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高职院校人工智能课程教学策略研究

2022-06-29李政仪

产业与科技论坛 2022年11期
关键词:实训人工智能思政

□李政仪 史 劲

作为媒体十大流行语之一,人工智能已经深入到社会生产生活的方方面面,特别是智能家居、智能教育等发展,让人工智能与人们的生产生活联系更加密切,而智能金融、智能交通等发展也给人们的生活带来了极大的便利,人工智能已经成为促进社会发展的必然趋势,大批的企业已经加入到人工智能研究、开发和生产领域,所以市场对人工智能专业人才的需求量急剧增加,高职院校应当密切结合市场需求,创新人工智能专业的教学方法,为企业培养具有爱国精神、工匠精神、高素质的实践型应用型人才。

一、高职人工智能课程特点

在高职院校的教学体系当中,应当认识到人工智能课程对于学生今后发展的重要性,不断培养人工智能教学应用能力和实践能力,促进学生就业的综合竞争能力提高,为市场输送高素质应用型人才。人工智能作为计算机科学的重要分支,不仅要涉及计算机领域的相关知识,而且也具有多学科交叉的特点,人工智能复杂的理论知识与概率与数理统计、计算机图形、计算机视觉、深度学习算法、高等数学知识等联系密切[1],但是目前高职学生普遍存在数学基础较弱等问题,很难理解复杂的人工智能相关原理。这对于教师的教学和学生的学习都具有很强的综合性和挑战性。根据高校要结合自身专业特点分类推进课程思政建设的要求,人工智能课程教学中思政教育途径较少,在专业实训课程、创业实践等途径上缺乏足够的研究和探索。

二、高职院校学生特点

任何教育活动的主体始终都是学生,因此,想要在教学活动当中获得良好的教学成果,就应当充分尊重学生的特点,开展有针对性的、差异化的教学,才能够真正地促进学生综合素养的提升。高职院校与本科院校以及研究生教育所面临的学生群体有所不同,想要在高职院校中开展人工智能专业教学,应当充分尊重学生特征,实施有针对性的教学方法,才能够真正地提高学生的就业竞争能力和综合素质。

高职院校生源具有多元化的特点,现阶段高职院校的招生方式众多,有普高统招、普高注册、五年制高职、对口单招、中职注册等多种形式,生源的多元化,直接表现为学生的学习目的和学习要求更加多元。

比如来自普高统招的生源,学习积极性较高,实践能力会稍弱一点,但是中职院校的生源实践能力会更强一些,而对于普高注册生源来讲,学生的学习主动性偏弱,因此高职院校需要根据学生的特点,开展有针对性的人才培养方案,以适应不同层次学生不同情况[2]。更重要的是,高职学生具有活泼好动的特点,相对于传统的教师为主导的课堂教学,学生们更喜欢动手能力强的实践性课堂,加强课堂的操作性和实践性,能够有效提高学生的学习兴趣,特别是针对学习基础较为薄弱的学生,过多的理论输出很容易让学生对学习失去兴趣,感到课堂教学枯燥,所以教师应当充分根据学生的特点开展有针对性的高职课堂教学,才能够吸引学生的注意力,让学生参与到课堂教学活动当中[3]。

三、高职人工智能课程教学面临的问题

人工智能产业的迅猛发展导致市场出现巨大的人才缺口,高素质的人工智能人才供不应求,也给高职院校人才培养指明了方向,高职院校应当充分结合市场对人才的需求,制定合理的人才培养计划,有针对性地提高人才的实践能力和应用能力,加强人工智能技能型、应用型、创新型人才培养,但是人工智能课程作为高职院校新兴专业,在教学活动当中仍然存在一定的问题,制约着教学活动的发展[4]。

(一)生源多元化,教学难度增加。高职院校生源的多元化,学生之间的差异也比较大,人工智能课程相对其他计算机专业课难度有所增加,只有根据学生的心理特点和学习规律,不断创新教学方法,开展多样化教学手段,才能够调动学生积极性,让学生主动地参与到课堂学习当中。

(二)缺乏专业教师、实训场地。人工智能作为新兴专业,现阶段高职院校人工智能专业毕业的老师比较缺乏,具有丰富人工智能专业实践经验的老师不多,很多学校还缺乏实训设备和实训场地,严重阻碍了学生的实践教学,也不利于提高高职院校人工智能课程的教学质量[5]。

四、高职院校人工智能课程教学策略

(一)基于“元素融合式”的课程思政教学实践。2020年5月,教育部正式印发《高等学校课程思政建设指导纲要》,在第一部分就明确提出,全面推进课程思政建设是落实“立德树人”这一教育根本任务的战略性举措,并在第五部分提出各高校要结合自身专业特点分类推进课程思政建设的要求。专业课的课程思政是全面提升立德树人成效的主要途径,其本质上是一种既强调“课程承载思政”,又强调“思政寓于课程”的教育理念。人工智能课程作为专业必修课,其课程思政建设的目标就是要将道德教育放在课程目标之首。传统的教学方式比较单一,主要以传递专业技能知识为主,不能满足目前高校思政课程的需求。因此,结合人工智能专业和我国人工智能产业发展情况,在人工智能课程教学和实训中提炼相关的思政元素。引入“元素融合式”教学是将人工智能专业基础知识、专业技能要点与思政要点这三种不同的教学元素进行融合,把爱国主义教育、爱岗敬业精神、团队协作精神、一丝不苟的工匠精神加入到教学设计与实训任务中,合而为一,实现人工智能课程知识与思政育人的双重效果,从而在提高专业技能的基础上,培养学生的道德品质和职业素养。

在人工智能课程教学中,知识技能点是呈阶梯式上升分布的,课程技能点之间相关度较高,需要梳理专业知识点,并建立对应思政元素的映射关系,可从人工智能相关企业的真实设计案例、分析案例等作为切入点,建立人工智能基础知识、专业技能知识点和思政元素综合案例库,提升学生兴趣和主动学习能力。综合案例库应以学生为中心,包含课堂实训、综合实训、课程设计、毕业实习等,同时融入人工智能专业知识、发展历程、智能应用项目,促进学生对实训课程的实训目的、科学背景及科学本质的深入理解。

(二)运用人工智能(AI)任务驱动教学法,重视实践教学。高职院校在开展人工智能课程教学的过程当中,需要从实践教学视角不断创新教学方法,促进学生实践能力的提升。运用人工智能(AI)任务驱动教学法能够根据真实具体的案例结合相关的理论知识,让学生在学习理论知识的同时,结合具体的任务进行操作,从而促进理论知识的内化,让学生真正能够将理论知识应用到实践当中,从而吸引学生的好奇心,激发学生的求知欲,提高学生学习的积极性和主动性。基于人工智能任务驱动是指在教学过程中通过统一的教学与实训平台布置人工智能真实项目式任务、实训步骤实施、拓展AI项目实训、评价与总结等,使学生在真实的任务驱动下完成学习任务。这种教学模式是以一个完整的人工智能项目为基础,教师和学生团队共同开展与实施工作,教师通过以分组的形式组织学生参与到项目设计中。在教和学的过程中,让每个学生直接参与到实践过程,提高学生的创造性。同时将有关理论知识点融入整个项目任务各环节当中,逐步对项目进行完善。

人工智能(AI)任务驱动教学法有利于创设真实教学情境,通过让学生分组学习的方式,让学生加入到实际情境当中。在教师的引导下,学生可以以小组的方式查阅资料,通过讨论提出解决问题的方案,教师将课堂时间充分交还给学生,让学生自己解决问题,最后以小组形式进行方案汇报,提交和展示实训任务的结果,不仅可以提高学生的实践能力,而且有助于提高学生自主思考、自主探索、表达和共同合作的能力。在运用人工智能(AI)任务驱动教学法的过程当中,教师应当注重任务案例与教学目标的一致性,充分尊重学生的认知规律和学习规律,通过真实的人工智能企业项目加强学生与企业之间的接触,让学生认识到主流技术的发展趋势,提高学生对人工智能专业的认知[6]。

(三)基于产业节点的岗位-课程-岗位逆向循环的课程体系,提高实践能力。以移动互联网产业节点的开发与应用岗位要求为起点,逆向倒推出专业所需要的知识和技能,由此建立专业课程体系,确定课程教学内容,确保学生学习的内容满足岗位需要以及持续发展的需要;此外还根据岗位的变化情况不断调整专业课程体系,由此建立基于产业节点的岗位-课程-岗位的逆向循环式课程体系建设模式,以人工智能、移动互联网产业节点出发,从计算机数学基础、JAVA面向对象程序设计、Python程序设计基础、人工智能开发基础等课程出发,进一步衔接机器学习基础、TenserFlow框架应用开发、移动应用开发课程,再提升到基于AI的Android移动开发、基于AI的移动web前端应用开发、基于AI的企业服务端应用开发、深度学习算法等课程,重点强调从课程的基础性和启发性定位入手,让学生理清关键的基本知识点,然后能熟练掌握后续的具体应用实践课程内容,最后服务于人工智能的移动互联开发职业岗位。基于产业节点的课程体系可以有效激发学生的好奇心,通过循序渐进,由简入难的任务布置,增强学生的学习自信心,培养学生学习兴趣,激发学生的学习潜能。

图1 基于产业节点的逆向循环式课程建设模式

(四)加大资金投入,加强校企合作,建立“双导师”制度。现阶段很多高职院校人工智能课程教学仍然在探索阶段,所以应当不断加强资金投入,构建高素质的师资队伍,校企合作全面深入,在教学模式、课程体系、实践环节、教学运行等多方面与企业进行紧密合作;同时需要建立产教联盟,共同开发专业标准、课程标准和人才质量标准,人才培养模式应当遵循职业成长规律和教育教学规律,适应区域经济特点,能够深度产教融合。促进“双导师”教学模式的构建,在高校教师队伍基础上,从企业引进实践能力强的教师,校企联合进行教学内容改革,课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接,紧贴专业发展和技术更新课程内容,同时根据产业发展和技术升级及时更新课程资源,进一步完善教材建设、教材管理及选用制度。

通过校企之间的深度融合,可以给学生提供更多的实践机会,加强学生的实践能力培训,弥补缺乏学校实训设备和实训场地不足的问题,校企共同构建实训基地,达到以用促学,以学促用的作用。而且学生在接触企业的过程当中,能够更加了解企业对人才的需求,有利于学生形成自身的职业规划。学校和企业在开展深度合作的时候,也更加明确人才培养目标,通过企业反馈,可以不断优化课程体系以及教学手段,对于促进高职院校人工智能专业教学发展也具有十分深远的意义。

(五)引入“1+X”证书制度,激励学生的学习热情。“1+X”证书制度可以有效发挥学校和企业的各自优势,共同培养社会与市场需要的人才,是提升学生职业技能、适应企业岗位需求、提高高职学生的企业认可度等的重要途径。实施“1+X”证书制度改革,其中,“1”代表学历证书,“X”是指代表人工智能相关技能的资格证书。人工智能可以获得职业技能证书有:计算机视觉测试工程师、计算机视觉实施工程师、计算机视觉应用开发工程师、人工智能数据分析与挖掘应用工程师、人工智能机器学习应用工程师等等。这些证书由中国人工智能学会和国家工信部权威认证,是跨入人工智能行业的敲门砖。引入“1+X”证书制度,强化理论和实践教学统一,激励学生学习的热情,让学生在实践中不断提升专业能力,也有助于提高学生的就业率。

五、结语

高职院校作为以企业需求为人才培养目标的高等学府,也应当密切关注到市场的发展前景以及企业对人才的需求,加快建设人工智能专业教育,培养学生的道德品质和职业素养。将爱国精神、责任共担、智能制造情怀、拼搏精神、团队合作精神等思政元素有效融入专业教学中。积极开展校企合作,共同构建实训基地,建立“双导师”制度,校企联合进行教学内容改革。引入“1+X”证书制度,为企业输送有责任担当、团队协作能力、专业能力和实践能力更强的人工智能高级人才。

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