“課程思政”背景下人工智能導(dǎo)論課程的研究與實(shí)踐

丁芝俠 李賽 楊樂(lè)

摘? 要：課程思政是在專業(yè)知識(shí)教學(xué)的過(guò)程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行思政教育。在人工智能導(dǎo)論的課程教學(xué)中，以“立德樹(shù)人”為根本任務(wù)和理念，從教學(xué)改革、課程建設(shè)、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行探討，通過(guò)深入挖掘課程思政元素，有機(jī)融入課程教學(xué)，在提高課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生專業(yè)知識(shí)水平的同時(shí)，傳遞思政教育的“正能量”，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)強(qiáng)國(guó)熱情，達(dá)到潤(rùn)物無(wú)聲的育人效果。

關(guān)鍵詞：人工智能；課程思政；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G641? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1673-7164（2024）17-0115-04

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人工智能作為新一輪科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)性力量，已經(jīng)上升為我國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略，成為推動(dòng)科技跨越發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)、生產(chǎn)力整體躍升的核心驅(qū)動(dòng)力。為適應(yīng)人工智能技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外高校普遍開(kāi)設(shè)人工智能課程，武漢工程大學(xué)也不例外，一方面在課堂上講授人工智能知識(shí)，另一方面，培養(yǎng)學(xué)生極高的科學(xué)素養(yǎng)和極強(qiáng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。［1］

一、人工智能導(dǎo)論實(shí)施課程思政的必要性

2019年，習(xí)近平總書(shū)記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上指出，“要完善課程體系，解決好各類課程和思政課相互配合的問(wèn)題”“要堅(jiān)持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人”。［2］育人先育德，將思政教育元素融入專業(yè)課程的教學(xué)中，不僅能提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)，堅(jiān)定學(xué)生愛(ài)國(guó)敬業(yè)的政治立場(chǎng)，還能提高學(xué)生強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感和主人翁意識(shí)，銳意進(jìn)取，力爭(zhēng)成為堪當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人。

武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院開(kāi)設(shè)人工智能導(dǎo)論課程，該課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器的一個(gè)分支，是一門研究機(jī)器智能的學(xué)科，即用人工的方法和技術(shù)，研制智能機(jī)器或智能系統(tǒng)來(lái)模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)智能行為。［3］在人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)中融入思政教育元素，在傳播專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，傳承和創(chuàng)新中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生形成正確的國(guó)家觀、民族觀、歷史觀、世界觀、人生觀、價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)國(guó)主義精神和大國(guó)工匠精神，使學(xué)生樹(shù)立辯證唯物主義觀點(diǎn)，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。［4］

二、人工智能導(dǎo)論實(shí)施課程思政的途徑

隨著5G、人工智能、云計(jì)算等技術(shù)的逐漸成熟，中國(guó)正從“制造大國(guó)”邁向“智造強(qiáng)國(guó)”。創(chuàng)新是“中國(guó)智造”強(qiáng)起來(lái)的“關(guān)鍵變量”，人工智能是創(chuàng)新的關(guān)鍵，人工智能不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以創(chuàng)造新產(chǎn)品、新模式和新公司，加速整個(gè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的重建。人工智能導(dǎo)論作為人工智能領(lǐng)域的通識(shí)類課程，以前主要集中在知識(shí)的傳輸，加之高校存在一個(gè)普遍現(xiàn)象即學(xué)生對(duì)手機(jī)的依賴性，學(xué)習(xí)興趣不強(qiáng)。課堂上，學(xué)生習(xí)慣于以教師主導(dǎo)，被動(dòng)接受知識(shí)的教學(xué)模式，這種教師“填鴨式”輸出，學(xué)生被動(dòng)吸收，缺乏思考和探究，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。在“大思政”背景下，如何融入思政元素，推進(jìn)課程建設(shè)，提高教學(xué)效果，迫在眉睫。

（一）教學(xué)改革方面

結(jié)合學(xué)生發(fā)展和社會(huì)需求，制訂課程目標(biāo)。結(jié)合當(dāng)前人工智能的發(fā)展背景，邀請(qǐng)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)專家與課題組教師，根據(jù)學(xué)生自身的發(fā)展規(guī)律，以及學(xué)生就業(yè)和企業(yè)的需求，共同制訂并修正課程的教學(xué)內(nèi)容和課程培養(yǎng)目標(biāo)。

依據(jù)課程目標(biāo)，優(yōu)化課程開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。人工智能導(dǎo)論課程屬于人工智能領(lǐng)域的通識(shí)類課程，主要介紹人工智能的歷史、研究現(xiàn)狀以及基本理論和方法。在實(shí)際教學(xué)中，理論知識(shí)講解力求科學(xué)、精要、易理解，結(jié)合典型案例進(jìn)行課程教學(xué)，理論與實(shí)踐結(jié)合，貼近社會(huì)、貼近學(xué)生。

貫徹“體驗(yàn)式教學(xué)”模式，注重教學(xué)的實(shí)效性。遵循“教師引導(dǎo)，學(xué)生思考，促進(jìn)師生共同發(fā)展”的教學(xué)原則，注重教學(xué)的實(shí)效性。靈活采用比較分析法、小組討論法、情景模擬教學(xué)法等多種教學(xué)方法，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的分析表達(dá)能力，還能擴(kuò)大學(xué)生的學(xué)習(xí)收獲空間。

深挖思政元素，融入課程內(nèi)容。人工智能導(dǎo)論授課過(guò)程中，教師需深入挖掘與課程內(nèi)容相關(guān)的思政元素，如國(guó)情元素、責(zé)任元素、科學(xué)元素、人文元素、獨(dú)立元素等，潛移默化地影響學(xué)生的思想意識(shí)，以提高育人格局。2023年，謝旗研究員科研團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)和院校合作，研發(fā)主效耐堿基因AT1，實(shí)現(xiàn)鹽堿地上水稻、小麥等農(nóng)作物產(chǎn)量的顯著提高，有望為我國(guó)糧食安全作出重要貢獻(xiàn)，一系列偉大的科技成就無(wú)不彰顯著中國(guó)的跨越式發(fā)展和進(jìn)步。課程中通過(guò)引入這些科技成就，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信和文化自信。

結(jié)合案例進(jìn)行思政教學(xué)。通過(guò)引入人工智能在醫(yī)療、教育等領(lǐng)域的具體案例，引導(dǎo)學(xué)生思考技術(shù)背后的倫理、道德和社會(huì)問(wèn)題。如：隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，包括網(wǎng)絡(luò)課程、全媒體數(shù)字教材等學(xué)習(xí)資源越來(lái)越豐富，學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)風(fēng)格制定個(gè)性化學(xué)習(xí)計(jì)劃，此外，近期爆火的ChatGPT作為基于人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的自然語(yǔ)言處理工具，不僅可以流暢聊天，還可以撰寫論文、郵件、文案、代碼等。多樣化的學(xué)習(xí)資源和豐富的學(xué)習(xí)渠道，可提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)和國(guó)際視野。

教學(xué)效果評(píng)價(jià)，促進(jìn)教學(xué)反思與改革。教學(xué)效果評(píng)價(jià)重點(diǎn)在于評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)人工智能基本原理和方法的掌握，以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)的提高。根據(jù)試卷分析、作業(yè)、就業(yè)情況等結(jié)果進(jìn)行分析，完成學(xué)生對(duì)人工智能導(dǎo)論課程學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)，找出不足，推動(dòng)課程改進(jìn)。

（二）課程建設(shè)方面

人工智能導(dǎo)論課程的育人目標(biāo)包括課程專業(yè)目標(biāo)和思政育人目標(biāo)。

課程專業(yè)目標(biāo)包括：1. 知識(shí)目標(biāo)。了解人工智能的發(fā)展和現(xiàn)狀，學(xué)習(xí)和掌握人工智能的基本原理和方法，形成對(duì)人工智能相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的全面性認(rèn)識(shí)，為后繼課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。2. 能力目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題分析能力、邏輯推理能力，使學(xué)生能針對(duì)不同類型的問(wèn)題選擇合適的表示方法和搜索策略分析以及解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。3. 價(jià)值目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的思維習(xí)慣，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和積極健康的價(jià)值理念。幫助學(xué)生了解當(dāng)前人工智能發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，激發(fā)從事相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和學(xué)生對(duì)人工智能的興趣；幫助學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，充分發(fā)揮自身才能，實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，促使學(xué)生完成人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的就業(yè)與創(chuàng)業(yè)。

思政育人目標(biāo)包括：1. 引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立堅(jiān)定的理想與信念、保持正確的政治立場(chǎng)與信仰，幫助他們不斷提升自身修養(yǎng)水平，為其全面發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。2. 融入中國(guó)人工智能發(fā)展的成就和舉措，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心，踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀和家國(guó)情懷。3. 通過(guò)揭示課程相關(guān)內(nèi)容的辯證法原理，培養(yǎng)學(xué)生建立辯證唯物主義和歷史唯物主義的世界觀和方法論。

人工智能導(dǎo)論屬于多學(xué)科融合的課程，概念豐富，內(nèi)容廣泛。該課程立足上述育人目標(biāo)，結(jié)合人工智能導(dǎo)論課程的優(yōu)勢(shì)，深挖思政教學(xué)案例，具體見(jiàn)表1。

（三）教學(xué)方法方面

結(jié)合蔡自興教授等對(duì)人工智能課程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)課堂討論、小組發(fā)言、大作業(yè)以及小作業(yè)等多種形式，對(duì)課程的教學(xué)方法進(jìn)行了改革與創(chuàng)新。［5］

首先，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。人工智能導(dǎo)論作為一門導(dǎo)論性前沿課程，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣比較濃厚。但由于課程專業(yè)性很強(qiáng)，比如學(xué)生在接觸知識(shí)表示方法、搜索技術(shù)、推理技術(shù)等抽象概念和算法機(jī)理時(shí)，往往接受度不高。教師若一味采用傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式，教學(xué)效果難以保證，而啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)方法是提高教學(xué)效果的有效方式。例如，鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂討論，布置課程報(bào)告，采用“項(xiàng)目式”教學(xué)方法，讓學(xué)生組隊(duì)，自主選擇感興趣的知識(shí)表示方法（狀態(tài)空間法、問(wèn)題規(guī)約法等）表示“梵塔難題”，還可以引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新，設(shè)計(jì)或優(yōu)化更為復(fù)雜的問(wèn)題表示等。這不僅能擴(kuò)寬學(xué)生的眼界，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

其次，課堂講授和信息化教學(xué)的相互融合。課程在多媒體教學(xué)過(guò)程中，引入視頻、動(dòng)畫(huà)、圖像等多種表現(xiàn)形式，將抽象的人工智能知識(shí)形象化，便于學(xué)生理解與掌握。例如學(xué)生觀看谷歌無(wú)人車公司W(wǎng)aymo展示全球先進(jìn)的自動(dòng)駕駛技術(shù)的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考自動(dòng)駕駛的技術(shù)難點(diǎn)，知曉中國(guó)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家人工智能發(fā)展的差距，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷，堅(jiān)定為國(guó)效力的決心；學(xué)生觀看鳥(niǎo)群遷徙過(guò)程中隊(duì)形變換的視頻，讓學(xué)生思考粒子群算法的由來(lái)和研究意義，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，保證教師在授課全過(guò)程中有目的地“傳道”與“解惑”。

再次，互動(dòng)式討論。課堂教學(xué)中，通過(guò)設(shè)計(jì)開(kāi)放式問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生自由發(fā)表觀點(diǎn)和看法，營(yíng)造積極的課堂氛圍，不僅提高學(xué)生的課堂參與度，還通過(guò)小組討論或辯論的形式，讓學(xué)生在互動(dòng)中加深思政內(nèi)容的理解。如：學(xué)生暢所欲言描述過(guò)去看病和現(xiàn)在看病的差別，過(guò)去看病就醫(yī)流程比較繁瑣，檢查設(shè)備有限，醫(yī)生全憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)診斷病情，誤診率較高，現(xiàn)在看病可以通過(guò)軟件掛號(hào)，就診等待時(shí)間相對(duì)較短，檢查儀器豐富，診斷精確，提高救治率，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)就醫(yī)流程的便捷，醫(yī)療條件的改善和醫(yī)學(xué)發(fā)展的進(jìn)步等；針對(duì)2022年長(zhǎng)征五號(hào)B遙三運(yùn)載火箭成功發(fā)射問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙，引導(dǎo)學(xué)生思考成功背后的問(wèn)題，中國(guó)航天人不忘初心，艱苦奮斗，啟發(fā)學(xué)生明白中國(guó)在國(guó)際航天事業(yè)的國(guó)際地位來(lái)之不易，學(xué)習(xí)航天精神，面對(duì)困難毫不畏懼，勇于挑戰(zhàn)；學(xué)生分組討論智能機(jī)器人快速發(fā)展對(duì)人工智能和智能制造產(chǎn)生的影響，以加深學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的思考，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和解決問(wèn)題的能力。

最后，理論與實(shí)踐結(jié)合。課堂教學(xué)中，采用人工智能實(shí)例驅(qū)動(dòng)、互動(dòng)教學(xué)方式實(shí)現(xiàn)課堂理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的對(duì)接；通過(guò)布置分組作業(yè)，如走迷宮、猴子摘香蕉等實(shí)際問(wèn)題分析任務(wù)，采用不同知識(shí)表示方法進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的分析與表示，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)的延伸，激發(fā)學(xué)生的積極性與創(chuàng)造性。

（四）考核方式方面

注重學(xué)生創(chuàng)新能力的考核。人工智能導(dǎo)論課程的考核包括期末考核和平時(shí)成績(jī)兩部分，其中平時(shí)成績(jī)包括大作業(yè)、小作業(yè)和平時(shí)表現(xiàn)。大作業(yè)是完成文獻(xiàn)綜述，根據(jù)內(nèi)容給出相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，小作業(yè)是習(xí)題訓(xùn)練，根據(jù)學(xué)生掌握情況給出相應(yīng)的評(píng)分作業(yè)，平時(shí)表現(xiàn)包括出勤率、課堂討論參與度等給出相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。在比重最大的期末考試中，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握和解決問(wèn)題的運(yùn)用情況，理論知識(shí)與案例分析的結(jié)合情況，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行問(wèn)題表示和搜索的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。歸根結(jié)底，考核學(xué)生利用人工智能中知識(shí)表示、搜索技術(shù)、推理技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等基本概念和基本原理，針對(duì)不同類型的問(wèn)題進(jìn)行研究、分析并設(shè)計(jì)相應(yīng)的解決方案，培養(yǎng)學(xué)生積極思考、嚴(yán)謹(jǐn)創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

三、結(jié)語(yǔ)

人工智能導(dǎo)論作為融合計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多個(gè)學(xué)科的課程，融入國(guó)情元素、責(zé)任元素、科學(xué)元素等思政元素可進(jìn)一步促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生理解不同學(xué)科之間的聯(lián)系和交叉點(diǎn)。

在人工智能導(dǎo)論課程教學(xué)中融入思政元素，一方面，可以提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他人工智能技術(shù)打下良好的理論基礎(chǔ)。另一方面，可以引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀和人生觀，厚植愛(ài)國(guó)主義情懷，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)而奮斗，實(shí)現(xiàn)課程思政立德樹(shù)人的發(fā)展目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 顧然，馮國(guó)昌. “新工科”背景下人工智能專業(yè)“課程思政”教育研究——以“人工智能導(dǎo)論”課程為例［J］. 黑龍江教育：理論與實(shí)踐，2020（10）：6-7.

［2］ 習(xí)近平主持召開(kāi)學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)強(qiáng)調(diào) 用新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想鑄魂育人 貫徹黨的教育方針落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)［N］. 人民日?qǐng)?bào)，2019-03-19（01）.

［3］ 蔡自興. 智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略思考［J］. 計(jì)算機(jī)教育，2011（15）：8-11.

［4］ 宋革聯(lián)，李天龍，王芳. 人工智能導(dǎo)論課程思政元素設(shè)計(jì)探索與實(shí)踐［J］. 貴州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，38（06）：73-77.

［5］ 蔡自興，肖曉明，蒙祖強(qiáng)，等. 樹(shù)立精品意識(shí)搞好人工智能課程建設(shè)［J］. 中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2004（01）：28-29.

（責(zé)任編輯：邵秋露）