中圖分類號:G641 文獻標志碼:A 文章編號:2096-000X(2025)20-0058-(
Abstract:Scientificandtechnologicalinnovationisthegreatestdrivingforceofnewqualityproductivity.Thus,inorderto satisfythenewindustrialdemandthetechnologicalresearchiscariedoutinanorganzedforThedeologicalandpolitical educationinthegraduateprofessionalcurrculumshouldkeepupwiththetrendsinthedevelopmentofscienceandtechnology, andintegratethecontentofpolitics,knowledge,majoradpractice.Theteachingcontentofthegraduateprofesionalcoursehas beenredesignedtoincludetheideologicalandpoliticalelementsbyconsideringthespiritoforganizedresearchteamsuchas pragmatism,enterprise,cooperation,responsibiltyandinnovation.Theteachingpathisdividedintothreephases:thehistoryof theoretical,thetheoreticalfoundationandinovativedevelopment.Theabovefivespiritualelementsoforganizedresearchteam areintegratedintotheeducationpath,anditiscapabilitytoestablishcorectidealsandbeliefs,enhancethesenseof responsibilityfornationalrejuvenationintheconstructionofastrongcountryandadapttotherequirementsofthenewproductive development.
Keywords:educationofprofessonaldegreepostgraduates;currculumideologyandpolitics;NewQualityProductivity;reform ofteaching;intelligent systems and optimization techniques
現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設的推進需要加快發(fā)展新質生產(chǎn)力,以新動能新優(yōu)勢、促進社會生產(chǎn)力實現(xiàn)新的躍升。加快發(fā)展新質生產(chǎn)力,向“新\"發(fā)力、用“新\"提質、以“新\"促長,堅持科技是第一生產(chǎn)力,是推動高質量發(fā)展的重要著力點。我國科技創(chuàng)新在所面臨的新形勢下,提倡以現(xiàn)實需求為導向來匯聚不同領域科研人員組成團隊,以有組織的方式開展科研和工程技術攻關[1-2]。高校研究生專業(yè)課程建設除了注重科學知識和專業(yè)技能教育,還要將新質生產(chǎn)力理論融入,通過有組織科研團隊精神貫通的思政元素全過程浸潤,教育引導學生成為有情懷、敢擔當、高素質、肯奮斗的創(chuàng)新型人才,以適應新質生產(chǎn)力發(fā)展要求4。
智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術是電子信息專業(yè)碩士研究生的一門核心專業(yè)課程,傳承百年求是文脈,厚植杭州城市底蘊和創(chuàng)新精神,專業(yè)碩士研究生教育更要充分發(fā)揮名城名校優(yōu)勢,“政校行企\"深度融合與合作,采用多主體協(xié)同的高水平合作育人模式5-,注重以有組織科研團隊精神為指引來促進產(chǎn)教融合、科教協(xié)同。該課程從系統(tǒng)的觀點出發(fā),使學生建立智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術的一體化工程設計思想,緊跟新質生產(chǎn)力發(fā)展趨勢,加強課程教學核心要素建設;豐富教學內容,從務實、進取、合作、擔當和創(chuàng)新五個維度上挖掘有組織科研團隊精神培養(yǎng)的思政教育元素,并將科技人文教育融人本課程思政;創(chuàng)新教學方法,設計三段遞進式教學路徑,并有效借助數(shù)智賦能推行多維互動的知識傳遞方法。
一 專業(yè)學位研究生專業(yè)課程—智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術
本課程是智能系統(tǒng)設計入門課程,注重將理論研究與實際工程應用相結合,圍繞著智能系統(tǒng)中的控制和最優(yōu)化算法理論研究,及其在能源、交通領域實際問題優(yōu)化與控制中的應用,簡明而系統(tǒng)地介紹熱點智能系統(tǒng)控制與優(yōu)化技術,使學生掌握以數(shù)學為基礎,并用于求解各種工程問題優(yōu)化解的能力,熟悉求解復雜優(yōu)化問題強有力的工具,具備開展相應的設計與應用研究。
智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術課程以提升學生的辯證思維、系統(tǒng)觀點、科學精神、創(chuàng)新意識為立德樹人目標,注重培養(yǎng)學生新質生產(chǎn)力科技創(chuàng)新所需的分析問題、建立模型、優(yōu)化分析的基本意識,使學生掌握智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術設計分析的基礎模型和算法為知識掌握自標;以培養(yǎng)學生運用最優(yōu)化思想分析專業(yè)問題、建立模型、設計算法以及運用計算機優(yōu)化工具求解問題的能力為能力發(fā)展目標;以啟發(fā)學生秉持系統(tǒng)觀、戰(zhàn)略觀識別電子信息專業(yè)領域在交通、能源等工程應用問題中復雜決策需求為專業(yè)目標。本課程將面對新科技高速發(fā)展下來臨的數(shù)智化時代,以強國戰(zhàn)略、行業(yè)治理為引領,以融通“思政、知識、專業(yè)和實踐”為課程思政建設特色,全面踐行以培養(yǎng)具有社會責任和實踐智慧的全面發(fā)展人才教育理念。
二 新質生產(chǎn)力下需求導向的專業(yè)課程育人目標
傳承于傳統(tǒng)的優(yōu)勢工科專業(yè),無縫對接地方信息經(jīng)濟、數(shù)字經(jīng)濟以及重點發(fā)展產(chǎn)業(yè),順應新質生產(chǎn)力發(fā)展的科技創(chuàng)新需求,作為電子信息類專業(yè)碩士控制工程方向專業(yè)核心課程,本課程設計以下應該達到的知識、能力、素質和價值塑造目標。
知識自標:掌握數(shù)智化、現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)智能系統(tǒng)的建模、分析、設計、最優(yōu)化等相關概念、方法和應用。
能力目標:能夠運用合適的最優(yōu)化和系統(tǒng)分析方法提升系統(tǒng)性能、優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù),培養(yǎng)解決問題、工程應用、創(chuàng)新思辨和團隊協(xié)作能力。
素質目標:以有組織科研團隊精神為牽引,通過系統(tǒng)協(xié)同互助課內外討論及創(chuàng)新活動,助力溝通整合、創(chuàng)新能力、職業(yè)素養(yǎng)、團隊合作等人格素質養(yǎng)成;在案例推進及解決問題中發(fā)展學習力、責任力、執(zhí)行力和發(fā)展力。
價值目標:以交通、能源領域工程技術需求案例為激發(fā)動力,加強新質生產(chǎn)力科技興國的責任感、使命感;建立嚴謹求實、精益求精的系統(tǒng)優(yōu)化工程思維;結合辯證唯物主義解釋最優(yōu)化理論、最優(yōu)點條件,使學生樹立正確的方法論和世界觀。
三 智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術課程挖掘的思政資源分析
智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術是一門連通數(shù)理基礎和專業(yè)實踐應用的交叉型課程。新科技高速發(fā)展下的數(shù)智化時代已來臨,推動新質生產(chǎn)力發(fā)展的科技創(chuàng)新新動能,該課程教育中秉承立德樹人,以培養(yǎng)具有社會責任和實踐智慧的高素質應用型、復合型、創(chuàng)新型人才為教育理念,融通思政、知識、專業(yè)和實踐四個層面,設計本課程思政體系,對知識目標和思政自標進行關聯(lián)設計。如圖1所示。
整體課程圍繞四個知識目標: ① 讓學生了解智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術的知識結構、分支體系、發(fā)展歷程,并且對應思政目標中的培養(yǎng)學生“愛國主義精神”。 ② 讓學生掌握最優(yōu)化問題的本質與分類,以及典型建模技術與方法,對應思政目標中的培養(yǎng)學生“馬克思主義觀點”。 ③ 使學生掌握最優(yōu)化問題求解的算法原理和智能系統(tǒng)設計的方法,對應思政目標中的培養(yǎng)“科學精神”。 ④ 使學生明確最優(yōu)化技術在解決交通、能源領域復雜工程問題方面的應用需求,對應達到思政目標的培養(yǎng)“中國夢志向”。
上述思政目標圍繞家國情況、奉獻精神、辯證思維、系統(tǒng)觀念、創(chuàng)新意識、嚴謹求實、專業(yè)使命和社會責任等思政點進行挖掘。同時,課程中抓住國家交通強國戰(zhàn)略和能源戰(zhàn)略,與社會發(fā)展、科技戰(zhàn)略、技術創(chuàng)新緊密結合,通過問題思政、方法思政、應用思政,為教學賦能、增趣,把學生的角色從被動的學習跟隨者向主動的問題解決者轉換。
為有針對性地挖掘出課程中蘊含的思想政治教育資源,課程團隊深度剖析了線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、對偶問題、最優(yōu)化理論、人工智能算法設計、群智能優(yōu)化等智能系統(tǒng)與最優(yōu)化課程核心章節(jié)知識點,挖掘其與思政要素的關聯(lián)關系,設計出本課程思政資源挖掘框架,見表1。
四“三段遞進,五維融貫\"課程思政教學路徑創(chuàng)新
智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術作為一門工科專業(yè)碩士研究生專業(yè)課課程,其課程思政教學路徑建立的關鍵問題,是如何潤物細無聲地將新工科課程教學與思政教育滲透融合,從而將專業(yè)教育和思政教育一體化貫通,通過課程思政,傳授高效的學習方法,幫助學生提升學習能力。
(一)培養(yǎng)有組織科研團隊精神的五維內涵
我國科技創(chuàng)新面臨的新形勢,是以現(xiàn)實需求為導向匯聚不同領域科研人員組成團隊的有組織方式開展科研和工程技術攻關。所以,在重視探索科學規(guī)律的同時,應高度關注個體、團隊的精神狀態(tài)或品質。當科研團隊處于圍繞重大科技項目任務進行攻堅克難的過程時,能夠得到對自身的高度認可,并堅信任務目標能達成,都離不開腳踏實地、積極進取、協(xié)同合作、責任擔當和推陳出新的“五維”精神元素的充分彰顯[8-9]。
腳踏實地的務實精神,出自《國語·晉語六》,體現(xiàn)了中華民族的優(yōu)良傳統(tǒng)。一切從實際出發(fā),在遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律前提下,實事求是、腳踏實地,實現(xiàn)理想目標向現(xiàn)實轉化。作為思政啟發(fā)點,并通過講解課程知識發(fā)展歷程中的科學家人物小故事來切入,引導學生樹立正確的科學價值觀。
堅忍不拔的進取精神,早在《論語》中就提出,是指努力上進、力圖有所作為之意,意味著為實現(xiàn)目標任務不斷追求、努力奮斗,遇到困難攻堅克難的精神品質。很多工程技術問題在解決的過程中充滿諸多不確定性,遇到困難和挫折,要意志堅定地勇往直前。
互惠共贏的協(xié)同合作精神,源于《國語·晉語三》,是兩個及以上人員一起工作,以實現(xiàn)共同自的彼此配合的一種能力和品質體現(xiàn)。團隊合作往往與集體主義密切相關,在工程技術實踐中經(jīng)常出現(xiàn)多人協(xié)同共同完成工程的案例,其間如果有效地避免沖突,通過多人多技術多學科的協(xié)作,則能夠高效高質量解決技術難題,以此為啟發(fā)點,讓學生感受團隊協(xié)作獨特的魅力。
勇?lián)笕蔚膿斁瘢侵腥A民族精神的重要內容,自古以來都不乏各種文人墨客關于“擔當\"加以褒獎的詩詞佳句。當前戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下,人工智能技術在迅速成長,滲透到各行各業(yè),產(chǎn)業(yè)結構在急劇調整和升級,需要工程師和專業(yè)技術人員勇?lián)笕?、勇挑大梁、履職擔當,才能產(chǎn)出一批優(yōu)秀的原創(chuàng)性、戰(zhàn)略性成果。
敢為人先的創(chuàng)新精神,是引領人類社會和科技發(fā)展的第一動力[10-12],同時,國家發(fā)展進步不能缺少創(chuàng)新精神的推動。在當今國際競爭中,創(chuàng)新也是競爭新優(yōu)勢的集中體現(xiàn)。創(chuàng)新精神是要以尊重客觀事實和規(guī)律為前提,能夠運用已有的知識、信息、技能和方法,提出新方法、新觀點的思維能力和進行發(fā)明創(chuàng)造、改革、革新的意志、信心、勇氣和智慧。智能系統(tǒng)與最優(yōu)化技術課程中所涉及的很多優(yōu)化方法和理論,都是科學家創(chuàng)新精神的體現(xiàn)。通過專業(yè)課程的教學,讓學生在已有教材的基礎上,聚焦創(chuàng)新精神的基本內涵、具體表現(xiàn)及創(chuàng)新的一般方法等知識性內容,從知到信,從信到行。
(二) 建立三段遞進式思政教學路徑
圍繞“五維\"精神要素:務實、進取、合作、擔當、創(chuàng)新,使思政元素浸潤課程教學的全貫通環(huán)節(jié),達到培養(yǎng)學生腳踏實地的務實,堅忍不拔的進取,互惠共贏的合作,勇?lián)笕蔚膿敚覟槿讼鹊膭?chuàng)新。融貫“五維\"精神要素,建立三階段遞進式課程思政教學路徑,如圖2所示。
第一階段:發(fā)展歷程,通過重要人物故事,做思政啟發(fā)。
本階段注重傳授專業(yè)知識的同時,嵌入與之相關的傳統(tǒng)文化、學科或專業(yè)發(fā)展歷史和成就,重要貢獻人物以及重大影響歷史事件等,從而達到思政教育目的。通過介紹智能技術的發(fā)展歷程,讓學生了解到創(chuàng)新始終是一個國家、一個民族發(fā)展的重要力量,是推動人類社會進步的重要力量。例如,有三位具有代表性的重要貢獻人物,首先是線性規(guī)劃的奠基人丹齊格,在他學生時代一次做課后作業(yè)的時候提出了單純形算法,最終為線性優(yōu)化理論奠定了基礎。引導學生認識獨立思考的重要性,同時,也讓學生意識到創(chuàng)新不是遙不可及的,而是通過努力都可以獲得的能力。
第二階段:把握現(xiàn)在,夯實基礎,對最優(yōu)化和智能系統(tǒng)的算法原理進行學習。
構建滿足本-碩貫通式學習和各層次不同教學需求的一體化知識架構,促進人工智能賦能的多學科內涵式交叉融合,組建本科生、研究生、博士后混合階梯式項目研究團隊。此階段在傳授專業(yè)知識的同時,融合國家當前最新政策、國內外最新研究進展。在講授最優(yōu)化模型分析和算法時,引入常用的MATLAB、Python、CVX等分析工具,還可以引入目前熱門的深度學習中對最優(yōu)化算法的引用。依托現(xiàn)有的實驗室平臺、科研項目、線上線下學術會議/專家講座、各類互聯(lián)網(wǎng)平臺等資源,將專業(yè)知識與國家需求結合,與國際學術前沿接軌,不斷更新、補充、關聯(lián)知識點,培養(yǎng)學生的研究興趣和學術精神,從而達到思政教育的目的。
第三階段:開創(chuàng)未來,以工程應用案例為牽引,激發(fā)知識的外延式思考。
在傳授專業(yè)知識的同時,基于當前研究現(xiàn)狀,以問題和需求為導向,科學探究、層層拋出科學問題,引導學生多維思考,探索新知,從而達到思政教育的目的。在本課程的教學路徑上,有效發(fā)揮教學團隊扎實的科研積累,通過能源、交通領域的工程案例,引導學生思考現(xiàn)實社會中工程應用案例中涉及最優(yōu)化知識的應用,繼而提出問題,并給出解決問題的可行性思路。以此培養(yǎng)學生對科研的興趣,鼓勵和激發(fā)學生科學探索的精神。
五 結束語
智能科學與最優(yōu)化技術作為電子信息專業(yè)碩士研究生教育的專業(yè)課程,通過設計“三段遞進、五維融貫\"式思政教育改革路線,助力構建了“政-校-行-企”深度融合多主體協(xié)同的高水平合作育人模式。從黨和國家事業(yè)長遠發(fā)展角度,本專業(yè)課程教學在注重專業(yè)知識和科學理論講解的同時,還根據(jù)不同教學內容和教學階段的不同特點,開展從思政啟發(fā)到夯實基礎再到外延式思考三段遞進式的課程思政建設,以教育引導青年學生樹立正確的理想信念,增強以新質生產(chǎn)力發(fā)展推動強國建設的民族復興責任感。
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