思政教育融入數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)教學(xué)研究

王嶺玲 徐德義

[摘? ? ? ? ? ?要]? 為貫徹課程思政精神，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，針對(duì)高校本科專(zhuān)業(yè)中的數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)課程，在梳理教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，深入挖掘課程當(dāng)中蘊(yùn)含的思政元素，全方位地將價(jià)值觀念引導(dǎo)蘊(yùn)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。設(shè)計(jì)課程緒論和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩部分教學(xué)案例，采取三階段實(shí)施方式，真正將思政教育內(nèi)容融入專(zhuān)業(yè)課程教育教學(xué)的全過(guò)程。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 課程思政;數(shù)據(jù)挖掘;機(jī)器學(xué)習(xí);教學(xué)案例

[中圖分類(lèi)號(hào)]? G641? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2022）10-0025-03

一、引言

根據(jù)教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（下文簡(jiǎn)稱(chēng)《綱要》）文件精神，《綱要》提出“圍繞全面提高人才培養(yǎng)能力這一核心點(diǎn)，圍繞政治認(rèn)同、家國(guó)情懷、文化素養(yǎng)、憲法法治意識(shí)、道德修養(yǎng)等重點(diǎn)，優(yōu)化課程思政內(nèi)容供給，提升教師開(kāi)展課程思政建設(shè)的意識(shí)和能力”[1]。為貫徹課程思政精神，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，武漢工程科技學(xué)院把課程思政作為重點(diǎn)工作，在全校范圍內(nèi)開(kāi)展不同專(zhuān)業(yè)的思政課程建設(shè)和專(zhuān)業(yè)課思政建設(shè)，并取得了一些重要成果。

本文以武漢工程科技學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生為研究對(duì)象，以數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)課程為例，著力構(gòu)建“知識(shí)教育”“能力培養(yǎng)”“價(jià)值引導(dǎo)”的人才培養(yǎng)模式，探討在大數(shù)據(jù)技術(shù)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的背景下，如何通過(guò)該課程承載的思政元素[2]不斷拓展思政教育邊界和課程教學(xué)內(nèi)涵，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，逐步構(gòu)建起全員、全程、全課程思政育人格局，真正達(dá)到在專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授的同時(shí)，強(qiáng)化價(jià)值觀念層面的感化與引導(dǎo)[3]。

二、數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)課程概述

數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)課是大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)第5學(xué)期開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)核心課，是計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)知識(shí)相交叉的應(yīng)用課程，與數(shù)據(jù)庫(kù)、人工智能、統(tǒng)計(jì)學(xué)等課程息息相關(guān)[4]。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)理論分析與應(yīng)用實(shí)踐的綜合能力，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)的一般原理與處理方法，會(huì)使用機(jī)器學(xué)習(xí)理論來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，為發(fā)展學(xué)生的主體精神和變革能力奠定基礎(chǔ)，最終順應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代下社會(huì)市場(chǎng)對(duì)人才需求的改變。

數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)課程的內(nèi)容涵蓋了數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)人工智能的關(guān)鍵算法，主要包括4個(gè)模塊：Pandas數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)模塊、分類(lèi)算法模塊、回歸模型模塊和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊。融入思政內(nèi)容后，課程教學(xué)秉承德智融合、立德樹(shù)人的綜合教育理念，凝練全局思維、發(fā)展思維、民族振興、實(shí)踐創(chuàng)新、工匠精神等多個(gè)“思政主題”，在知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)中引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀，傳播愛(ài)黨、愛(ài)國(guó)、愛(ài)社會(huì)主義的正能量，培養(yǎng)實(shí)事求是、勇于實(shí)踐、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神[5]。

三、融入思政元素的教學(xué)案例設(shè)計(jì)

（一）緒論部分融入思政元素

在課程緒論部分，主要是讓學(xué)生明確數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)是什么，可以用它們做什么，初步建立對(duì)數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)的概念;這部分內(nèi)容的講授過(guò)程中，從數(shù)據(jù)挖掘涉及的學(xué)科、所應(yīng)用到的行業(yè)、機(jī)器學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)等多視角分析，融入“千里之行，始于足下”“科技創(chuàng)新”“工匠精神”“循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)”與“增強(qiáng)民族自豪感”等思政要素，增加課程的知識(shí)性和趣味性，提高課程的針對(duì)性和開(kāi)放性。如表1所示。

（二）深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融入思政元素

1.課程思政元素的挖掘

（1）從歷史的發(fā)展脈絡(luò)看：20世紀(jì)40年代，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念就已提出[5]，而基于CNN的應(yīng)用爆炸式增長(zhǎng)則一直到2010年之后才出現(xiàn)[6]，從被提出到火爆應(yīng)用，其間經(jīng)歷了多次的興起和低谷。這一過(guò)程深刻揭示了事物質(zhì)量互變、否定之否定的發(fā)展規(guī)律。通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從唯物辯證法發(fā)展觀的角度來(lái)看待問(wèn)題，認(rèn)識(shí)到在攀登科技的路途上，我們既要對(duì)未來(lái)充滿(mǎn)信心，又要勇敢地接受挫折與考驗(yàn)。

（2）從當(dāng)下的學(xué)習(xí)應(yīng)用看：在深度學(xué)習(xí)中，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)不斷增加層次數(shù)來(lái)提高準(zhǔn)確率。網(wǎng)絡(luò)層次越多、模型越復(fù)雜，效果越好;但層數(shù)越多，需要解決的問(wèn)題也會(huì)越多。這揭示了整體與部分之間辯證統(tǒng)一的關(guān)系。通過(guò)對(duì)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生逐步樹(shù)立全局觀念和大局意識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用宏觀全局的戰(zhàn)略眼光分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。在教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中，重點(diǎn)培育學(xué)生求真務(wù)實(shí)、實(shí)踐創(chuàng)新、精益求精的精神，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)、吃苦耐勞、追求卓越等優(yōu)秀品質(zhì)。

（3）從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)看：隨著第四次工業(yè)革命的到來(lái)，科技強(qiáng)國(guó)必將成為國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略。在課堂中適時(shí)引入機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)應(yīng)用的討論，讓學(xué)生了解我國(guó)在科技領(lǐng)域發(fā)展的成就、短板以及與國(guó)外的差距，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)中華民族的認(rèn)同和科研實(shí)踐精神，堅(jiān)定學(xué)生科技報(bào)國(guó)的信心和決心。

2.融入思政元素的教學(xué)案例設(shè)計(jì)

基于預(yù)期的教育目標(biāo)，在梳理教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，深入挖掘深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程中蘊(yùn)含的思政元素，將世界觀、人生觀、價(jià)值觀引導(dǎo)蘊(yùn)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，力圖把思想政治工作貫穿于教育教學(xué)全過(guò)程，真正實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，不斷落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)。主要設(shè)計(jì)思路如表2所示。

四、課程思政融入實(shí)施

課程思政的實(shí)施必須是有計(jì)劃、有步驟的，要在充分挖掘課程思政元素的基礎(chǔ)上，有目的、有計(jì)劃地將思想價(jià)值引領(lǐng)貫穿于整個(gè)課程教學(xué)計(jì)劃中。與此同時(shí)，還要在思政的設(shè)計(jì)和實(shí)施上下足力氣，達(dá)到專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)點(diǎn)與思政元素互融互通的效果[7]。具體實(shí)施過(guò)程如下圖所示。

（一）課前

教師要不斷提升自己在專(zhuān)業(yè)知識(shí)、思想意識(shí)、愛(ài)國(guó)情懷等方面的素養(yǎng)和能力，在武裝頭腦的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)工作，推動(dòng)實(shí)踐。教師先要將所講授內(nèi)容繪制成思維導(dǎo)圖，上傳至班級(jí)QQ群、英華在線平臺(tái)等教學(xué)輔助平臺(tái)，幫助學(xué)生有條理、有針對(duì)性地進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，提前熟悉教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們主動(dòng)進(jìn)行思考。課前，有目的地組織學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)即將要講授的知識(shí)建立一個(gè)整體的框架，讓學(xué)生了解本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，對(duì)講授內(nèi)容有基本的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)平臺(tái)結(jié)合社會(huì)時(shí)事設(shè)置思考問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，保證思政元素有效融入課堂[8]。

（二）課中

將科技強(qiáng)國(guó)和家國(guó)情懷等思政元素融入知識(shí)講解，通過(guò)案例分析和討論，提升學(xué)生分析問(wèn)題和辨別是非的能力。在融入思政元素的同時(shí)，通過(guò)個(gè)性化教學(xué)手段加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。適時(shí)設(shè)置“AlphaGo為什么能打敗圍棋職業(yè)高手？”“人工智能會(huì)取代人類(lèi)嗎？”等一系列思考討論問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)實(shí)踐的能力，在知識(shí)碰撞中不斷拓寬學(xué)生思維，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。

（三）課后

結(jié)合課堂講述內(nèi)容，組織學(xué)生4～5人一組提交課程心得報(bào)告，鞏固課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。布置體會(huì)社會(huì)民生與技術(shù)發(fā)展的調(diào)研作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)、關(guān)注民生、關(guān)注熱點(diǎn)，提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力和自我學(xué)習(xí)能力，不斷增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)意識(shí)，并感受科學(xué)技術(shù)所帶來(lái)的社會(huì)氣息與人文魅力。

五、結(jié)語(yǔ)

本文以數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)課程為例，貫徹課程思政精神，落實(shí)立德樹(shù)人任務(wù)，以課程緒論和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩部分的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)案例，采取三個(gè)階段有計(jì)劃、有目的地實(shí)施課程思政。在充分挖掘課程思政亮點(diǎn)的基礎(chǔ)上，精心提煉其中的思政元素，并通過(guò)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)生動(dòng)直觀地將思政核心思想糅合并傳遞下去，真正把思政教育內(nèi)容融入專(zhuān)業(yè)課程教育教學(xué)的全過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，真正成為一個(gè)適應(yīng)社會(huì)時(shí)代發(fā)展的新型技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)：

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◎編輯 馬花萍

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