浅谈人工智能下过程装备与控制工程专业教育发展前景思考

李 果 朱大胜 支有冉 王云龙 张 烽

（南京工程学院机械工程学院 江苏·南京 211167）

0 引言

人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）一词提出时间较早，在1956年Dartmouth会上首次出现。自2016年阿尔法狗与人对弈胜出后大势发展，向各个领域的发展引起人们的关注。人工智能技术作用于教育事业也成为了专家们的聚焦点。

对于一般本科高校，目前教授方式大部分还是以传统课堂教授为主，但是为了促进学生学习、提高学生学习效率、增大学生学习主观能动性。教师们授课之余，极力对教学方法进行研究，提出革新措施，如“翻转课堂”强化学生主观能动性的发挥；“网络精品课程建设”倡导学生自主学习；提高学习时间、空间的灵活性；为学生跨学科学习给予了便捷途径，等等。但是教师的工作量还是较为繁重的、督促学生学习、批改作业、回答问题、考试等。如何更合理、高效利用人工智能的便捷，提高专业教育的效率是未来改革和发展的方向。人工智能技术应用于高校教育，对过程装备与控制工作专业未来教育发展如何？

1 人工智能发展对专业教育变化与改革方向

1.1 教师职责的转型

人工智能引入高校教育，可以发挥其大数据处理的优势，可以高效传播知识、扩大课程开放程度。代替教师批量处理传统基础知识的教授，作业的批改、解答，考勤考试等项目。学习者可以随时随地获取需要的知识及优质课程。人工智能强大的数据处理信息能力，个别教师是无力能及的，教师传授知识的智能被弱化。但目前大量是微课制作、网络资源的发展不仅没有减轻负担，反而因考核学习过程、评价学习结果多样性而加大了工作量。人工智能的发展，对过程装备与控制工程专业教师来讲，积极寻求将教师从这种重复性高、创新含量低的劳动中解放出来的方式方法。组建教学教改团队，充分利用优质网络资源、人工智能强大数据处理能力。重点放在与人工智能相契合的人才培养方案及目标定位、课程内容组织、学生学习过程优化智能管理等方面，从大局上把握学生的学生过程与发展方向。另一方面，由于人工智能系统的信息量庞大纷杂，对于学习者特别是刚进入大学校门的学生在短时间内很难高效鉴别、选择适合自己的课程学习体系，此时需要专业教师的引导，帮助其最快构建出适合自己的专业课程体系。

1.2 学生学习理念的转变

人工智能时代，大量具有创造性和独特性的学科专业种类越来越多，而代表了低水平的学科专业将被淘汰。人工智能引入高校教育，学生面对知识的海洋，学生以获得知识为主的学习过程也面临改革。在学校获取知识、学习时间是有限的。作为一名本科生，基础专业的知识学习是必要的，但是大学四年并不能将所有知识囊括其中。所以大学的学习对象、方法也是学生时代的一个转折。如何学会学习才是更应该掌握的。人工智能时代，过程装备与控制工程专业学生，踏入大学校门，学习理念应有所转变，一是转被动学习为主动学习。在老师指导下，以兴趣或目标为导向、结合自己专长，学习构建适合自己的课程体系；二是转纯理论学习思维为工程思维。新生入学，不急于立即进入基础理论学习的状态，工程实践课程应给予适当的安排，让学生认识工程实践过程及所涉及的学科知识，切实明白大学培养的目标及四年后就业的方向。可以很好避免学生学习的盲目性，增加学生学习相关科目的积极性、主动性与高效性。这样一个过程，同时也是学生自我定位、自我人格的成长和完善。

1.3 专业课程发展

针对过程装备与控制工程专业，高等数学、大学物理、材料力学等基础学科与机械类其他专业相同，专业基础课如化工原理、普通化学又与化工类专业相同；过程流体机械又与流体专业相同。因此，在人工智能教育背景下，将课程整合到同一个数据库，降低建课、上课重复性。教师需根据大量深入研究，搭建组织科学、合理的专业培养课程体系，在一定程度上给予学生个性化发展的需求。学生可根据自身优势、兴趣、目标自由选择。

近年我院领导多次提倡“项目化教学”“教学项目化”。新时代新工科要求培养创新创业型人才。结合教育目标，基于人工智能，课程体系的建立也可按照课题要求进行组织安排。学生从感兴趣课题入手选修相关课程、目标明确，既可高效学习专业知识，又可在课题基础上启发自己的创新思维，提高学生创造力。甚至学生还可以将课题深入，或跨学科发展，本科与研究生学生的延续性，大大增强学生的专业性、经验性。学生选择学习课程体现了学生的自主性，同时，以项目为导向，学生学习的精准度提高，效率提高。避免了大家同时学习相同的课程，课程对学生的有用性高低不等的尴尬性。提高学生学习时间的有效利用。

另外，课程体系在优化组织专业课程的同时，还应该考虑到人文了课程的设置。美国东北大学校长约瑟夫·奥恩认为在人工智能时代，高等教育培养的人才必须具备一定的人文素养、具备一定批判性思维和文化敏捷性，以彰显人的特性。人工智能的发展需要科学科技的力量，也需要文化文明的力量。人工智能时代，高等教育的研究更需坚持人文路线；学科发展的核心要素是人，人的创新精神和创造能力比单纯的知识积累与技能学习更为重要。国外个别学校已经在调整学科专业招生规模时，更多倾注了人文社科的培养，甚至启动了文科与技术的双学位建设。国内较少。人文类知识的熏陶可以提高学生的道德情操文化底蕴、使得学生内心精神充实，信念充沛，可以智慧的看待自己的发展方向，更好的推动社会发展。

传统教育过程中，教师在课堂将知识和技能传授给学生的同时，教师自己的人格魅力、行为习惯、道德素养、人文精神等也潜移默化给学生。师生情感上是交互性也是传统教学活动的基本特征之一。知识和技能的传授由人工智能代劳。大学生所处的年纪正是三观建立、稳定的黄金阶段，独特的价值观、正确的道理伦理观、良好的文化素养等是人工智能教育下重点考虑的问题。

过程装备与控制专业学习常见的游戏人生、盲目转专业等现象就是因为学生没有自己独立的智慧见解，没有确定的目标和个人发展方向，对未来产生诸多困惑，缺乏人生信念。学生除了知识和技能外，智慧无比重要。而智慧是基于多方面的积累、融合。如一定的文化底蕴、正确的价值观、道德观、哲学思想等。学生不是没有智慧，而是智慧需要启发。因此，人文课程设立尤为重要。教师如何将文化传承给学生成为重中之重。专业培养目标致力于培养学生创新、终身学习的能力，也要更好帮助学生增长智慧、激发创新思维；培养出“富有工程意识、实践能力和创新能力，具备及熟悉专业基础知识、较强执业能力、且具有良好职业道德和综合文化素质的综合应用型人才”。

2 结论

本文以所在过程装备与控制工程专业的教育现状为基础，结合人工智能技术的特点，对人工智能背景下过程装备与控制工程专业教育发展前景进行了研究。认为人工智能发发展，促进了跨学科、跨领域知识的交叉融合，便于节约教师重复性教授劳动，更有助于学生学习主观能动性的发挥，自我学习能力的发展，创新型思维和创造力的培养。对教师的转型方向、学生思维的转换及课程体系的改革方向提出了一点建议。希望后续在此基础上，对细节进一步完善，为未来人工智能教育的应用奠定基础。