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人工智能在软件工程专业中的应用
——以地方性高校软件工程专业为例

2021-11-27

绿色科技 2021年11期
关键词:人工智能人才专业

陈 苹

(内江师范学院 计算机科学学院, 四川 内江 641000)

1 引言

根据当前社会的实际需求与未来发展,以高校人工智能发展的基本情况为基础,教育部印发了《高等学校人工智能创新行动计划》[1],有如下3个阶段目标:第一,到 2020 年,基本完成优化高校科技创新体系和学科体系的布局,适应新一代人工智能的高速发展;第二,到 2025 年,显著提升自主创新能力和人才培养质量,以新一代人工智能领域基础,取得具有国际影响力的原创成果,为智能社会、经济转型、产业升级等方面做出贡献[2];第三,到 2030 年,为我国排名创新性国家前列,高校在人工智能方面的核心力量,也是人工智能的人才摇篮。特别是地方性高校,要围绕行动计划,立足地方优势和社会需求,将人工智能与成熟的软件工程专业相结合,促进地方性高校的发展和适应社会的人才培养。

响应国家政策的号召,为了建设一流应用型本科院校,培养一流人才,高等院校要积极为整个社会及地方经济发展和产业转型升级培养应用型、技术技能型人才,这也要求高校能在当前的社会中着重培养学生解决问题的能力,特别是复杂工程问题,以不同形式,不同渠道等方法推动并实现校企双方产学合作,协同育人。

2 软件工程专业的发展

2.1 国内发展现状

21世纪的今天,是信息化时代。国民经济的基础产业、支柱产业和先导产业都离不开信息产业。它发展水平的重要标志是对一个国家现代化水平与综合国力的衡量,国民经济的发展和人们的生活水平的逐步提高也是由国家信息化建设直接影响的[3~6]。

21世纪最具广阔前景的新兴产业之一是软件产业,各国的信息产业发展水平和在国际市场上的综合竞争力是由软件产业的发展水平来决定的。到2021年,虽然国内的计算机专业毕业人数直线上升,但是软件技术高级人才还很欠缺,针对这个问题,国内软件产业的首要任务就是如何培养与国际接轨的高素质软件工程人才,整体提高国内软件产业整体水平[7~9]。

2.2 专业建设定位

2.2.1 专业定位

从学校的层面出发,地方性高校对于软件工程专业的培养目标:第一,掌握软件工程专业相关的学科基本理论、基本知识和基本技能,以及需要的数学知识、自然科学知识和经济学与管理学知识。第二,熟悉软件工程技术的实践应用,掌握相关的行业规范标准。构建四个一体化育人模式:“校内与校外教学一体化、课内与课外实践一体化、科研与竞赛融合一体化、项目与创新育人一体化”,培养学生具有“三心三能三精神”的高素质应用型人才。

从专业本身出发,软件工程专业对学生的培养目标:第一,培养热爱软件开发、应用和管理,适应我国计算机应用技术改革发展需要,具有良好的思想品质、职业道德、科学精神和人文情怀;第二,具备自然科学知识、人文社科基础、软件工程专业基础理论及应用等方面知识;第三,具备软件开发能力以及软件开发实践的经验和项目组织的能力;第四,具备较强社会适应能力和创新能力;第五,能在计算机应用相关单位或领域从事软件工程技术设计、开发和管理等工作的高素质应用型人才。学校也希望学生毕业后5年左右成为该行业领域的技术工程师。

2.2.2 专业层次

本专业培养层次为:本科;授予学位:工学学士。

学校从五个方面衡量学生是否达到毕业要求:基本素养、专业知识、专业能力、职业素养和创新创业能力等。

3 人工智能的发展

3.1 人工智能行业发展

在经济社会的需求下,各行各业的新技术新理念都离不开智能识别、物联网、云计算、大数据等,基于此背景,国内外高科技公司纷纷布局人工智能,人工智能的发展也迎来了新的发展契机。

以美国为代表的有IBM Watson 、Google TensorFlow,数据库,无人驾驶汽车, VR生态,图像识别,智能家居、Facebook 语音识别,自然语义,神经网络训练+机器学习、微软小冰、Tay等Microsoft语言助手、Hololens全息眼镜的VR、苹果汽车领域无人驾驶和SIRI语音助手等。以中国为代表,人工智能的发展成果如下:百度的无人驾驶汽车,采用物联网技术的阿里的智能家具,采用腾讯人工智能技术的视觉、智能计算与搜索实验室、产业布局和智能硬件等。

3.2 人工智能应用方向

随着社会的进步与发展,人工智能的应用也逐渐起来,特别是一些技术公司的开源平台、产业布局等,不论是专业技术领域和还是通用领域,智能化应用更普遍。各行业领域的智能化应用将会是人工智能主要的发展方向,特别是在产业布局上。人工智能产布局将围绕基础层、技术层和应用层为基础。在基础层中,由运算平台和数据工厂组成,支持基础数据资源。在中间层的技术层,连接着数据层和应用层,主要是以不同类型的算法建立模型,形成有效的可供应用的技术。在应用层中,将可供应用的技术为用户提供技术产品和技术服务。

3.3 产业发展分析

产业发展,人才重要:特别是在人工智能领域的顶级人才,他们是人工智能快速发展的关键。各行各业对于人工智能技术的研发、落地与推广都需要人工智能顶级人才相互合作,共同解决难题。而现在教育产业对如何培养人工智能顶级人才有着战略性机遇。单独开设人工智能专业,时间、花费投入太大,很难初见成效,对于当前的人工智能技术,地方性高校要与已有的计算机专业进行结合,抓住机遇,直面挑战。围绕地方性高校的教人育人特色等实践层面积极构建属于人工智能的美好未来[10]。

目前,人工智能在各行业领域的应用有:第一,工业生产领域:全球范围来看,国家竞争的核心战场还是制造业。制造业中从生产、流通到销售,正在越来越趋于数据化、智能化[10]。依靠大数据技术和人工智能技术,企业在生产效率、库存周转率、设备使用率等方面都得到了提升。特别是减少了不必要的人工支出,工业机器人是企业智能制造的实现方式。第二,智慧物流领域:主要聚焦在智能搜索、推理规划、模式识别、计算机视觉以及智能机器人等领域。比如,阿里巴巴机器人菜鸟、京东的无人机、无人仓等,这些应用都利用了人工智能技术来优化物流各环节,提高物流效率,减少人力物力。第三,智能汽车领域:现有,无人驾驶、车联网、智能交通系统等。在未来,依靠大数据、云计算、深度学习、人工智能等技术,能更有效地预测事故等,提高行车的安全性。第四,智慧医疗领域:临床辅助诊疗、辅助手术等自动化设备,新药的研发等方面,解决更多的难题。

3.4 产业人才需求

人才的竞争才是人工智能最根本的竞争,随着人工智能在产业中的高速发展,企业对人工智能领域人才的需求越来越大。各国各行各业对人工智能的投入持续增加,优秀的人工智能人才也成为了各企业的实际需求。查找相关的文献,中国人工智能人才的缺口越来越大,人才供求比例只有1∶10[11]。

4 人工智能在软件工程专业中的应用

地方性高校中,如果单独开设一个人工智能专业所需要的投入相当的大,而软件工程专业开设年限已久,已经较为成熟。因此,大的方向是全校开展人工智能普及教育,并在软件工程专业学科建设上逐步开展“人工智能+专业”的专业人才培养,逐步培养出符合当前社会需要的软件人才。

学院在现有的软件工程专业建设上,稳定和改造现有专业,做大做强软件工程专业,申报人工智能相关的新专业,经过五年建设,力争初步形成以软件为支撑、人工智能应用为特色的在省内同类院校有一定影响的专业群。其中在软件工程专业中:逐步扩大招生人数,更加注重软件开发,力争将软件工程专业建设成省级一流专业[12]。

为了培养“高素质应用型人才”,在地方性高校中,人工智能与软件工程专业的结合应用,实现人工智能在软件工程专业人才的培养目标,采取以下6个方面的人才培养策略。

(1)课程设置模块化。为了确保学生的学习效果,根据学生职业岗位能力的构成,构建专项能力教学模块,再来确定每个教学模块对应的具体课程。[13]在软件工程专业的选修或必修模块中,开设一部分人工智能课程,提高学生对人工智能知识的学习,以便在未来工作生活中能够快速将人工智能知识应用于软件工程的专业知识中。

(2)以岗位要求设置实践课程。依据现有的职业岗位要求设置课程,为了突出职业核心能力的培养,适应实际的实践工作,坚持“就业导向,能力本位,产学结合”,适当让学生参与公司的实际项目开发等工作。针对职业核心能力的培养,为了将实际项目的开发引用到教学中来,可以让公司的技术人员直接参与实践类的教学活动,在实践类的课程要求中,将人工智能相关的实验融入进去。

(3)师资团队整合。为了符合地方性高校软件工程专业的师资队伍建设,可以由企业技术类工程师和校内专任教师组成。在“工学结合”的教学改革要求下,学生可以在寒暑假期间,到企业从事实际项目工作,将课程内的理论知识和现有的技术紧密联系起来,查漏补缺。专任教师可以负责人工智能和软件工程专业理论教学,企业技术类人员可以负责这两类开发技术的指导,

(4)注重实践教学,加强能力培养。软件工程专业动手能力强,因此实践教学在课程体系中所占比重也越来越大,可以实行层次化分阶段的技术技能培养方案,将实践教学融入课堂内外,课程中。有以下四个层次:第一,课堂教学中可以设置4个左右的小实验,将实验操作方法、步骤写入实验报告中,不仅能突出基本技能的训练,还能锻炼文档的写作能力。第二,每门课结束后可以要求企业技术人员针对本门课的内容做一次小型的实际开发项目,突出课程专业和综合能力的培养。第三,开设相应的见习,实训,让学生去企业综合性的整合学习。第四,联系一些公司、单位,让学生顶岗实习,注重个人能力的培养。第五,毕业实习/设计环节,综合职业能力的培养,不仅能适应岗位要求,还要善于沟通,处理问题。在这五个环节中,新增一定量的人工智能技能培养实践教学。

(5)大力推行教学改革。为了实现软件工程人才培养,在教学改革中,除了与人工智能知识相结合,还要将软件工程与其他课程内容整合,并突出该课程体系的“工程实践性”。

(6)鼓励考取相应证书。根据现有的招聘要求,可以鼓励学生参加相关的职业技术考试,比如,计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试,计算机等级考试[14]。

5 结论

为了培养出符合当前社会需要的软件人才,本文从课程设置模块化、以岗位要求设置实践课程、师资团队整合、注重实践教学加强能力培养、大力推行教学改革、鼓励考取相应证书这6个方面,阐述了在软件工程专业学科建设上逐步开展“人工智能+专业”的专业人才培养策略。

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