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2025-12-05

一、人才培养目标与职业发展方向

(一)人才培养定位

在科技飞速演进的背景下,人工智能正成为推动各行各业转型升级的核心驱动力。为响应人工智能产业持续升级的现实需求,本教学方案旨在培养德智体美劳全面发展的高素质技术技能型人才。这类人才需具备扎实的人工智能理论基础,深入掌握机器学习、深度学习、自然语言处理等关键技术,能够理解其内在原理并灵活应用于实际场景。同时,强调强大的数据处理能力,能够在复杂、海量的数据环境中提取有效信息,支撑模型训练与优化过程。此外,注重工程实践素养的培育,通过大量实操训练,使学生具备将理论知识转化为解决真实业务问题的能力。未来,他们将在人工智能领域的数据处理、应用开发、系统运维等关键岗位上承担重要职责,以技术为依托,积极参与创新项目,助力产业高质量发展。

(二)主要就业方向与岗位能力要求

本课程体系聚焦人工智能工程技术人员、人工智能训练师等核心职业角色,围绕其典型工作任务进行内容设计与能力培养。在数据清洗与标注方面,学生将系统学习如何对原始数据进行规范化处理,剔除异常值和噪声干扰,提升数据质量,为后续建模提供可靠输入;在机器学习模型部署环节,重点掌握模型从开发环境向生产环境迁移的技术流程,包括服务封装、接口调用、性能监控等内容,确保模型稳定高效运行;在智能系统调试方面,培养学生排查故障、分析日志、优化系统响应的能力,保障智能化系统的长期可用性与鲁棒性。这些能力精准对接智能制造、数字服务等多个行业的用人需求。例如,在智能制造领域,人工智能可用于产线自动化控制、缺陷检测与预测性维护;在数字服务行业,则广泛应用于个性化推荐系统、智能问答客服等新兴应用场景。 [此处为图片1]

二、“岗课赛证”一体化课程体系建设

(一)专业基础模块:夯实技术根基

任何高水平的技术能力都离不开坚实的基础支撑。在人工智能工程技术专业中,基础课程是学生构建知识体系的起点,为其后续深入学习和职业成长奠定牢固基石。

1. 数学与计算机科学基础

《人工智能数学基础》是一门不可或缺的核心课程,重点强化线性代数、概率论等数学工具在算法设计中的实际应用。在线性代数部分,向量空间、矩阵运算等概念构成了数据表示与变换的基本框架。例如,在图像识别任务中,一幅图像可被转化为像素矩阵,利用矩阵乘法或特征分解技术,实现图像压缩、降维或特征提取,从而提升识别效率。而在概率论的学习中,学生将掌握不确定性建模的方法,如贝叶斯推断、最大似然估计等,这些方法在分类模型评估、置信度分析以及风险预测中具有重要作用。通过该课程,学生能够建立严谨的数学思维,为理解复杂算法提供理论支持。 《数据结构与算法》致力于提升学生的编程逻辑与问题求解能力。课程涵盖数组、链表、栈、队列、树、图等多种基本数据结构,并结合实际案例讲解其适用场景。例如,在社交网络分析中,用户关系常以图结构存储,使用图遍历算法(如广度优先搜索)可以发现潜在的好友推荐路径;而在数据库索引设计中,B+树因其高效的查找与插入特性被广泛应用。同时,课程还系统讲授排序、查找、动态规划等经典算法思想,帮助学生掌握算法设计的基本范式,提升代码效率与系统性能。 《Python 程序设计》作为人工智能开发的主要语言工具,以其简洁语法和强大生态受到广泛青睐。本课程不仅教授Python的基本语法结构、函数定义、面向对象编程等内容,更侧重于实战应用,引导学生使用NumPy、Pandas进行数据处理,利用Matplotlib进行可视化展示,借助SciPy进行科学计算。通过项目驱动的教学方式,学生能够快速将所学知识转化为可运行程序,为后续人工智能项目的开发打下坚实基础。

2. 人工智能核心技术原理

《人工智能导论》全面梳理人工智能的发展脉络,从图灵测试的思想起源,到专家系统的兴起,再到当前深度学习的突破性进展,帮助学生建立起清晰的历史认知和技术演进视角。课程深入剖析若干经典算法的工作机制,如决策树算法——通过递归划分属性空间构建分类规则,每个节点代表一次判断条件,最终叶子节点输出分类结果,适用于信用评分、医疗诊断等场景;又如神经网络算法——模拟生物神经元连接方式,通过前向传播与反向传播机制不断调整权重参数,实现对非线性关系的学习,在语音识别、自动驾驶等领域表现卓越。 《计算机网络技术》则聚焦于数据在分布式环境下的传输与管理机制。课程介绍OSI七层模型、TCP/IP协议族、常见网络拓扑结构及网络安全基础等内容。在人工智能系统中,数据往往分布在多个终端设备或云端服务器之间,高效的网络通信保障了数据同步、模型更新和远程调用的顺畅进行。例如,在边缘计算架构下,本地设备采集数据后需通过网络上传至中心服务器进行集中训练,良好的网络设计直接影响整体系统的响应速度与稳定性。 [此处为图片1]

《数据库原理》课程主要围绕数据的存储与管理展开,涵盖数据库的设计、操作以及性能优化等方面的知识。在人工智能项目中,海量数据需要被高效地存储和快速查询,而数据库则提供了结构化的数据管理方式,确保数据的一致性与完整性。例如,在构建智能推荐系统时,用户行为记录、商品信息等关键数据均需依赖数据库进行统一管理;通过高效的查询机制,能够迅速提取所需信息,为推荐算法提供稳定的数据支撑。学习此类课程有助于学生建立“技术原理—工程实现”的认知体系,为后续深入掌握人工智能核心技术打下坚实的理论基础。

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(二)核心技能课程:聚焦岗位能力培养

1. 数据处理与分析模块

在人工智能领域,数据是驱动模型训练的核心资源,具备扎实的数据处理与分析能力是人工智能工程技术人才的基本要求。《数据采集与预处理》课程旨在培养学生运用多种工具和技术从多源渠道获取数据,并对原始数据实施清洗、去噪、归一化等预处理操作的能力。现实中的数据常存在缺失值、异常值或重复项等问题,若不加以处理,将直接影响模型的训练效果与预测精度。通过本课程的学习,学生能够掌握系统的数据清洗方法,识别并有效应对各类脏数据,从而提升数据的整体质量。

《数据分析与挖掘》课程侧重于提升学生从复杂数据中提取有价值信息的能力。教学内容包括使用Python中的Pandas和Numpy库,以及SQL数据库进行数据分析与建模。Pandas提供了强大的数据操作功能,支持灵活的数据筛选、分组与聚合;Numpy专注于高效的数值计算,提供高性能的数组运算和数学函数支持;而SQL作为广泛使用的关系型数据库语言,使学生能够熟练完成数据的增删改查操作,实现对结构化数据的有效管理。以电商行业为例,通过对用户的购买历史进行分析,可挖掘出消费偏好与趋势变化,为企业制定精准营销策略提供数据依据。

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《数据可视化技术》课程教授学生如何利用可视化工具将分析结果转化为直观易懂的图表形式。良好的可视化不仅增强数据的表现力,还能帮助发现隐藏在数据背后的规律与趋势。例如,柱状图适用于比较不同类别的数值大小,折线图可用于展示时间序列的变化走势,饼图则能清晰呈现各部分在整体中的占比情况。在企业决策过程中,通过将复杂的业务数据转化为可视化报表,管理层可以更快速地把握运营状态,做出科学判断。该课程使学生掌握可视化设计原则,学会根据场景选择合适的图表类型,提升数据表达的可读性与解释力。

2. 机器学习与应用开发

机器学习作为人工智能的关键分支,《机器学习技术与应用》课程系统讲解监督学习、无监督学习及半监督学习等主流算法的原理与应用场景,帮助学生深入理解机器学习的基本概念与实现逻辑。在监督学习中,学生学习如何利用带有标签的数据集训练模型,并用于未知样本的预测任务。例如,在图像分类任务中,模型经过大量标注图像的训练后,能够准确识别新图像中的物体类别;无监督学习则面向无标签数据,借助聚类算法(如K-Means)探索数据内部的分布模式,常用于用户画像构建等实际场景;半监督学习融合前两者的优势,在标签数据有限的情况下仍能实现较优的建模效果。

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《深度学习框架实战(TensorFlow/PyTorch)》是一门强调实践能力的核心课程,采用“算法原理—代码实现—模型调优”的教学路径,避免空泛的理论讲授。学生将学习主流深度学习框架的安装配置、张量运算、神经网络搭建等基础技能,并通过真实项目掌握卷积神经网络(CNN)在图像识别领域的应用,例如开发基于CNN的工业产品缺陷检测系统;同时,还将运用循环神经网络(RNN)及其改进结构LSTM、GRU处理时序数据,应用于设备故障预测、用户行为序列分析等任务。课程设置阶段性项目考核,要求学生独立完成模型训练、性能优化及结果可视化全过程,切实提升其工程化开发能力。

《自然语言处理技术》聚焦人工智能在语言理解与生成方面的应用,涵盖文本分词、词向量表示、情感分析、自动文本生成等关键技术。结合智能客服对话系统、舆情监测平台等真实案例,课程训练学生进行文本预处理,并利用预训练模型实现高精度的文本分类与语义理解。通过系统学习,学生能够胜任自然语言处理相关的技术支持与应用开发工作,满足数字服务产业对高素质技术人才的需求。

3. 系统集成与运维

《人工智能应用系统开发》课程以推动算法落地为目标,重点讲授从模型研发到产品部署的完整转化流程。学生将系统学习需求分析、系统架构设计、接口开发等软件开发全流程知识,掌握前后端交互技术,能够基于已训练好的机器学习模型开发轻量级Web应用或移动端小程序。例如,可基于图像识别模型开发一款农产品品质检测APP,用户上传图片即可实时获得检测结果,真正实现技术服务于实际场景。该课程强化了“技术实用化”的职业导向,提升学生的综合系统集成能力。

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《嵌入式技术基础》课程面向人工智能与硬件融合的岗位能力需求,系统讲授嵌入式系统的架构组成、开发环境配置及编程实现方法。学生将学习ARM体系结构的基本原理,熟练掌握嵌入式Linux系统的操作与应用,具备完成传感器数据采集、智能设备控制等典型开发任务的能力。课程结合树莓派、ESP32等主流开发平台开展实践训练,例如设计并实现基于嵌入式系统的智能温湿度监测装置,全面提升“软件+硬件”协同开发的综合技能。

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《智能系统部署与运维》聚焦企业实际应用场景,深入讲解模型上线部署与系统持续维护的关键技术环节。教学内容涵盖Docker容器化部署、Kubernetes集群管理以及边缘计算设备接入等前沿技术,帮助学生掌握如何将训练完成的AI模型高效、稳定地部署至生产环境。同时,课程注重培养系统级故障诊断与问题排查能力,通过模拟系统卡顿、数据传输异常等常见运维问题,提升学生的应急响应水平,保障智能系统的高可用性与长期稳定运行,精准对接企业对运维人才的核心要求。

三、“教、学、做”一体化教学模式创新

(一)项目驱动式教学

打破传统“先理论后实验”的教学路径,以真实企业项目为载体重构课程流程。课程内容依据项目开发逻辑划分为需求分析、数据处理、模型构建、系统测试和成果交付等多个任务阶段,学生以3-5人小组形式全程参与项目实施。例如,在《机器学习技术与应用》课程中引入“工业产品表面缺陷检测”这一真实案例,学生需依次完成缺陷图像采集与标注、基于CNN的检测模型训练、精度优化以及检测界面开发等工作。

教学过程采用“教师引导—团队协作—成果答辩”的组织形式:教师在项目启动阶段明确目标要求与技术规范,并提供关键技术支持;小组内部实行角色分工,设立数据工程师、算法工程师、开发工程师等岗位,模拟企业真实团队运作机制;项目结束后举办成果汇报会,邀请企业技术专家参与评审,从技术可行性、实用价值等多个维度进行点评,真正实现“在做中学、在学中创”,有效提升学生的协作意识与实战解决问题的能力。

(二)校企双元课堂

构建由“校内专业教师+企业技术专家”共同组成的双师型教学团队,推行“理论教学+实践指导”双线并行的教学模式。校内教师负责搭建完整的知识体系,讲授核心技术原理与基础概念,确保学生具备扎实的理论功底;企业专家则带入行业最新项目经验,主导实践环节教学,通过案例解析、现场演示和实操辅导等方式,传递企业级开发流程与实际应用技术。

以《智能系统部署与运维》课程为例,校内教师讲授Docker容器化的基本架构与运行机制,企业运维工程师则结合其参与的“智能客服系统部署”项目,现场展示容器创建、镜像上传、集群部署的完整操作流程,并针对学生在实践中遇到的端口冲突、资源分配不足等问题给予即时反馈与解决方案。此外,定期开展“企业开放日”活动,组织学生进入人工智能企业实地参观,了解真实的项目开发环境与工作场景,增强职业认知,缩短课堂与职场之间的距离。

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(三)智慧化教学手段

充分发挥人工智能技术优势,打造智能化、数据化的教学支持环境,提高教学效率与个性化水平。引入AI实训平台,为学生提供丰富的公开数据集、多样的算法模型库以及充足的云端算力资源,支持虚拟仿真实验的开展。学生可在平台上反复进行模型训练与参数调优练习,不受本地硬件条件限制,显著降低实践门槛与成本。

借助唯众云课堂在线教学系统,实现线上线下融合的教学模式。课前,教师通过平台发布预习资料与自测题目,帮助学生提前掌握基础知识;课中利用实时答题、弹幕互动等功能增强课堂参与感,动态把握学习状态;课后平台自动记录学习行为数据,包括视频观看进度、作业正确率等,生成个性化的学习分析报告。教师可根据报告精准识别学生的学习难点,如发现部分学生在“模型调优”环节存在理解障碍,可定向推送相关教学视频、典型调参案例等补充资源,实现因材施教、精准教学。

四、“双师型+产业型”师资队伍建设

(一)校企协同师资结构

建设一支结构科学、能力互补的“双师型”教师队伍,明确教师准入标准与职责分工机制。在校内教学分工中,专职教师主要承担基础课程与理论课程的教学任务,专注于学生知识体系的建立与学习方法的引导;企业兼职教师则重点负责核心技能课程、实践课程以及毕业设计指导,将企业的实际项目需求、技术标准与职业素养要求有机融入教学全过程。

(二)教师能力提升计划

实施“技术研修—课程开发—科研转化”三位一体的教师发展机制,确保师资队伍的技术能力紧跟产业发展步伐。每年安排专任教师参加人工智能领域技术峰会、专项培训课程,系统学习大模型应用、生成式AI等新兴技术,持续更新专业知识储备。

成立“课程开发共同体”,由校内教师与企业专家联合开展课程标准制定、教材编写与教学资源建设。根据行业岗位需求的变化及时调整课程内容,例如针对大模型技术的发展趋势,在《机器学习技术与应用》课程中新增“大模型微调与提示工程”教学模块,并合作编写《大模型应用实战》校本教材。同时,鼓励教师将自身科研成果或承接的企业项目转化为课堂教学案例,使学生能够接触到真实的技术研发过程,增强教学内容的实用性与时代性。

五、“校-企-协”协同实践教学体系

(一)校内实训基地建设

依托学校现有资源,建设集教学、实训、研发于一体的综合性校内实践平台。基地配备先进的嵌入式开发设备、AI计算服务器、传感器模组及网络通信设施,满足多类型智能系统开发的需求。通过模拟企业真实项目环境,支持学生完成从方案设计到系统集成的全流程训练,为后续进入企业实习与就业打下坚实基础。

建立“基础技能训练—综合项目实战—创新研发”三级校内实训体系,覆盖学生从入门到进阶再到自主创新的全周期实践需求。该体系分为三个层级,逐层递进,支撑多样化教学目标的实现。

在基础技能训练层面,配备AI算力服务器、数据标注工作台及多媒体教学系统,开展Python编程、数据库操作、数据结构等核心课程的实训内容,帮助学生构建扎实的技术根基;[此处为图片1]

综合项目实战层设有机器学习实验室、自然语言处理实验室和智能硬件实验室,配置树莓派开发板、工业相机、机器人平台等设备,支持模型部署、智能系统集成与跨模块协同开发等综合性实践任务,提升学生的工程应用能力。

创新研发层打造“AI创客空间”,提供开放式的研发环境与共享设备资源,鼓励学生围绕企业实际需求或创新创业竞赛自主立项,推动成果转化与技术探索。整个实训基地采用“校企共管”运行机制,企业在设备选型、实训方案设计中深度参与,并定期派遣技术人员驻场,负责设备维护与技术指导,保障实践教学质量。

在校外实践方面,学校联合人工智能产业链上下游企业共建实习基地,聚焦智能制造业、数字服务业、智慧医疗等关键领域,实施“认知实习—专项技能实习—顶岗就业”三阶段递进式实践教学模式。

实行“企业导师+校内导师”双轨指导制度:企业导师侧重岗位实操指导,监督实习进度与任务完成质量;校内导师则关注理论衔接,协助解决学生在实践中遇到的专业问题,并协调校企沟通。双方协同保障实习过程规范有序。

学校与合作企业签署正式协议,明确权责分工,强化对学生实习安全与合法权益的保护,推动实现“实习即就业”的无缝过渡,提升毕业生职业适应力与岗位匹配度。

推进“1+X”证书融合培养机制,将“人工智能数据处理”“计算机视觉应用开发”“机器学习工程化”等职业技能等级证书标准全面嵌入专业课程体系,实现课程内容与证书要求的有机对接。

依据证书考核大纲调整课程设置,例如针对“人工智能数据处理”证书中关于数据清洗、标注与质量评估的能力要求,优化《数据采集与预处理》《数据分析与挖掘》等课程的教学重点,增加相关实操训练比重,确保教学内容与行业标准同步。

设立“证书考证强化模块”,在考前组织集中培训,邀请证书考评专家和企业技术骨干开展专题讲座,通过真题解析、模拟测试等形式提高学生的应试能力和通过率。

构建“课证融合”评价机制,允许学生凭获取的职业技能等级证书置换相应课程的部分成绩或获得学分奖励,增强考证积极性。同时鼓励学生参加各类技能竞赛,推行“以赛促学、以赛促练”模式,将竞赛成果与证书认定、学分认定挂钩,全面提升学生的综合竞争力。

构建多元化教学评价与质量保障体系,注重过程性考核与持续改进机制建设。

摒弃“一考定终身”的传统模式,推行“知识掌握(30%)+技能操作(40%)+职业素养(30%)”三维动态评价模型,实现对学生学习成效的全方位衡量。

其中,知识掌握部分通过课堂提问、在线练习和阶段性测验等方式进行评估;技能操作以项目产出为核心,结合实验报告、实训作品展示及岗位实操表现综合评分;职业素养则重点关注团队协作、沟通表达、责任意识与敬业精神,评价数据来源于小组互评、企业导师打分以及实习单位反馈。

依托智慧教学平台实现评价全过程的数据记录与可视化呈现,生成个性化学习档案,学生可随时查看自身学习进展与薄弱环节,及时调整学习策略;教师也可基于数据分析结果优化教学设计,如发现学生普遍在“团队协作”方面存在不足,则可在后续课程中增设合作型项目,强化能力训练。

建立毕业生能力长效追踪机制,联合用人单位、行业协会与校友资源,定期开展问卷调研、企业访谈和校友座谈,系统收集毕业生就业状况与发展轨迹信息。

重点分析专业能力指标(如数据处理准确率、模型开发效率、系统运维水平)与职业素养表现(如问题解决能力、团队融入度、职业忠诚度),识别毕业生在实际工作中暴露的知识盲区与能力短板。

每年汇总分析培养成效,将企业反馈的岗位能力新要求和技术发展方向反哺至课程体系重构与教学内容更新中,形成“反馈—优化—提升”的闭环质量保障机制,持续提升人才培养的针对性与适应性。

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