字經(jīng)濟(jì)正在向數(shù)字智能時代邁進(jìn)，人工智能（AI）大模型開啟了新一輪生產(chǎn)力革新的科技浪潮，正引發(fā)一場全新的工業(yè)革命，人工智能已成為驅(qū)動新質(zhì)生產(chǎn)力的重要引擎。2024年政府工作報告提出要開展“人工智能+”行動，通過人工智能賦能的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群將成為我國參與國際競爭實現(xiàn)彎道超車的核心力量。當(dāng)前，各行業(yè)、各領(lǐng)域“人工智能+”的新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，“人工智能+”將帶來新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。各行各業(yè)對掌握人工智能基本技能的人才需求正急劇增長，而我國在人工智能人才儲備方面存在明顯不足，尤其在行業(yè)應(yīng)用方面的技術(shù)人才供需失衡尤為突出，技術(shù)人才匱乏成為制約人工智能發(fā)展的最大瓶頸之一。為滿足人工智能產(chǎn)業(yè)人才需求，國務(wù)院、教育部先后發(fā)布一系列規(guī)劃和行動計劃，要求高校完善人工智能的學(xué)科體系，加強(qiáng)人工智能領(lǐng)域科技創(chuàng)新，加快人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)，推動“人工智能+X”復(fù)合型人才培養(yǎng)進(jìn)程。

為適應(yīng)數(shù)字智能時代對人工智能復(fù)合型人才的需求，通信工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式必須進(jìn)行改造升級，將人工智能技術(shù)融入課程體系，實現(xiàn)傳統(tǒng)通信專業(yè)知識與人工智能技術(shù)的交叉融合。本文以通信工程專業(yè)為例，針對人工智能時代人才培養(yǎng)面臨的問題，通過構(gòu)建“人工智能+通信工程”課程體系，探索“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式。

1. “人工智能+X”復(fù)合型人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，各高校積極開展人工智能人才培養(yǎng)，自2019年35所高校首設(shè)人工智能本科專業(yè)以來，截至2023年，已有498所高校開設(shè)人工智能本科專業(yè)，年招生規(guī)模超3萬人。該專業(yè)主要培養(yǎng)人工智能領(lǐng)域基礎(chǔ)理論人才，培養(yǎng)方案中知識體系側(cè)重于對人工智能自身問題的理解，對于人工智能復(fù)合型人才培養(yǎng)借鑒意義不大。目前，歐美國家的一些高校已有比較成熟的人工智能復(fù)合型人才培養(yǎng)體系，我國“人工智能+X”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式尚處于探索階段。

張珂等針對電子信息類專業(yè)，從授課內(nèi)容、教學(xué)手段、課內(nèi)和課外實踐環(huán)節(jié)對人工智能技術(shù)導(dǎo)論課進(jìn)行了改革[1]。周強(qiáng)等針對輕工領(lǐng)域，從課程體系、實驗教學(xué)等方面探討了“人工智能+輕工領(lǐng)域”交叉學(xué)科人才培養(yǎng)途徑[2]。胡清華等從校企合作角度，探索了如何通過校企聯(lián)動培養(yǎng)既具備創(chuàng)新能力，又具備實踐能力的“人工智能+”復(fù)合型人才[3]。鄭文姣結(jié)合法律專業(yè)特點(diǎn)，從培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容方面，探索了“人工智能+法律”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式[4]。徐萍等通過教育供給側(cè)改革和多元主體協(xié)同育人模式，在粵港澳大灣區(qū)高職院校打造了“人工智能+X”復(fù)合型人才培養(yǎng)矩陣[5]。張軍從培養(yǎng)模式、知識體系等方面探討了“人工智能+電子信息”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，提出在實踐環(huán)節(jié)中注重培養(yǎng)學(xué)生人工智能應(yīng)用創(chuàng)新思維[6]。趙靜等構(gòu)建了“人工智能+自動化”的課程體系，采用百度飛槳平臺，通過“理論+實踐+競賽”方式培養(yǎng)學(xué)生利用人工智能技術(shù)解決自動化領(lǐng)域問題[7]。重慶移通學(xué)院、長江大學(xué)文理學(xué)院等高校通過課程體系優(yōu)化、教學(xué)模式創(chuàng)新和協(xié)同育人機(jī)制等措施，有效提升了“人工智能+X”人才培養(yǎng)質(zhì)量[8-9]。

2. 構(gòu)建“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式

湖南工程學(xué)院是教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施高校，確立了特色鮮明、貢獻(xiàn)突出的一流工程應(yīng)用型地方大學(xué)辦學(xué)定位。湖南工程學(xué)院通信工程專業(yè)2022年獲批國家一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，面向通信行業(yè)國家和區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，以服務(wù)人工智能產(chǎn)業(yè)鏈的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，基于“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)理念，構(gòu)建了“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式。

2.1 確定“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)

通信工程專業(yè)緊密結(jié)合人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)發(fā)展，聚焦通信系統(tǒng)架構(gòu)、通信裝備制造和智能信息處理領(lǐng)域，貫徹落實黨的教育方針，堅持立德樹人，以培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人為目標(biāo)，培養(yǎng)具有扎實的通信領(lǐng)域理論知識基礎(chǔ)和工程實踐能力，掌握人工智能基本理論與方法，熟悉人工智能前沿領(lǐng)域，具有良好的思想道德素質(zhì)、工程素養(yǎng)、人文素質(zhì)、創(chuàng)新精神以及團(tuán)隊精神，能夠在通信系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備制造領(lǐng)域，從事與通信工程、人工智能相關(guān)的研究、開發(fā)、應(yīng)用工作的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

2.2 構(gòu)建“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)課程體系

緊跟智能時代通信行業(yè)發(fā)展趨勢，基于“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合人工智能技術(shù)在通信工程專業(yè)中的應(yīng)用特點(diǎn)，在課程體系中融入“人工智能+”知識內(nèi)容，一方面將傳統(tǒng)專業(yè)課與人工智能進(jìn)行交叉和延展，另一方面增設(shè)人工智能方向?qū)I(yè)課，實現(xiàn)專業(yè)方向?qū)W科交叉融合轉(zhuǎn)變。通信工程專業(yè)理論課程模塊如圖1所示。

在課程設(shè)置上，圍繞知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)三個方面進(jìn)行專業(yè)課程群的構(gòu)建。專業(yè)能力課程群分為編程思維能力、電路分析能力、信號處理能力、通信系統(tǒng)分析能力、通信網(wǎng)絡(luò)綜合實踐能力和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力6個子課程群，通過專業(yè)能力課程群的培養(yǎng)，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的對通信工程領(lǐng)域內(nèi)信息的分析、處理能力以及相關(guān)工程應(yīng)用綜合實踐能力等。發(fā)展能力課程群又分為現(xiàn)代通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、人工智能應(yīng)用開發(fā)和智能信息處理與應(yīng)用3個子課程群，通過發(fā)展能力課程群的培養(yǎng)，要求學(xué)生掌握從事特定通信工程領(lǐng)域相關(guān)崗位的技術(shù)要求，具備較為熟練的職業(yè)技能，能勝任通信信息類相關(guān)技術(shù)工作崗位。

在課程設(shè)置中，程序設(shè)計類開設(shè)了“C語言程序設(shè)計”“Python程序設(shè)計”“算法分析與設(shè)計”課程，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維和邏輯推理能力，使學(xué)生具備扎實的編程能力和算法實現(xiàn)能力?！癙ython程序設(shè)計”重點(diǎn)講解NumPy、Pandas、Matplotlib、Scikit-learn在數(shù)據(jù)處理、分析和可視化等人工智能領(lǐng)域中的應(yīng)用。人工智能課程中，“人工智能導(dǎo)論”課程介紹人工智能的基本概念、發(fā)展趨勢和面臨的挑戰(zhàn)，重點(diǎn)講知識工程、搜索與優(yōu)化、經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等AI算法的思路和應(yīng)用，讓學(xué)生對人工智能主要方法及其應(yīng)用以及前沿?zé)狳c(diǎn)有全面的了解，遇到復(fù)雜問題時能想到用人工智能解決的思路，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。“深度學(xué)習(xí)”“自然語言處理”課程強(qiáng)調(diào)實際應(yīng)用，簡化復(fù)雜的理論，讓學(xué)生聽得懂、看得見、會使用，結(jié)合AI典型應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鍛煉實踐動手能力和解決問題的能力。

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)采用百度公司提供的AI Studio免費(fèi)實踐平臺，基于PaddlePaddle深度學(xué)習(xí)框架進(jìn)行項目開發(fā)。PaddlePaddle提供了簡潔直觀的API，擁有豐富的預(yù)訓(xùn)練模型和算法庫，涵蓋計算機(jī)視覺、自然語言處理等多個領(lǐng)域，還提供了大量的在線教程、文檔和社區(qū)支持，可以幫助學(xué)生快速創(chuàng)建和部署模型，讓學(xué)生可以更專注于算法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，而不是復(fù)雜的編程細(xì)節(jié)。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時安排如表1所示。

除了新增人工智能方向?qū)I(yè)課以外，還對傳統(tǒng)專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，融入了人工智能新技術(shù)。在“嵌入式系統(tǒng)”實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，開設(shè)無人駕駛智能小車實訓(xùn)項目，要求學(xué)生利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)自主導(dǎo)航和避障功能。在“移動通信”“5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化”課程中，在講解優(yōu)化無線資源分配、預(yù)測網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、異常檢測與故障預(yù)測、無線信道建模、信號檢測與參數(shù)估計、智能調(diào)制與解調(diào)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與自適應(yīng)調(diào)整知識點(diǎn)時，引入傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，使學(xué)生具備利用AI技術(shù)對移動通信系統(tǒng)智能化設(shè)計領(lǐng)域進(jìn)行分析、建模的工程能力。

3. 深化校企合作，建立深度融合的育人機(jī)制

專業(yè)堅持以新發(fā)展理念引領(lǐng)專業(yè)建設(shè)，始終把“聚焦專業(yè)產(chǎn)業(yè)、聚合體系資源、聚力實踐需求”作為專業(yè)發(fā)展的基石，通過打造校企導(dǎo)師隊伍，將產(chǎn)業(yè)鏈中的資源、需求、人才、技術(shù)、項目、研發(fā)等要素滲透到專業(yè)教育鏈和創(chuàng)新培養(yǎng)鏈中，構(gòu)建“對接－滲透－交融”協(xié)同育人機(jī)制[10]，形成“通信通聯(lián)、同向同行”的環(huán)境氛圍和/05UPrkVGErLXv7qcflGWw==育人效果。在對接階段，通過專業(yè)教師、創(chuàng)新導(dǎo)師和創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師的引導(dǎo)，將產(chǎn)業(yè)學(xué)院的資源和需求與人才培養(yǎng)過程緊密對接，實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合。在滲透階段，將產(chǎn)業(yè)鏈中的要素逐漸滲透至專業(yè)教育鏈和創(chuàng)新培養(yǎng)鏈中，使人才培養(yǎng)更加貼近市場需求，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實踐能力。在交融階段，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)學(xué)院資源、需求、人才、技術(shù)、項目、研發(fā)等要素與專業(yè)教育鏈和創(chuàng)新培養(yǎng)鏈的深度交融，形成協(xié)同育人的良好氛圍，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

專業(yè)利用本校的師資、設(shè)備、科研技術(shù)等優(yōu)勢和相關(guān)企業(yè)聯(lián)合建立實驗室，引進(jìn)企業(yè)最新的設(shè)備，同時解決了資金不足的困境。利用企業(yè)資金，與華為技術(shù)有限公司共建了SDH、EPON、NGN、PTN電信級現(xiàn)代通信技術(shù)聯(lián)合實驗室，與深圳市艾優(yōu)威科技有限公司IUV共建了4G/5G核心網(wǎng)、無線側(cè)虛擬仿真實驗室，與長沙行深智能科技有限公司共建了智能網(wǎng)聯(lián)車實訓(xùn)室，與深圳市寶德科技集團(tuán)股份有限公司共建了智能產(chǎn)測、智能質(zhì)檢實訓(xùn)室。

結(jié)語

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，通信工程領(lǐng)域也受到了很大的影響。本文探討了“人工智能+通信工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，通過重構(gòu)課程體系、深化校企合作，學(xué)生除了掌握傳統(tǒng)通信專業(yè)知識，還能掌握人工智能技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用方法和思路，從而培養(yǎng)出具備人工智能與通信工程復(fù)合型知識的高素質(zhì)人才，滿足人工智能時代社會需求的通信工程專業(yè)創(chuàng)新型人才，可為其他高校培養(yǎng)“人工智能+X”復(fù)合人才提供參考和借鑒。

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作者簡介：胡瑛，碩士研究生，副教授，huying1983@hnie.edu.cn，研究方向：高等教育研究、人工智能；張細(xì)政，博士研究生，教授，z_x_z2000@163.com，研究方向：高等教育研究。

基金項目：湖南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題——基于分層培養(yǎng)的“人工智能+”人才培養(yǎng)模式研究與實踐（編號：XJK19BGD048）。