人工智能專業(yè)課程思政建設方案探索

董永 李蓬勃 祝志奇

摘 要： 近年來 人工智能發(fā)展迅速 熱點事件不時涌現 例如AIphaGo 先后在圍棋對弈上戰(zhàn)勝李世石 柯潔 在全世界范圍內引起了轟動2023年年初chatCPT 更是在全世界掀起了AI熱潮 在此浪潮下 很多國內高校爭相設立人工智能專業(yè) 如何在人工智能這個新興專業(yè)的教學中探索課程思政的實施方案 是人工智能專業(yè)的任課教師面臨的一項挑戰(zhàn) 對此 文章以 機器學習應用技術 課程為例提出了一種可行的方案

關鍵詞 人工智能 課程思政 機器學習

中圖法分類號TP181? ?文獻標識碼A

１ 人工智能專業(yè)課程思政建設面臨的問題

自１９６５ 年達特茅斯會議提出“人工智能”的概念后，人工智能（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， ＡＩ） 的發(fā)展經歷了多次的低谷期和繁榮期。早期的人工智能主要研究傳統的機器學習算法及其應用，并未受到太多的關注，直至杰弗里·辛頓先生和他的學生開始研究深度學習。以多層神經網絡為核心的深度學習技術在圖像識別、智能語音識別、自然語言處理等方面表現出了無與倫比的優(yōu)勢［１］ 。尤其是棋牌競技引起全世界廣泛的關注。２０１６ 年３ 月，由谷歌下屬人工智能子公司ＤｅｅｐＭｉｎｄ 開發(fā)的計算機圍棋程序ＡｌｐｈａＧｏ 戰(zhàn)勝了前世界冠軍韓國圍棋選手李世石，此后在２０１７ 年５月的烏鎮(zhèn)圍棋峰會上，ＡｌｐｈａＧｏ 再次戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍中國選手柯潔，在全世界引起了不小的轟動［２］ ，并使得人工智能受到大量的討論。在此浪潮下，近些年很多國內高校爭相設立人工智能專業(yè)。

人工智能專業(yè)的核心課以機器學習和深度學習為代表。這些課程涉及大量數學、算法以及程序設計方面的知識，具有知識點多、技術性強、思政元素偏少等特點。例如機器學習，該課程主要研究ｋ 近鄰、貝葉斯、決策樹、邏輯回歸、線性回歸、支持向量機等傳統機器學習算法的基本原理，以及如何用這些算法解決實際的問題，并通過編程將其實現。在這門課程中，客觀的技術性知識貫穿整個教學過程，如何在其中融入主觀的思政內容是很多人工智能專業(yè)課教師所面臨的問題，本文以人工智能專業(yè)核心課之一的“機器學習應用技術”課程為例，探討如何在人工智能各類專業(yè)課的教學中實施課程思政。

２ 人工智能專業(yè)課程思政建設的一種可行方案

本文提出了１ 種人工智能專業(yè)課程思政建設的可行方案，如圖１ 所示。本方案認為，課程思政的建設應從國家期望和行業(yè)特色入手，仔細研讀國家對高校育人的期望，并結合行業(yè)特色確定本專業(yè)的育人目標。然后結合具體課程的知識目標，確立課程目標。再結合課程思政重點，確定適合某一課程的課程思政目標。最終結合課程思政目標開展課程思政，以提升學生的思政素養(yǎng)，為社會主義現代化建設培養(yǎng)高質量的專門技術人才。

“機器學習應用技術”是人工智能專業(yè)的一門專業(yè)課程，具有典型的代表性，本文以該課程為例，具體闡述該思政建設方案的實施細節(jié)。

２．１ 根據國家期望、行業(yè)特色確定專業(yè)育人目標

２．１．１ 把握國家期望

在２０２０ 年，國家教育部印發(fā)了《高等學校課程思政建設指導綱要》，要求全面推進高等學校課程思政建設，培養(yǎng)學生的政治認同、家國情懷、文化素養(yǎng)、憲法法治意識、道德修養(yǎng)。

國家期望是全國所有高校培養(yǎng)人才的目標和方向，所有學科和所有專業(yè)的人才培養(yǎng)都應該首先把握國家的期望和要求，以明確正確的方向。此外，還要挖掘新興科技的傳統文化淵源，培養(yǎng)學生的文化自信；結合具體案例，培養(yǎng)學生的職業(yè)道德和工匠精神；持續(xù)培養(yǎng)高素質的技術技能人才，以不辜負國家的期望。

２．１．２ 總結行業(yè)特色及對人才的素養(yǎng)要求

人工智能的行業(yè)特色如下。（１）人工智能是新興龍頭產業(yè)，是大國競爭的關鍵領域，是我國向高端產業(yè)鏈升級的核心技術，具有重要戰(zhàn)略意義。（２）人工智能是知識、智力高度密集的產業(yè)，知識與知識型的勞動力是人工智能發(fā)展最核心的要素。（３）研究開發(fā)成本高、生產制造成本低，明顯區(qū)別于傳統制造業(yè)。（４）人工智能是信息技術的前沿分支，具有廣泛的實用性和滲透性，借助人工智能技術，很多傳統產業(yè)都可以降低成本、提升效益。（５）技術發(fā)展速度快，更新迭代周期短，創(chuàng)新性比較高，新技術、新方法層出不窮。

人工智能行業(yè)對人才素養(yǎng)要求如下。（１）具有堅定的民族情懷、國家意識和政治覺悟，具有愛國熱情，能投身到國家需要的技術發(fā)展領域，為國家發(fā)展、社會進步貢獻一份力。（２）具有扎實的理論基礎、充分的科學素養(yǎng)和豐富的技術知識，具有足夠的實踐應用能力，能在具體問題中應用掌握的理論知識，從而產生價值。（３）具有成本意識，能用最高效的方案解決問題，為客戶提升效益。（４）具有跨界思維，能融合不同領域、不同產業(yè)的知識，能解決多領域結合的問題。一專多能，綜合解決多種問題。（５）具有終身學習意識，具備自學能力，及時跟進技術的發(fā)展，更新自己的知識，能適應日新月異的生產技術迭代［３～４］ 。

２．１．３ 確定人工智能專業(yè)的育人目標

根據以上總結的國家期望和行業(yè)特色及對人才素養(yǎng)的要求，可以確定各個專業(yè)特定的育人目標。通常，可以把專業(yè)育人目標分為素質目標和能力目標。例如人工智能專業(yè)中“機器學習應用技術”課程的育人目標可以細化為如下。

（１）素質目標：①具有堅定的政治信念、深厚的愛國情感和強烈的民族使命感、社會責任感；②具有優(yōu)良的職業(yè)素養(yǎng)，具有誠實守信和愛崗敬業(yè)的態(tài)度，具備與時俱進的創(chuàng)新精神和信息素養(yǎng)，具有良好的人文素養(yǎng)；③德智體美勞全面發(fā)展，具有嚴謹規(guī)范、精益求精的工匠精神；④具有認真負責的工作態(tài)度、嚴格遵守行業(yè)標準規(guī)范的工作作風，為客戶負責的成本意識和價值觀；⑤具備較強的大局意識、團結協作意識、組織協調能力以及溝通能力。

（２）能力目標：①具有較強的自學能力、終生學習能力。具有良好的語言、文字表達能力和溝通能力以及一定的外語能力；②能夠根據實際需要進行文獻檢索、資料查詢，以及應用互聯網等現代信息技術獲取相關所需信息與資料，以完成相應的工作任務；③基本具備獨立獲取知識、跟蹤新知識新技術的能力，以及創(chuàng)新實踐能力。根據工作需要，能高效地與他人團隊協作完成規(guī)定的任務，主動應用多種方式，維護團隊和諧穩(wěn)定，確保工作質量；④掌握常用的數據采集方法，能對海量數據進行采集、預處理、分析及可視化的開發(fā)，根據需求繪制多種圖表，以輔助開發(fā)工作順利達到驗收標準。

２．２ 結合課程目標和思政重點確定課程思政目標

２．２．１ 明確課程目標

結合人才培養(yǎng)方案中具體課程的培養(yǎng)目標，選定合適的思政重點方向，從而劃定思政建設的方向和邊界，防止出現泛思政、過度思政。例如，人工智能專業(yè)中“機器學習應用技術”的課程目標主要如下。

（１）能說出人工智能的發(fā)展歷史及現狀，清楚我國在人工智能領域取得的成績，樹立民族自豪感。

（２）根據職業(yè)發(fā)展需求，能夠自行檢索并搜集人工智能、互聯網和信息技術服務業(yè)等行業(yè)的發(fā)展情況、前沿技術，持續(xù)更新自己的知識儲備，并能適應不同崗位的需要。

（３）根據開發(fā)要求，能搭建機器學習項目Ｐｙｔｈｏｎ語言項目環(huán)境，能夠采用合適的方法將數據集導入到項目代碼中，并采用合適的方法實施預處理，剔除其中的問題。

（４）能對數據進行可視化分析，能繪制各種圖表，能從圖表中發(fā)現數據的分布規(guī)律。能將結果進行可視化展示，以輔助團隊成員及客戶的理解。

（５）根據任務要求，能夠利用常用的交叉驗證方法小心細致地對算法進行交叉驗證，以確定算法的性能，并篩選最優(yōu)算法，輔助提升最終效果。

２．２．２ 確定課程思政目標

人工智能專業(yè)的核心課程都是技術類課程，以數學、算法和編程為主，因此課程思政的重點可以定為“工匠精神”“科學素養(yǎng)”“文化認同”“遵紀守法”等方向，確定課程思政目標時從這些方向入手能更好地融入課堂思政。例如，“機器學習應用技術”的課程思政目標包括如下。

（１）樹立精益求精的工匠精神，養(yǎng)成誠信敬業(yè)、認真負責、嚴謹規(guī)范的態(tài)度。

（２）培育科技人文素養(yǎng)，提高文化自信。

（３）形成理性客觀、實事求是、不懈探索的科學素養(yǎng)，以科學的態(tài)度面對問題、分析問題、處理問題。

（４）樹立團結協作、顧全大局的集體意識。

（５）提升學生遵守國家法律法規(guī)的意識，形成尊重知識產權的觀念。提升學生遵循國家及行業(yè)規(guī)范的意識，確保工作質量。

２．３ 根據課程思政目標實施課程思政

有了具體的課程思政目標，人工智能專業(yè)課任課教師便可以依據這些課程思政目標，搜集課程思政素材、設計課程思政案例，然后在教學時融入課程思政。針對具體的課程思政開展方式，本文認為可以從教學內容融入課程思政、教學過程融入課程思政、實踐環(huán)節(jié)融入課程思政３ 方面入手，如圖２所示。

首先，從教學內容方面入手融入課程思政。以“機器學習應用技術”課程為例，該課程涉及大量的程序設計內容，包括Ｐｙｔｈｏｎ 的基礎語法、條件判斷語句、循環(huán)語句、模塊、類和對象等。在設計這部分的教學內容時，可以圍繞家國情懷、文化素養(yǎng)、法律法規(guī)等方向融入思政元素，以順暢自然、“悄無聲息”的方式達到思政育人的目的。其次，在教學過程中融入課程思政。比如，在“機器學習應用技術”課程的教學過程中，適時向學生介紹人工智能方面的最新進展，并且重點介紹我們中國在人工智能方面取得的成就，這樣在激發(fā)學生興趣的同時，還可以培養(yǎng)學生的民族自豪感和愛國熱情。最后，在實踐環(huán)境中融入課程思政。人工智能專業(yè)課都是實踐性很強的課程，“機器學習應用技術”課程同樣如此。任課教師在帶領學生進行課程實踐時，以身作則、嚴謹細致地編寫每一行代碼，并做好必要的注釋。任課教師可以以這種方式向學生展示工匠精神的內涵，以身示范，帶動學生認可工匠精神，并自覺規(guī)范自己的行為。

３ 結束語

為更好地在人工智能專業(yè)的核心課程中融入課堂思政，本文探討了一種可行的、模式化的課程思政建設方案，并以“機器學習應用技術”課程為例，講解了該課程思政建設方案的具體應用方法。該思政建設方案的模式不僅適用于機器學習，還適用于深度學習、機器視覺、智能語音等各個人工智能專業(yè)核心課程。對于其他理工類專業(yè)課程的思政建設方案也能提供一定的借鑒。本文還探討了課程思政具體實施的３ 個入手方向，這些都為課程思政的方案建設和具體實施提供了可行的借鑒。

參考文獻：

［１］ 馮欣，張杰，石美鳳，等．人工智能專業(yè)的課程思政建設［Ｊ］．計算機教育，２０２２（１１）：４３?４６．

［２］ 陳東焰，陸暢．從ＡｌｐｈａＧｏ 看機器學習［Ｊ］．科技創(chuàng)新導報，２０２０（１３），１４６?１４８．

［３］ 馬銘含，宋辰陽，馬苗．思政教育融入《機器學習》教學中的探索［Ｊ］．電腦知識與技術，２０２１（１４），１２０?１２１．

［４］ 商新娜，宏晨，田娥，等．“機器學習”課程思政教學改革與探究［Ｊ］．科教文匯，２０２１（２８）：９５?９７．

作者簡介：

董永（１９８９—），碩士，助教，研究方向：計算機人工智能。