余学祥　吕伟才　王虎　赵兴旺　王磊　刘超

摘  要：人工智能的快速发展对高等院校导航工程专业人才培养将产生深远的影响，发展与改革导航工程专业人才培养模式也势在必行，以应对科技发展、社会进步对导航工程专业人才培养提出的新要求。本文从培养理念和目标、培养内容、培养方式和师资队伍建设四个方面，对人工智能时代背景下导航工程专业人才培养模式做出了一些有益的探讨。

关键词：人工智能;导航工程专业;人才培养;教学研究

中图分类号：G642      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）22-0194-03

Abstract：The rapid development of artificial intelligence will have a far-reaching impact on the training of navigation engineering professionals in colleges and universities. It is imperative to develop and reform the navigation engineering professional talents training mode to cope with the development of navigation engineering professionals in response to scientific and technological development and social progress. This paper makes some useful discussions on the training mode of navigation engineering professionals in the context of artificial intelligence from four aspects：training concept and goal，training content，training method and teacher team construction.

Keywords：artificial intelligence;navigation engineering;talent training;teaching research

0  引  言

“人工智能”一詞最早出现在1956年首届夏季达特茅斯（Drtmouth）研讨会上，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，是计算机学科的一个分支。自人工智能概念提出以来，人工智能便得到了广泛的关注，并在近年来得到了快速发展[1]。无论是战胜世界围棋冠军的智能机器人AlphaGo，还是能与国际象棋大师对战并取得胜利的IBM深蓝，都能够很好地体现出人工智能的强大之处[2]。在此基础上，世界各国都出台了人工智能相关的一系列法规政策，希望能够更好地为人工智能时代发展提供保障。2016年12月，美国称人工智能时代即将来临，并督促美国国会为即将到来的人工智能时代做好迎接挑战的准备，最主要的是未来20年内由于人工智能技术的快速发展将会导致9%～47%的美国公民失去自己的工作[3]。2017年1月，英国政府宣布了“现代工业战略”，增加47亿英镑的研发资金用在人工智能、“智能”能源技术、机器人技术和5G无线等领域[4]。

2017年7月20日，国务院出台《新一代人工智能发展规划》，提出了鼓励高校在原有培养方案基础上拓宽人才培养与人工智能相结合专业教育内容，形成“人工智能+X”复合专业培养新模式，重视人工智能与数学、测绘科学、物理学、心理学、社会学、医学、工学等多个学科专业教育的交叉融合[5]。2017年12月13日，工业和信息化部发布《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）》的通知，以落实《新一代人工智能发展规划》，深入实施“中国制造2025”，突破重点领域，促进人工智能产业发展，提升制造业智能化水平，推动人工智能和实体经济深度融合。2018年4月20日，教育部印发《高等学校人工智能创新行动计划》的通知，以引导高校瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究和引领性原创成果的重大突破，进一步提升高校人工智能领域科技创新、人才培养和服务国家需求的能力。

导航工程专业是一门多学科交叉融合的新兴工程应用专业，主要涉及导航基础理论，各种导航技术的基本原理与方法，其融合了卫星定位技术、互联网技术、电子技术、信息科学技术和测绘遥感技术等多种技术手段，以解决在航空、航天、交通、军事、电子、信息及通讯产业等领域的实际问题。目前，通过传统导航工程专业培养出来的人才已经能够在车辆及船舶导航与监控、精细农业、移动互联网、智能交通等多种国民经济发展行业中发挥巨大作用。

近年来，人工智能技术发展迅速，已经能够与互联网、汽车、金融、会计等行业领域相结合，并发挥机器学习的强大功能，对各行业的发展有深刻的影响。如北斗导航定位与数据处理理论的发展，需要实现多学科融合开放型智能定位平台[6];遥感影像智能解译、测量机器人、无人机、无人船、无人车等，以及制图综合和绘图机器人等，体现了人工智能对测绘地理信息产业的贡献[7]。由于导航工程在国民经济发展中不可缺少，因此采用人工智能技术结合导航工程专业人才培养迫在眉睫。

本文结合我校2018版导航工程专业人才培养方案，主要从人工智能背景下导航工程专业人才培养理念和目标，培养内容和师资队伍建设三个方面介绍新一代导航工程专业人才培养的模式，旨在对人工智能时代下导航工程专业人才培养方式做出一些有益的探讨。

1  人工智能背景下导航工程专业人才培养目标

高等院校是新一代导航工程人才培养的基地，应更加明确培养人才目标。在秉承“重基础理论、重科研精神、强化实践能力、强化综合素质”的基本人才培养理念前提下，以人工智能背景下行业需求为风向标，注重“知识、能力、素质”三个方面协调发展，着力培养具有系统的学科知识背景、能适应时代发展和变更的新一代导航工程专业人才。

依据国家、行业、教育部的相关文件精神以及专业教学质量国家标准、工程教育认证标准、我校2018版人才培养方案制定意见等要求，重新制定了2018版导航工程人才培养方案，确定了培养目标、毕业要求、核心课程、主要实践环节和教学计划等。

为培养合格的新一代导航工程专业人才，应达到以下几个方面的目标：具备良好的思想道德修养、健全人格、高度责任感和较高职业道德修养;能够运用导航技术、电子技术、信息科学和计算机科学、人工智能等解决复杂导航工程问题，并能够对获取的导航信息进行处理、分析、表达、开发与应用;能够根据导航原理与相关技术规范提出工程设计方案，并将人文、社会、环境、可持续发展等因素融入导航工程设计和研发中，以解决复杂工程问题;具备良好的沟通、协调和团结协作能力，毕业后5年左右能够承担航空航天导航、智能交通、室内导航等项目的管理和实施工作;具备终身学习的能力，毕业后5年左右能够将新技术、新理念和新政策应用到导航项目方案设计和实施过程中;具备跨文化交流与合作能力，能够从事国际导航项目的管理与实施。在毕业要求方面，结合专业特点，应达到工程教育认证标准中规定的12项要求。

2  人工智能背景下导航工程专业人才能力培养

在人工智能背景下，技术不再是不可替代的了，那些易于教授和检验的技能，正在或者将要被数字化和智能化取代。为了使培养出来的导航工程专业人才能够适应技术和市场发展的需要，除加强通识教育（如思想政治、数学、物理、电子、英语、人文和军事等）外，还应加强专业基础知识、专业知识、相关学科知识及实践能力的培养。

（1）开设专业基础课程，具备掌握行业发展特点的基础理论知识。导航工程专业人才的培养是为了解决目前众多工程项目中存在的共性和特性问题，通过让学生学习有关导航工程专业基础理论知识，如测绘学基础、导航概论、导航学、最优估计、自动控制原理等，了解目前导航工程发展趋势及存在的问题，具备面向人工智能时代背景下工作的基本能力。通过专业基础知识的学习，让学生充分了解导航工程专业的培养要求和培养目的，为深入学习专业知识打下较为扎实的基础，为日后深入研究相关专业问题提供保障。

（2）开设相关的专业课程，使学生具备从事导航工程专业的工作能力。在专业基础知识的基础上，继续开设卫星导航原理与数据处理、GNSS接收机原理、惯性导航原理、组合导航、数字信号处理、嵌入式系统与程序设计、导航电子地图等核心专业课程，以掌握当前主流的导航定位及其实现技术，为今后从事导航工程专业及相关专业工作打下扎实的理论基础。

（3）以新工科专业建设为导向，加强相关学科的融合。人们日常生活中对位置信息不断提出的需求，使得导航定位技术与移动互联网、智能交通、现代物流及公共安全等的联系越来越密切，具体表现在基于导航定位技术的各种移动终端上，特别是随着Android、iPhone OS等嵌入式体统的兴起，使得移动终端上导航技术的开发异军突起。在学习计算机软硬件基础理论的基础上，增设模式识别与人工智能技术、地理信息技术、嵌入式系统开发技术、计算机网络技术、无线通讯技术、物联网技术、大数据与云计算技术、室内定位技术、软件工程技术等，促进就业与毕业的无缝链接，为学生在专业上实现全面发展和具备终身学习能力提供强有力的支撑。

（4）构建实践课程体系，增强学生分析和解决问题的能力。导航工程是一门实践性很强的工科专业，通过工程实践，一方面可有效地提高理论知识的学习效果，另一方面也可激发学生的创新意识和创新能力。2018版导航工程人才培养方案中，专业实践类课程主要包括卫星导航课程设计与实习、最优估计课程设计、惯性导航课程设计与实习、组合导航课程设计、导航电子地图课程设计、嵌入式系统与程序设计实习、毕业实习与设计等，为学生离开校门、走向社会提供了工程训练基础和工作基础。

3  人工智能背景下导航工程专业师资队伍建设

人工智能时代下导航工程专业人才的培养，需要导航工程专业教师能够将时代需求有效地融入专业知识并实施到教学实践活动中。教师是知识的传播者，特别是高等院校的专业授课教师，更是专业人才培养的中心点，因此，人工智能时代背景下，发展导航工程专业教育，需要培养具有创新意识的优秀教育工作者。

（1）组建具有创新意识的导航工程专业教师团队，定期开展交流研讨会，积极开展人工智能技术、物联网技术、大数据与云计算技术等相关专业技术知识的培训，加强教师对行业动态的掌握。鼓励教师带领学生积极开展导航工程方面的科学研究工作，并及时将研究成果转化为教学内容及实用产品。

（2）走出去，请进来，拓展教师的专业知识面。定期选派优秀教师到与导航工程相关的国内外高校（如武汉大学等）和企业（如广州中海达卫星导航技术股份有限公司、上海华测导航技术股份有限公司等）进行学习培训，及时更新和掌握新技术并运用到教学和科研工作中。邀请相关高校、科研院所、导航工程企业等的专家学者到校进行授课或专题学术报告;共建校企合作实验室，将导航工程实际生产项目及相关科研问题融入课堂教学中，使教师具备良好的导航工程思维能力。

（3）加强教学团队现代教育技术能力的提升，提高课程教学质量。随着信息技术、计算机技术与多媒体技术的迅速发展，网络媒体、多媒体课件、慕课、屏幕投影等现代技术在教育中的运用愈加广泛。现代教育技术手段更为直观形象地展示了教育内容，节省了大量的课堂时间，能够进行模拟实验等拓展性课堂教学，以更强的逻辑性与动态性弥补了传统教育的不足，提高了教学效率。在教学团队建设中，既要注重提高团队成员的学术水平，也重视其现代教育技术能力的提升，以更好地提高课程教学质量，使学生在课后生活中能够及时学习导航专业知识，也有利于人工智能时代背景下教学方式的进一步革新。

4  结  论

教育部在《高等学校人工智能创新行動计划》中指出，“人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界”。“随着互联网、大数据、云计算和物联网等技术不断发展，人工智能正引发可产生链式反应的科学突破、催生一批颠覆性技术，加速培育经济发展新动能、塑造新型产业体系，引领新一轮科技革命和产业变革”。导航工程专业只有结合人工智能等相关技术，在高校、企业、教师和学生的共同艰苦努力下，才能培养出紧跟时代发展和满足社会需要的合格专业人才。

未来的人才培养更多地体现出多学科交叉融合的培养模式，在满足内部适应性的同时还需要满足外部适应性。一方面，我们既要注重对学生基础知识、基本能力的培养;另一方面，更要重视学生综合素养的培养，具备在实际工作中分析和解决问题的能力及终身自主学习、适应时代发展的能力。本文结合我校导航工程专业人才培养方案，从培养理念和目标，培养内容和师资队伍建设三个方面，对人工智能时代下导航工程专业人才培养模式做出一些有益的探讨。

参考文献：

[1] 蔡自兴.中国人工智能40年 [J].科技导报，2016，34（15）：12-32.

[2] 段霖瑶.大数据时代有效教学的实践路径 [J].教学与管理，2019（15）：8-10.

[3] 张倩.美国白宫：人工智能、自动化与经济报告 [J].杭州科技，2017（2）：57-60.

[4] 刘经南，高柯夫.智能时代测绘与位置服务领域的挑战与机遇 [J].武汉大学学报（信息科学版），2017，42（11）：1506-1517.

[5] 高井祥.智能时代测绘高等教育的几点思考 [J].测绘通报，2018（9）：139-143.

[6] 李德仁.从测绘学到地球空间信息智能服务科学 [J].测绘学报，2017，46（10）：1207-1212.

[7] 姚承宽.人工智能在测绘地理信息行业中的应用 [J].河北省科学院学报，2018，35（4）：66-70.

作者简介：余学祥（1965-），男，汉族，安徽太湖人，教授，博士生导师，博士，主要研究方向：卫星导航定位技术方面的科学研究和教学研究。