“课程思政”背景下人工智能导论课程的研究与实践

丁芝侠 李赛 杨乐

摘  要：课程思政是在专业知识教学的过程中对学生进行思政教育。在人工智能导论的课程教学中，以“立德树人”为根本任务和理念，从教学改革、课程建设、教学方法、考核方式等方面进行探讨，通过深入挖掘课程思政元素，有机融入课程教学，在提高课程教学质量和学生专业知识水平的同时，传递思政教育的“正能量”，激发学生的爱国强国热情，达到润物无声的育人效果。

关键词：人工智能；课程思政；教学质量

中图分类号：G641    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2024）17-0115-04

随着互联网技术的蓬勃发展，人工智能作为新一轮科技和产业发展的引领性力量，已经上升为我国的国家战略，成为推动科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的核心驱动力。为适应人工智能技术的发展，国内外高校普遍开设人工智能课程，武汉工程大学也不例外，一方面在课堂上讲授人工智能知识，另一方面，培养学生极高的科学素养和极强的创新创业能力。［1］

一、人工智能导论实施课程思政的必要性

2019年，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上指出，“要完善课程体系，解决好各类课程和思政课相互配合的问题”“要坚持显性教育和隐性教育相统一，挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源，实现全员全程全方位育人”。［2］育人先育德，将思政教育元素融入专业课程的教学中，不仅能提高学生专业素养，坚定学生爱国敬业的政治立场，还能提高学生强烈的社会责任感和主人翁意识，锐意进取，力争成为堪当民族复兴大任的时代新人。

武汉工程大学电气信息学院开设人工智能导论课程，该课程是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支，是一门研究机器智能的学科，即用人工的方法和技术，研制智能机器或智能系统来模仿、延伸和扩展人的智能，实现智能行为。［3］在人工智能导论课程教学中融入思政教育元素，在传播专业知识的同时，传承和创新中华优秀传统文化，潜移默化地引导学生形成正确的国家观、民族观、历史观、世界观、人生观、价值观，培养学生爱国主义精神和大国工匠精神，使学生树立辩证唯物主义观点，提高分析问题、解决问题的能力。［4］

二、人工智能导论实施课程思政的途径

随着5G、人工智能、云计算等技术的逐渐成熟，中国正从“制造大国”迈向“智造强国”。创新是“中国智造”强起来的“关键变量”，人工智能是创新的关键，人工智能不仅可以提高生产效率，还可以创造新产品、新模式和新公司，加速整个产业价值链的重建。人工智能导论作为人工智能领域的通识类课程，以前主要集中在知识的传输，加之高校存在一个普遍现象即学生对手机的依赖性，学习兴趣不强。课堂上，学生习惯于以教师主导，被动接受知识的教学模式，这种教师“填鸭式”输出，学生被动吸收，缺乏思考和探究，导致教学效果不佳。在“大思政”背景下，如何融入思政元素，推进课程建设，提高教学效果，迫在眉睫。

（一）教学改革方面

结合学生发展和社会需求，制订课程目标。结合当前人工智能的发展背景，邀请教学指导委员会专家与课题组教师，根据学生自身的发展规律，以及学生就业和企业的需求，共同制订并修正课程的教学内容和课程培养目标。

依据课程目标，优化课程开发与设计。人工智能导论课程属于人工智能领域的通识类课程，主要介绍人工智能的历史、研究现状以及基本理论和方法。在实际教学中，理论知识讲解力求科学、精要、易理解，结合典型案例进行课程教学，理论与实践结合，贴近社会、贴近学生。

贯彻“体验式教学”模式，注重教学的实效性。遵循“教师引导，学生思考，促进师生共同发展”的教学原则，注重教学的实效性。灵活采用比较分析法、小组讨论法、情景模拟教学法等多种教学方法，有效调动学生学习的主动性、积极性，不仅能培养学生的分析表达能力，还能扩大学生的学习收获空间。

深挖思政元素，融入课程内容。人工智能导论授课过程中，教师需深入挖掘与课程内容相关的思政元素，如国情元素、责任元素、科学元素、人文元素、独立元素等，潜移默化地影响学生的思想意识，以提高育人格局。2023年，谢旗研究员科研团队与国内多家科研机构和院校合作，研发主效耐碱基因AT1，实现盐碱地上水稻、小麦等农作物产量的显著提高，有望为我国粮食安全作出重要贡献，一系列伟大的科技成就无不彰显着中国的跨越式发展和进步。课程中通过引入这些科技成就，增强学生的民族自信和文化自信。

结合案例进行思政教学。通过引入人工智能在医疗、教育等领域的具体案例，引导学生思考技术背后的伦理、道德和社会问题。如：随着人工智能技术的发展，包括网络课程、全媒体数字教材等学习资源越来越丰富，学生可以根据个人学习进度和学习风格制定个性化学习计划，此外，近期爆火的ChatGPT作为基于人工智能技术驱动的自然语言处理工具，不仅可以流畅聊天，还可以撰写论文、邮件、文案、代码等。多样化的学习资源和丰富的学习渠道，可提高学生的社会责任意识和国际视野。

教学效果评价，促进教学反思与改革。教学效果评价重点在于评价学生对人工智能基本原理和方法的掌握，以及学生自主学习意识的提高。根据试卷分析、作业、就业情况等结果进行分析，完成学生对人工智能导论课程学习的评价，找出不足，推动课程改进。

（二）课程建设方面

人工智能导论课程的育人目标包括课程专业目标和思政育人目标。

课程专业目标包括：1. 知识目标。了解人工智能的发展和现状，学习和掌握人工智能的基本原理和方法，形成对人工智能相关应用领域的全面性认识，为后继课程的学习打下良好的基础。2. 能力目标。培养学生的问题分析能力、逻辑推理能力，使学生能针对不同类型的问题选择合适的表示方法和搜索策略分析以及解决简单的实际问题。3. 价值目标。培养学生勇于探索的思维习惯，严谨求实的科学态度和积极健康的价值理念。帮助学生了解当前人工智能发展面临的挑战，激发从事相关领域的学生自主学习意识和学生对人工智能的兴趣；帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，充分发挥自身才能，实现自己的人生价值和社会价值，促使学生完成人工智能相关产业的就业与创业。

思政育人目标包括：1. 引导学生树立坚定的理想与信念、保持正确的政治立场与信仰，帮助他们不断提升自身修养水平，为其全面发展打下良好的基础。2. 融入中国人工智能发展的成就和举措，增强学生的民族自信心，践行社会主义核心价值观和家国情怀。3. 通过揭示课程相关内容的辩证法原理，培养学生建立辩证唯物主义和历史唯物主义的世界观和方法论。

人工智能导论属于多学科融合的课程，概念丰富，内容广泛。该课程立足上述育人目标，结合人工智能导论课程的优势，深挖思政教学案例，具体见表1。

（三）教学方法方面

结合蔡自兴教授等对人工智能课程的建设经验，通过课堂讨论、小组发言、大作业以及小作业等多种形式，对课程的教学方法进行了改革与创新。［5］

首先，激发学生的学习兴趣。人工智能导论作为一门导论性前沿课程，学生的学习兴趣比较浓厚。但由于课程专业性很强，比如学生在接触知识表示方法、搜索技术、推理技术等抽象概念和算法机理时，往往接受度不高。教师若一味采用传统的“填鸭式”教学方式，教学效果难以保证，而启发式、互动式教学方法是提高教学效果的有效方式。例如，鼓励学生参与课堂讨论，布置课程报告，采用“项目式”教学方法，让学生组队，自主选择感兴趣的知识表示方法（状态空间法、问题规约法等）表示“梵塔难题”，还可以引导学生自主创新，设计或优化更为复杂的问题表示等。这不仅能扩宽学生的眼界，还能提高学生的学习兴趣。

其次，课堂讲授和信息化教学的相互融合。课程在多媒体教学过程中，引入视频、动画、图像等多种表现形式，将抽象的人工智能知识形象化，便于学生理解与掌握。例如学生观看谷歌无人车公司Waymo展示全球先进的自动驾驶技术的视频，引导学生思考自动驾驶的技术难点，知晓中国与西方发达国家人工智能发展的差距，激发学生的爱国情怀，坚定为国效力的决心；学生观看鸟群迁徙过程中队形变换的视频，让学生思考粒子群算法的由来和研究意义，从而调动学生学习的主动性，保证教师在授课全过程中有目的地“传道”与“解惑”。

再次，互动式讨论。课堂教学中，通过设计开放式问题，鼓励学生自由发表观点和看法，营造积极的课堂氛围，不仅提高学生的课堂参与度，还通过小组讨论或辩论的形式，让学生在互动中加深思政内容的理解。如：学生畅所欲言描述过去看病和现在看病的差别，过去看病就医流程比较繁琐，检查设备有限，医生全凭个人经验来诊断病情，误诊率较高，现在看病可以通过软件挂号，就诊等待时间相对较短，检查仪器丰富，诊断精确，提高救治率，引导学生体会就医流程的便捷，医疗条件的改善和医学发展的进步等；针对2022年长征五号B遥三运载火箭成功发射问天实验舱，引导学生思考成功背后的问题，中国航天人不忘初心，艰苦奋斗，启发学生明白中国在国际航天事业的国际地位来之不易，学习航天精神，面对困难毫不畏惧，勇于挑战；学生分组讨论智能机器人快速发展对人工智能和智能制造产生的影响，以加深学生对人工智能技术的思考，培养学生的批判性思维和解决问题的能力。

最后，理论与实践结合。课堂教学中，采用人工智能实例驱动、互动教学方式实现课堂理论教学与实践教学的对接；通过布置分组作业，如走迷宫、猴子摘香蕉等实际问题分析任务，采用不同知识表示方法进行实际问题的分析与表示，实现理论教学的延伸，激发学生的积极性与创造性。

（四）考核方式方面

注重学生创新能力的考核。人工智能导论课程的考核包括期末考核和平时成绩两部分，其中平时成绩包括大作业、小作业和平时表现。大作业是完成文献综述，根据内容给出相应的评分标准，小作业是习题训练，根据学生掌握情况给出相应的评分作业，平时表现包括出勤率、课堂讨论参与度等给出相应的评分标准。在比重最大的期末考试中，重点考查学生对理论知识的掌握和解决问题的运用情况，理论知识与案例分析的结合情况，运用所学的理论知识进行问题表示和搜索的创新设计的能力。归根结底，考核学生利用人工智能中知识表示、搜索技术、推理技术、人工神经网络等基本概念和基本原理，针对不同类型的问题进行研究、分析并设计相应的解决方案，培养学生积极思考、严谨创新的科学态度和解决实际问题的能力。

三、结语

人工智能导论作为融合计算机科学、数学、哲学等多个学科的课程，融入国情元素、责任元素、科学元素等思政元素可进一步促进跨学科学习，启发学生理解不同学科之间的联系和交叉点。

在人工智能导论课程教学中融入思政元素，一方面，可以提高学生的专业素养和职业素养，引导学生积极思考，培养严谨创新的科学态度和解决实际问题的能力，为进一步学习其他人工智能技术打下良好的理论基础。另一方面，可以引导学生树立正确的世界观和人生观，厚植爱国主义情怀，为实现中华民族伟大复兴的中国梦而奋斗，实现课程思政立德树人的发展目标。

参考文献：

［1］ 顾然，冯国昌. “新工科”背景下人工智能专业“课程思政”教育研究——以“人工智能导论”课程为例［J］. 黑龙江教育：理论与实践，2020（10）：6-7.

［2］ 习近平主持召开学校思想政治理论课教师座谈会强调 用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人 贯彻党的教育方针落实立德树人根本任务［N］. 人民日报，2019-03-19（01）.

［3］ 蔡自兴. 智能科学与技术专业的发展战略思考［J］. 计算机教育，2011（15）：8-11.

［4］ 宋革联，李天龙，王芳. 人工智能导论课程思政元素设计探索与实践［J］. 贵州师范学院学报，2022，38（06）：73-77.

［5］ 蔡自兴，肖晓明，蒙祖强，等. 树立精品意识搞好人工智能课程建设［J］. 中国大学教学，2004（01）：28-29.

（责任编辑：邵秋露）