新工科背景下“数字媒体+人工智能”专业建设与人才培养研究

顾逸，范超，张欣

（江南大学 人工智能与计算机学院，江苏 无锡214122）

自2017年2月在复旦大学召开工程教育发展战略研讨会以来，“新工科”成为全国高校工科教育的重点议题。教育部随后提出了新工科计划，积极推进新工科的建设［1］。按照教育部的指导文件，“新工科”主要体现在工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式等五个方面的“新”。新工科与代表传统产业的老工科相对应，可以理解为在新技术背景下，随着传统工科的理论和应用升级所衍生出来的新兴产业。新工科不仅是传统交叉类型工科的发展，还包括物联网工程、人工智能、智能化机械制造等一批新兴工科专业的应用。

在新工科建设的背景下，江南大学数字媒体技术专业于2019年12月获批“双万计划”国家级一流本科专业建设点。近年随着人工智能的发展，南京大学于2018年3月设立了人工智能学院，出版了《南京大学人工智能本科专业教育培养体系》一书［2］。江南大学也将原属于数字媒体学院的数字媒体技术专业和原属于物联网工程学院的计算机科学与技术专业进行重组和强强联合，于2020年3月正式成立人工智能与计算机学院。新学院在2020年成功申报人工智能本科专业，在2021年9月迎来首批本科生。

在本轮重点建设的数字媒体技术和人工智能两门“新工科”专业中，数字媒体技术专业是典型的综合性交叉学科［3］，涉及计算机技术、艺术文化与传播传媒等；人工智能专业属于新兴工科，是由科技进步衍生出来的新工科代表。文章基于原有数字媒体技术专业建设和人才培养的经验，探索AI 助力的数字媒体专业的进一步发展路径，为新设立的人工智能专业的人才培养和课程设置提供有价值的参考［4］。

一、现有数字媒体专业建设的问题及人工智能专业建设的定位

江南大学数字媒体技术专业于2006年首次招生，经过15年的建设已进入瓶颈期，现行教学方式和学生培养模式存在一些问题，专业的后续建设面临着诸多挑战。对于新开设的人工智能专业，需要制订新的人才培养模式和专业建设方案。在此背景下，本文探索和实践数字媒体和人工智能的有机融合，提出如下措施：

1.充分调研国内外高校开设的人工智能专业的培养方案和课程体系，一方面用于数字媒体技术专业的进一步发展，另一方面为人工智能专业建设方案和人才培养模式提供有价值的参考。

2.将AI 知识和技术有效融入数字媒体课程，助力国家一流本科专业的建设。在数字媒体的课程体系中，学校让本科生通过理论学习和实践操作，体验并理解人工智能的相关原理和实用价值，锻炼学生多角度思维能力，培养创新意识。

3.学习其他高校相关专业的建设经验，研究可行的新人才培养方案。该校着力提升学生的自主学习兴趣和实践动手能力，为学生提供必要的实践创新平台，加强与社会实际需求的接轨。

4.研究“数字媒体+AI”背景下科学的学习成效考评体系，激发学生的学习积极性、创新意识和创业热情。该校对学院现有计算机大学科下的总体课程体系进行梳理，研究AI 发展热潮下的全局优化方案。

二、“数字媒体+ 人工智能”专业共建的具体方案与建议

（一）探索AI 助力的数字媒体专业的进一步发展

当前，不少国内外院校已经形成各自特色的“X+AI”专业建设方案。江南大学数字媒体专业有其鲜明特色，强调艺工融合和多元化发展。如图1 所示，数字媒体的五大信息载体——图像、视频、动画、声音和文字均可以与人工智能进行有效结合。文章旨在探索更生动多彩的教学内容和更智能化的教学模式，具体提出如下方案和建议：

图1 人工智能助力的数字媒体专业建设与发展方案示意

1.拟调整原有以“艺工融合”为主要特色的课程体系，设计出AI 助力的数字媒体专业的新课程体系。

AI 技术的发展为数字媒体专业的进一步建设带来了新的契机。本文通过改革课程教学内容和学生实践模式，致力于将AI 技术有机融入数字媒体专业的教学和人才培养诸环节，促进数字媒体专业教学模式的改进和人才培养质量的提升。

2.借助AI 开展形式多样的教学新模式，改革传统教学中课程设置以理论授课为主、教学评价方式单一等主要问题。

学院数字媒体专业有不少课程的教学侧重于传授晦涩的理论知识。把人工智能中一些有趣的算法和技术带入数字媒体专业的教学活动中，大力推广竞技比赛、问题研讨、工作坊以及创新创业的四维教学新模式，很大程度上提升学生的学习兴趣，培养科研意识，激发其创业热情。

3.借助AI 打造新型教学成效考核评价体系，注重学生的多元化能力培养和特长发挥，尊重学生成才的多样性。

传统数字媒体专业教学以教师为主导，教学评价标准单一。文章倡导采用全过程、多方位的评价方式，使评价过程智能化。新的考评体系可以激发学生的学习兴趣，提升学生综合素质，为社会培养多元化人才。

4.基于学校的智能云平台，实施专业资源的整合，打造创新型人才培养平台。

借助学校的智能云平台，倡导并发起大学生科创小团队。学院整合专业教师力量，为每个团队确定一个科研创新课题，进行长期化指导［5］。这样不仅有利于学生自身能力的提升，也为他们申请省级或国家级的创新创业项目，参加“互联网+”“挑战杯”“计算机设计大赛”等大型竞技比赛，积累必要的前期经验。

（二）建设具有自身特色的人工智能专业

江南大学调研国内外著名高校先进的AI 专业建设经验，结合学校实际情况，探索符合自身特色的人工智能专业教学课程体系。当下，国内外院校在AI 专业人才培养模式上存在广泛的共识，即以循序渐进的方式促进学生的成长，这需要广大师生的长期协作和相互配合，高校应不断地探索和优化人工智能专业的培养方案和教学模式［6］。

由于人工智能的理论性、技术性以及综合性很强，不光需要学生有深厚的数学和计算机基础，还需要学生对专业课程进行系统和深入的学习。通常，人工智能专业的培养主要分为软件和硬件两个方向，如表1 所示。

表1 人工智能的两大培养方向

软件方向侧重于培养熟练掌握机器学习算法和能够迅速工程实践的新工科人才；硬件方向则重在培养包括机器人设计、智能制作和控制等专业领域人才。结合学院当前的师资现状，本研究率先对软件方向的教学课程设置进行初步探索，重点课程如表2 所示。

表2 人工智能本科专业拟开设的重点课程

软件方向需要掌握扎实的数学理论功底。除了数学分析、高等代数等课程外，学生还需要学习概率论与数理统计、离散数学等课程。在编程实践中，学生至少应熟练掌握两门以上的编程语言，Python 作为使用最为广泛的AI 实践类编程语言，建议高校将其列为必修课或限选课。将计算机图形学、数字图像处理技术等数字媒体技术的核心课程列入专业选修课程之中，体现出学院“数字媒体+人工智能”的专业特色；设置集中性实验环节，可增强学生的动手能力。

最后，在国家“新工科”的大战略环境下，人工智能专业的建设和发展是一个长期探索的过程，江南大学将积极与国内外兄弟院校开展交流与合作，学习它们先进的教学体系和管理经验，坚持自身办学特色，将现有艺工融合的数字媒体特色与人工智能专业再融合，让数字媒体专业建设经验反哺人工智能专业的建设，培养AI 浪潮下的新工科人才。

三、结语

随着江南大学数字媒体技术专业获批“双万计划”国家一流本科专业建设点，人工智能本科专业首次招生，对新工科背景下的“数字媒体+人工智能”专业建设和人才培养的要求也越来越高。本研究调研国内外已开设人工智能专业高校的课程建设和人才培养方案，借鉴其中的先进教学理念，构思AI 与数字媒体结合的有效途径。针对数字媒体专业的进一步建设，本研究设计了AI 赋能的四维教学新模式和人才培养的五大能力链条，对新设立的人工智能专业，提出了符合江南大学实情、兼具数字媒体特色的人工智能专业的课程体系和人才培养新模式。