人工智能專業(yè)課程思政建設(shè)方案探索

董永 李蓬勃 祝志奇

摘 要： 近年來(lái) 人工智能發(fā)展迅速 熱點(diǎn)事件不時(shí)涌現(xiàn) 例如AIphaGo 先后在圍棋對(duì)弈上戰(zhàn)勝李世石 柯潔 在全世界范圍內(nèi)引起了轟動(dòng)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(guó)內(nèi)高校爭(zhēng)相設(shè)立人工智能專業(yè) 如何在人工智能這個(gè)新興專業(yè)的教學(xué)中探索課程思政的實(shí)施方案 是人工智能專業(yè)的任課教師面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn) 對(duì)此 文章以 機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù) 課程為例提出了一種可行的方案

關(guān)鍵詞 人工智能 課程思政 機(jī)器學(xué)習(xí)

中圖法分類(lèi)號(hào)TP181? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

１ 人工智能專業(yè)課程思政建設(shè)面臨的問(wèn)題

自１９６５ 年達(dá)特茅斯會(huì)議提出“人工智能”的概念后，人工智能（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， ＡＩ） 的發(fā)展經(jīng)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(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法及其應(yīng)用，并未受到太多的關(guān)注，直至杰弗里·辛頓先生和他的學(xué)生開(kāi)始研究深度學(xué)習(xí)。以多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為核心的深度學(xué)習(xí)技術(shù)在圖像識(shí)別、智能語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等方面表現(xiàn)出了無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)［１］ 。尤其是棋牌競(jìng)技引起全世界廣泛的關(guān)注。２０１６ 年３ 月，由谷歌下屬人工智能子公司ＤｅｅｐＭｉｎｄ 開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)圍棋程序ＡｌｐｈａＧｏ 戰(zhàn)勝了前世界冠軍韓國(guó)圍棋選手李世石，此后在２０１７ 年５月的烏鎮(zhèn)圍棋峰會(huì)上，ＡｌｐｈａＧｏ 再次戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍中國(guó)選手柯潔，在全世界引起了不小的轟動(dòng)［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(guó)內(nèi)高校爭(zhēng)相設(shè)立人工智能專業(yè)。

人工智能專業(yè)的核心課以機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)為代表。這些課程涉及大量數(shù)學(xué)、算法以及程序設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，具有知識(shí)點(diǎn)多、技術(shù)性強(qiáng)、思政元素偏少等特點(diǎn)。例如機(jī)器學(xué)習(xí)，該課程主要研究ｋ 近鄰、貝葉斯、決策樹(shù)、邏輯回歸、線性回歸、支持向量機(jī)等傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的基本原理，以及如何用這些算法解決實(shí)際的問(wèn)題，并通過(guò)編程將其實(shí)現(xiàn)。在這門(mén)課程中，客觀的技術(shù)性知識(shí)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，如何在其中融入主觀的思政內(nèi)容是很多人工智能專業(yè)課教師所面臨的問(wèn)題，本文以人工智能專業(yè)核心課之一的“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”課程為例，探討如何在人工智能各類(lèi)專業(yè)課的教學(xué)中實(shí)施課程思政。

２ 人工智能專業(yè)課程思政建設(shè)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(shè)的可行方案，如圖１ 所示。本方案認(rèn)為，課程思政的建設(shè)應(yīng)從國(guó)家期望和行業(yè)特色入手，仔細(xì)研讀國(guó)家對(duì)高校育人的期望，并結(jié)合行業(yè)特色確定本專業(yè)的育人目標(biāo)。然后結(jié)合具體課程的知識(shí)目標(biāo)，確立課程目標(biāo)。再結(jié)合課程思政重點(diǎn)，確定適合某一課程的課程思政目標(biāo)。最終結(jié)合課程思政目標(biāo)開(kāi)展課程思政，以提升學(xué)生的思政素養(yǎng)，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)高質(zhì)量的專門(mén)技術(shù)人才。

“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”是人工智能專業(yè)的一門(mén)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(shè)方案的實(shí)施細(xì)節(jié)。

２．１ 根據(jù)國(guó)家期望、行業(yè)特色確定專業(yè)育人目標(biāo)

２．１．１ 把握國(guó)家期望

在２０２０ 年，國(guó)家教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，要求全面推進(jìn)高等學(xué)校課程思政建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的政治認(rèn)同、家國(guó)情懷、文化素養(yǎng)、憲法法治意識(shí)、道德修養(yǎng)。

國(guó)家期望是全國(guó)所有高校培養(yǎng)人才的目標(biāo)和方向，所有學(xué)科和所有專業(yè)的人才培養(yǎng)都應(yīng)該首先把握國(guó)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(tǒng)文化淵源，培養(yǎng)學(xué)生的文化自信；結(jié)合具體案例，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德和工匠精神；持續(xù)培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)技能人才，以不辜負(fù)國(guó)家的期望。

２．１．２ 總結(jié)行業(yè)特色及對(duì)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(chǎn)業(yè)，是大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵領(lǐng)域，是我國(guó)向高端產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)的核心技術(shù)，具有重要戰(zhàn)略意義。（２）人工智能是知識(shí)、智力高度密集的產(chǎn)業(yè)，知識(shí)與知識(shí)型的勞動(dòng)力是人工智能發(fā)展最核心的要素。（３）研究開(kāi)發(fā)成本高、生產(chǎn)制造成本低，明顯區(qū)別于傳統(tǒng)制造業(yè)。（４）人工智能是信息技術(shù)的前沿分支，具有廣泛的實(shí)用性和滲透性，借助人工智能技術(shù)，很多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都可以降低成本、提升效益。（５）技術(shù)發(fā)展速度快，更新迭代周期短，創(chuàng)新性比較高，新技術(shù)、新方法層出不窮。

人工智能行業(yè)對(duì)人才素養(yǎng)要求如下。（１）具有堅(jiān)定的民族情懷、國(guó)家意識(shí)和政治覺(jué)悟，具有愛(ài)國(guó)熱情，能投身到國(guó)家需要的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域，為國(guó)家發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步貢獻(xiàn)一份力。（２）具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、充分的科學(xué)素養(yǎng)和豐富的技術(shù)知識(shí)，具有足夠的實(shí)踐應(yīng)用能力，能在具體問(wèn)題中應(yīng)用掌握的理論知識(shí)，從而產(chǎn)生價(jià)值。（３）具有成本意識(shí)，能用最高效的方案解決問(wèn)題，為客戶提升效益。（４）具有跨界思維，能融合不同領(lǐng)域、不同產(chǎn)業(yè)的知識(shí)，能解決多領(lǐng)域結(jié)合的問(wèn)題。一專多能，綜合解決多種問(wèn)題。（５）具有終身學(xué)習(xí)意識(shí)，具備自學(xué)能力，及時(shí)跟進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，更新自己的知識(shí)，能適應(yīng)日新月異的生產(chǎn)技術(shù)迭代［３～４］ 。

２．１．３ 確定人工智能專業(yè)的育人目標(biāo)

根據(jù)以上總結(jié)的國(guó)家期望和行業(yè)特色及對(duì)人才素養(yǎng)的要求，可以確定各個(gè)專業(yè)特定的育人目標(biāo)。通常，可以把專業(yè)育人目標(biāo)分為素質(zhì)目標(biāo)和能力目標(biāo)。例如人工智能專業(yè)中“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”課程的育人目標(biāo)可以細(xì)化為如下。

（１）素質(zhì)目標(biāo)：①具有堅(jiān)定的政治信念、深厚的愛(ài)國(guó)情感和強(qiáng)烈的民族使命感、社會(huì)責(zé)任感；②具有優(yōu)良的職業(yè)素養(yǎng)，具有誠(chéng)實(shí)守信和愛(ài)崗敬業(yè)的態(tài)度，具備與時(shí)俱進(jìn)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(yán)謹(jǐn)規(guī)范、精益求精的工匠精神；④具有認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、嚴(yán)格遵守行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的工作作風(fēng)，為客戶負(fù)責(zé)的成本意識(shí)和價(jià)值觀；⑤具備較強(qiáng)的大局意識(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)、組織協(xié)調(diào)能力以及溝通能力。

（２）能力目標(biāo)：①具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、終生學(xué)習(xí)能力。具有良好的語(yǔ)言、文字表達(dá)能力和溝通能力以及一定的外語(yǔ)能力；②能夠根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、資料查詢，以及應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)所需信息與資料，以完成相應(yīng)的工作任務(wù)；③基本具備獨(dú)立獲取知識(shí)、跟蹤新知識(shí)新技術(shù)的能力，以及創(chuàng)新實(shí)踐能力。根據(jù)工作需要，能高效地與他人團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成規(guī)定的任務(wù)，主動(dòng)應(yīng)用多種方式，維護(hù)團(tuán)隊(duì)和諧穩(wěn)定，確保工作質(zhì)量；④掌握常用的數(shù)據(jù)采集方法，能對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、預(yù)處理、分析及可視化的開(kāi)發(fā)，根據(jù)需求繪制多種圖表，以輔助開(kāi)發(fā)工作順利達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

２．２ 結(jié)合課程目標(biāo)和思政重點(diǎn)確定課程思政目標(biāo)

２．２．１ 明確課程目標(biāo)

結(jié)合人才培養(yǎng)方案中具體課程的培養(yǎng)目標(biāo)，選定合適的思政重點(diǎn)方向，從而劃定思政建設(shè)的方向和邊界，防止出現(xiàn)泛思政、過(guò)度思政。例如，人工智能專業(yè)中“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”的課程目標(biāo)主要如下。

（１）能說(shuō)出人工智能的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，清楚我國(guó)在人工智能領(lǐng)域取得的成績(jī)，樹(shù)立民族自豪感。

（２）根據(jù)職業(yè)發(fā)展需求，能夠自行檢索并搜集人工智能、互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)等行業(yè)的發(fā)展情況、前沿技術(shù)，持續(xù)更新自己的知識(shí)儲(chǔ)備，并能適應(yīng)不同崗位的需要。

（３）根據(jù)開(kāi)發(fā)要求，能搭建機(jī)器學(xué)習(xí)項(xiàng)目Ｐｙｔｈｏｎ語(yǔ)言項(xiàng)目環(huán)境，能夠采用合適的方法將數(shù)據(jù)集導(dǎo)入到項(xiàng)目代碼中，并采用合適的方法實(shí)施預(yù)處理，剔除其中的問(wèn)題。

（４）能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，能繪制各種圖表，能從圖表中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布規(guī)律。能將結(jié)果進(jìn)行可視化展示，以輔助團(tuán)隊(duì)成員及客戶的理解。

（５）根據(jù)任務(wù)要求，能夠利用常用的交叉驗(yàn)證方法小心細(xì)致地對(duì)算法進(jìn)行交叉驗(yàn)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(biāo)

人工智能專業(yè)的核心課程都是技術(shù)類(lèi)課程，以數(shù)學(xué)、算法和編程為主，因此課程思政的重點(diǎn)可以定為“工匠精神”“科學(xué)素養(yǎng)”“文化認(rèn)同”“遵紀(jì)守法”等方向，確定課程思政目標(biāo)時(shí)從這些方向入手能更好地融入課堂思政。例如，“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”的課程思政目標(biāo)包括如下。

（１）樹(shù)立精益求精的工匠精神，養(yǎng)成誠(chéng)信敬業(yè)、認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)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(shí)事求是、不懈探索的科學(xué)素養(yǎng)，以科學(xué)的態(tài)度面對(duì)問(wèn)題、分析問(wèn)題、處理問(wèn)題。

（４）樹(shù)立團(tuán)結(jié)協(xié)作、顧全大局的集體意識(shí)。

（５）提升學(xué)生遵守國(guó)家法律法規(guī)的意識(shí)，形成尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的觀念。提升學(xué)生遵循國(guó)家及行業(yè)規(guī)范的意識(shí)，確保工作質(zhì)量。

２．３ 根據(jù)課程思政目標(biāo)實(shí)施課程思政

有了具體的課程思政目標(biāo)，人工智能專業(yè)課任課教師便可以依據(jù)這些課程思政目標(biāo)，搜集課程思政素材、設(shè)計(jì)課程思政案例，然后在教學(xué)時(shí)融入課程思政。針對(duì)具體的課程思政開(kāi)展方式，本文認(rèn)為可以從教學(xué)內(nèi)容融入課程思政、教學(xué)過(guò)程融入課程思政、實(shí)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(xué)內(nèi)容方面入手融入課程思政。以“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”課程為例，該課程涉及大量的程序設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括Ｐｙｔｈｏｎ 的基礎(chǔ)語(yǔ)法、條件判斷語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句、模塊、類(lèi)和對(duì)象等。在設(shè)計(jì)這部分的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，可以圍繞家國(guó)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(wú)聲息”的方式達(dá)到思政育人的目的。其次，在教學(xué)過(guò)程中融入課程思政。比如，在“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)過(guò)程中，適時(shí)向?qū)W生介紹人工智能方面的最新進(jìn)展，并且重點(diǎn)介紹我們中國(guó)在人工智能方面取得的成就，這樣在激發(fā)學(xué)生興趣的同時(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和愛(ài)國(guó)熱情。最后，在實(shí)踐環(huán)境中融入課程思政。人工智能專業(yè)課都是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”課程同樣如此。任課教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)踐時(shí)，以身作則、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致地編寫(xiě)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?qū)W生展示工匠精神的內(nèi)涵，以身示范，帶動(dòng)學(xué)生認(rèn)可工匠精神，并自覺(jué)規(guī)范自己的行為。

３ 結(jié)束語(yǔ)

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(shè)方案，并以“機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)”課程為例，講解了該課程思政建設(shè)方案的具體應(yīng)用方法。該思政建設(shè)方案的模式不僅適用于機(jī)器學(xué)習(xí)，還適用于深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺(jué)、智能語(yǔ)音等各個(gè)人工智能專業(yè)核心課程。對(duì)于其他理工類(lèi)專業(yè)課程的思政建設(shè)方案也能提供一定的借鑒。本文還探討了課程思政具體實(shí)施的３ 個(gè)入手方向，這些都為課程思政的方案建設(shè)和具體實(shí)施提供了可行的借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：

董永（１９８９—），碩士，助教，研究方向：計(jì)算機(jī)人工智能。