人工智能實訓室建設方案

專業背景

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）是當前信息技術領域研究的熱點，特別是以物聯網、云計算、人工智能、深度學習、智能衛星等為代表的新一代人工智能技術的發展，*影響甚至改變了人們的生產生活與思維方式。2017年7月8日，*頒發的《新一代人工智能發展規劃》指出：人工智能將成為*競爭的新焦點。人工智能必將成為未來的戰略性技術，世界主要發達國家把發展人工智能作為提升國家競爭力、維護重大戰略。

毋庸置疑，人工智能的發展就是人才的發展，人工智能的進步離不開人才的培養。*人工智能人才儲備中國只有5%左右，人工智能人才缺口超過500萬。

2019年10月，*公布《普通高等學校高等職業教育（專科）專業設置管理辦法》，在相關學校和行業提交增補專業建議的基礎上，*組織研究確定了2019年度增補人工智能技術服務（專業代碼：610217）等專業共9個，其中171所高職院校新增人工智能技術服務專業，自2020年起執行。

那么高職院校如何建設人工智能技術服務專業呢？這是擺在許多高職院校面前的問題。作為高職院校專業建設定位，應該與行業、產業高度融合，服務地方經濟等。因此，在專業建設相關課程設置之前，我們應該對人工智能核心技術、人工智能主要技術（應用）、人工智能四大要素等做一個全面的了解，然后圍繞這三個點進行相關課程設置。

人工智能核心技術

人工智能核心技術是機器學習和深度學習，其中深度學習是機器學習的子集，而機器學習是人工智能的子集。

其中深度學習中的重要內容為深度神經網絡分為:CNN（卷積神經網絡）、DNN（深度神經網絡）、RNN（循環神經網絡）。

人工智能七大主要技術

人工智能七大技術包括：計算機視覺、自然語音處理、機器人、知識圖譜、生物識別、語音識別、人機交互等。

人工智能四大要素

人工智能四大要素包括：算法、算力、數據、應用場景。

人工智能技術應用領域

人工智能在工業智能制造、智慧交通、智慧金融、智慧城市等領域已經得到一定程度的應用，未來各個領域都將得到深度、廣泛應用。

人工智能人才培養目標

唯眾科技緊跟市場需求進行人才培養，主要培養適應經濟與社會發展需要的人工智能科學與工程領域的復合型高級工程技術人才。所有培養方案均來源于實際項目及企業要求，幫助學校更好地通過專業申報。通過對主流招聘網站、主流互聯網公司、人工智能相關產業聯盟對人才的需求和崗位能力要求分析，提供模塊化課程， 靈活應對20+崗位培養方向。

高職人工智能技術服務專業的人才培養目標是：掌握人工智能基礎專業理論知識、應用技術；具備人工智能技術應用開發、系統管理與維護等能力；從事人工智能相關的應用開發、系統集成與運維、產品銷售與咨詢、售前售后技術支持等工作的高素質技術技能人才。

人工智能技術服務專業崗位與職業能力

高職人工智能技術服務專業崗位主要有：人工智能應用產品開發與測試、數據處理、系統運維、產品營銷、技術支持等。

唯眾人工智能技術服務專業課程設置

專業學習領域課程體系設置表

基于工作過程的專業學習領域課程體系詳細設計

人工智能實訓室建設的特點

（1）交互式學習模式

人工智能實訓室提供真實環境、師生互動式的在線教學課堂，支持基于 SPOC 的課程體系建設、支持線上線下教學互動、問題答疑、隨堂測試、實驗報告的撰寫與提交、在線考試及各類實驗教學數據指標輸出，可定制的實驗環境，無需重復實驗環境搭建。

（2）多層次性教學體系

人工智能實訓室按照人工智能基礎教學、人工智能實訓應用教學、人工智能測評應用三個層次來搭建，實現理論，實訓，考評的層層推進、相互融合。再結合典型的神經網絡、算法實現人工智能分析的應用場景與案例，對學生進行數據分析方面的綜合訓練，從而實現專業實驗教學的由點及面、理論到應用、涵蓋原理驗證/綜合應用/自主設計及創新的多層次實驗體系。

（3）*、可靠教學平臺

人工智能作為一個新興行業，其涉及到的技術是當前社會的前沿技術，人工智能實訓室在建設時將技術*性與技術適用性充分體現，實驗平臺技術*、可靠性高、滿足教學需求，實驗過程模擬企業真實流程，能夠充分發揮實訓室與企業流程長密結合的能力，與當前從新研究基本保持同步；并于實際應用緊密結合，培養扎實的人工智能應用技能型人才。

（4） 創新、可開發創新平臺

人工智能實驗平臺利用TensorFlow主流開發框架，搭建符合本校師生需求的實驗與科研環境，將理論課程中學到的人工智能技術運用到實際的工作與學習中，提升學生的動手操作和項目實踐能力。使得學生所學與企業項目人才需求無縫銜接，與教師的科研工作緊密配合。

人工智能實訓室建設方案

人工智能實訓室培養的是處理問題能力強，同時具有一定理論知識的應用性人才， 實訓室建設好壞直接關系整個人才培養質量及學校科研能力。人工智能作為一個新興的產業，涉及的技術*，且發展快速，在技術引進方面應該立足于*新進技術，緊跟人工智能產業發展步伐。

人工智能專業實訓室建設項目一方面將為高校充實學生在人工智能技術方面的實踐環節，有效地提高學生的就業競爭力；另一方面，通過實訓室的建設，引入相關的科研環境、課程資源、師資培訓、人才方案、智慧環境等多種資源，將有力促進人工智能專業的健康發展；*后，學校將通過建設*、專業、自成長的人工智能實訓室，打造創新、智慧的人工智能特色教學模式，構筑具有學校特色的人工智能實驗教學中心與人才培訓基地，實現理論與實踐的有機結合，促進學生素質能力全面提升，為人工智能專業教學工作、學科競賽及科研支撐提供有力環境，科研與教學相互支持，提升學校科研實力。

人工智能實訓室建設詳情

唯眾人工智能專業建設解決方案以人工智能人才需求為導向，基于唯眾人工智能實訓平臺，從招生準備、人才培養、課程體系、師資建設、科研支撐、環境建設、持續改進的高校專業建設七大層面，為高校提供創新性實訓室及新型人才培養模式。

人工智能實訓平臺主要包括人工智能教學平臺、人工智能AI實訓平臺、人工智能融合云平臺三部分。

教師可以利用人工智能教學平臺進行理論教學，同時可發布與學習內容緊密結合的教學實驗，并提供指導手冊、實驗步驟、實驗數據源、實驗作業等；學生在系統中學習理論知識，根據實驗指導手冊中的實驗步驟完成實驗，并且提交實驗報告、記錄實驗成績；*后教師可以對學生的實驗操作指出存在的問題，并且給出改進的意見，以及批閱學生的實驗報告書。通過這種理論與動手相結合的方式，能讓學生掌握必要的人工智能理論基礎知識的同時，又能將人工智能技能應用于實際工作，解決教學過程中實驗環節非常薄弱的問題。

人工智能AI實訓平臺主要解決人工智能專業實訓過程中的環境配置復雜、資源不足、案例缺乏、硬件缺乏等問題，結合實訓項目案例，聚焦AI+交通、AI+城市、AI+金融（零售），解決學生實訓難題。

人工智能融合云平臺可以助力人工智能AI實訓平臺完成復雜場景、復雜邏輯的項目實現，跟緊社會AIot的未來趨勢，通過MQTT協議進行AI+物聯網的深度融合，解決學生和老師AI項目實際應用場景如何落地的問題。

人工智能教學平臺

人工智能AI實訓平臺

人工智能融合云平臺

人工智能云實訓平臺

唯眾人工智能基礎考試平臺WZ-AITP-V1.0

人工智能基礎實訓平臺是針對IT類實驗室現狀開發的一套虛擬化網絡創新教學實訓平臺，它采用B/S的軟件架構，基于web瀏覽器訪問，以少量硬件設備完成大量實訓集群的構建，可提供大量學生進行信息安全類相關實訓。

平臺提供了完善的權限保障機制，平臺數據傳輸身份認證方面采用MD5簽名驗證；對于耗時較為嚴重，需占用較多資源的功能，實現異步調用，事件驅動模型和事件注冊機制來上發揮異步多線程服務的優點。

平臺為學生、教師提供一個方便的在線編程開發環境，構建一個簡單、快速的編程開發實訓平臺。學生、教師可以在平臺Web頁面上輸入自己的代碼并且可以實時的編譯運行得到結果，將理解后的編程理論變為實際的代碼，幫助學習者以*的速度掌握并牢記學習過的知識點。

每個學生的實訓環境互相隔離、實訓過程互不干擾。

同一頁面中既包含了各類實操環境，也包含了每個實驗對應的實驗文檔，省去了在同頁面間來回切換的麻煩。

學生在實驗過程中可以根據學習內容記錄學習筆記，并查看他人筆記

學生在實驗過程中可以將自己遇到的問題進行提問或回答其他同學的問題，老師或其他同學可對起問題進行回答

學生在實驗結束后在線提交實驗報告，并查看成績以及評語

可以為一名學生分配多態虛擬機進行集群操作。

人工智能基礎資源包WZ-AIRP-V1.0

課程資源包含：C語言、、MySQL數據庫、Python程序設計、Python爬蟲、人工智能基礎、TensorFlow入門、Linux操作系統。

實訓資源包含:Python開發實驗指導書、Python開發示例源代碼資源、TensorFlow開發實驗指導書資源、TensorFlow開發示例源碼、機器學習、計算機視覺、自然語言處理。

項目案例包：手寫數字識別項目案例WZ-AISZ-V1.0、人臉識別項目案例WZ-AIRL-V1.0、表情識別項目案例WZ-AIBQ-V1.0、性別識別項目案例WZ-AIXB-V1.0、語言識別項目案例WZ-AIYY-V1.0、綜合項目案例包（智能零售、智慧交通等）。

軟件開發實訓平臺WZ-AITP-V1.0

軟件開發實訓平臺是針對IT類實驗室現狀開發的一套虛擬化網絡創新教學實訓平臺，它采用B/S的軟件架構，基于web瀏覽器訪問，以少量硬件設備完成大量實訓集群的構建，可提供大量學生進行信息安全類相關實訓。

平臺提供了完善的權限保障機制，平臺數據傳輸身份認證方面采用MD5簽名驗證；對于耗時較為嚴重，需占用較多資源的功能，實現異步調用，事件驅動模型和事件注冊機制來上發揮異步多線程服務的優點。

平臺為學生、教師提供一個方便的在線編程開發環境，構建一個簡單、快速的編程開發實訓平臺。學生、教師可以在平臺Web頁面上輸入自己的代碼并且可以實時的編譯運行得到結果，將理解后的編程理論變為實際的代碼，幫助學習者以*的速度掌握并牢記學習過的知識點。

每個學生的實訓環境互相隔離、實訓過程互不干擾。

平臺支持Linux、windows基礎操作系統，可以滿足軟件專業課程的教學需要；

同一頁面中既包含了各類實操環境，也包含了每個實驗對應的實驗文檔，省去了在同頁面間來回切換的麻煩。

學生在實驗過程中可以根據學習內容記錄學習筆記，并查看他人筆記

學生在實驗過程中可以將自己遇到的問題進行提問或回答其他同學的問題，老師或其他同學可對起問題進行回答

學生在實驗結束后在線提交實驗報告，并查看成績以及評語。

人工智能項目案例包

手寫數字識別項目案例WZ-AISZ-V1.0

基于MNIST的手寫數字識別。MNIST 是一個小型的手寫數字圖片庫，它總共有 60000 張圖片，其中 50000 張訓練圖片，10000 張測試圖片。每張圖片的像素都是 28 * 28。

該項目實驗過程：數據加載、模型構建、數據訓練、數據測試、手寫數字推理。

人臉識別項目案例WZ-AIRL-V1.0

基于CNN的人臉識別。人臉識別，是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行臉部識別的一系列相關技術，通常也叫做人像識別、面部識別。

該項目實驗過程：制作人臉數據集、進行CNN神經網絡模型訓練、進行人臉檢測、人臉識別推理。

表情識別項目案例WZ-AIBQ-V1.0

基于CNN的表情識別。人臉表情識別是指從給定的靜態圖像或動態視頻序列中分離出特定的表情狀態 ，從而確定被識別對象的心理情緒，實現計算機對人臉表情的理解與識別 ，從根本上改變人與計算機的關系，從而達到更好的人機交互。 因此人臉表情識別在心理學、智能機器人、智能監控、虛擬現實及合成動畫等領域有很大的潛在應用價值。表情識別時需要建立在人臉檢測的基礎上的。

該項目實驗過程：人臉檢測、特征點提取、模型構寫、模型訓練、模型部署、模型推理。

性別識別項目案例 WZ-AIXB-V1.0

基于CNN的性別識別。性別識別是指從給定的靜態圖像或動態視頻序列中分離出人臉的特征元素，并對元素進行分析和已構建好的模型庫進行對比，預測出人臉對象的性別屬性。該項目屬于機器學習的深度學習范疇。

該項目實驗過程：人臉檢測、特征點提取、模型加載、參數對比、模型輸出，輸出結果可視化。

語音識別項目案例 WZ-AIYY-V1.0

基于RNN的語音識別。語音識別是一門交叉學科。近二十年來，語音識別技術取得顯著進步，開始從實驗室走向市場。人們預計，未來10年內，語音識別技術將進入工業、家電、通信、汽車電子、醫療、家庭服務、消費電子產品等各個領域。 語音識別聽寫機在一些領域的應用被美國新聞界評為1997年計算機發展十件大事之一。很多專家都認為語音識別技術是2000年至2010年間信息技術領域重要的科技發展技術之一。 語音識別技術所涉及的領域包括：信號處理、模式識別、概率論和信息論、發聲機理和聽覺機理、人工智能等等。

該項目實驗過程：語音提取、語音信號預處理、模型加載、模型推理。

專業課程資源

專業課程的設置貫穿學生的學習生涯，經過市場調研及研究，深度挖掘了目前人工智能相關崗位中需要具備的技術知識，并協同人工智能專家進行多次探討，針對人工智能技術學習不同時期*相關的課程斟酌修改，輸出更加貼合高校人才培養的專業課程體系。人工智能課程中每一門課程均設置專業的課程教材，包括：

《人工智能技術概論》、《計算機應用技術》、《C語音程序設計》、《Python程序設計》、《TensorFlow開發入門》、《軟件工程項目實踐教程（第二版）》、《Linux 操作系統基礎教程（第二版）》、《Hadoop 海量數據處理技術詳解與項目實戰（第 2 版）》、《Python數據爬蟲》、《大數據技術與應用》、《云計算技術與應用》、《計算機視覺》、《自然語言處理》、《利用Python進行數據分析》、《Python與人工智能》等基礎核心課，希望培養出能勝任數據分析與挖掘算法研究和人工智能系統開發的研究型和技術型人才，和能勝任數據清洗、數據存儲、數據分析與挖掘、人工智能系統開發、構建、運維等工作的專業應用型人才。

本方案由武漢唯眾智創科技有限公司提供。武漢唯眾智創科技有限公司是中國IT極簡教學的創導者，也是職教電子信息技術高水專業群實踐企業。極簡教學理念是讓師生重點關注解決教學實訓中的實際問題，而不是技術的*性問題。2012年唯眾*將圖形化編程、可視化、低代碼編程等工具應用IT教學，讓學生能夠低門檻學習前沿知識做出企業級的應用。唯眾還利用3D技術將綜合布線、智能化安防、物聯網工程中的大場景進行微縮，并與項目應用實踐進行有效銜接，讓學生產生身臨其境般的體驗。院校還可利用唯眾云打通線上線下、營造教學課堂與課外的混合教學模式，同時利用唯眾IT極簡平臺、工具、豐富的資源模板，能很輕松將大賽與1+X認證知識點融入教學。2014年，唯眾提出了“極簡教學”的概念，*初“極簡教學”是專門針對我國職業院校電子信息類專業的實踐教學而設計的，在經過多年的教學實踐探索后，“IT極簡教學”已逐步形成了一套科學完整的職業教育理論體系，目前唯眾極簡教學系列產品已超過百所院校成功使用。