全程融入思政元素的人工智能課程教學(xué)實(shí)踐

朱映輝，江玉珍

（韓山師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，廣東 潮州 521041）

習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人這個(gè)根本問(wèn)題。要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[1]。隨后，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)分類推進(jìn)課程思政建設(shè)[2]。由此可見，在高等教育工作中，要全力開展課程思政工作，努力踐行“三全育人”理念，是當(dāng)前刻不容緩的重中之重，這關(guān)乎到能否更進(jìn)一步提升新時(shí)代社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的質(zhì)量與素質(zhì)以契合未來(lái)建設(shè)的問(wèn)題。

人工智能及其應(yīng)用作為工科類計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門非常重要的必修課程，在當(dāng)前人工智能技術(shù)大力研究和應(yīng)用大行其道的形勢(shì)下，要特別注重強(qiáng)化專業(yè)學(xué)生的工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)[2]。社會(huì)各行各業(yè)均需要德才兼?zhèn)涞娜斯ぶ悄芗夹g(shù)研究及應(yīng)用人才，其思想道德水平的高低將在一定程度上決定整個(gè)未來(lái)社會(huì)的智能化安全程度，事關(guān)國(guó)家信息化建設(shè)和人民大眾的生活品質(zhì)保障。

一、課程教學(xué)中融入思政元素的重要意義

人工智能及其應(yīng)用課程是韓山師范學(xué)院軟件工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、信息管理與信息系統(tǒng)等專業(yè)的一門專業(yè)課程，研究如何利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人腦所從事的感知、推理、學(xué)習(xí)、思考和規(guī)劃等人類智能活動(dòng)，解決需要用人類智能才能解決的問(wèn)題，以延伸人類智能的科學(xué)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握人工智能的基本概念、基本原理、基本技術(shù)和應(yīng)用方法。掌握人工智能的一個(gè)問(wèn)題和三大技術(shù)，即通用問(wèn)題求解和知識(shí)表示技術(shù)、搜索技術(shù)、推理技術(shù)。并要求學(xué)生掌握機(jī)器人實(shí)踐模擬的基本能力和技術(shù)。在其教學(xué)中融入課程思政具有重要意義。

（一）人工智能長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展之需

人工智能從誕生至今，不過(guò)短短的幾十年時(shí)間，從當(dāng)初的符號(hào)演算到如今大火的深度學(xué)習(xí)，看似發(fā)展一路坦途，其實(shí)演進(jìn)歷程相當(dāng)曲折，高潮和低谷不斷更替，進(jìn)化到今日的輝煌實(shí)屬不易，是一代一代的研究者孜孜不倦的合力所促成，每一次技術(shù)的飛躍，都給世人帶來(lái)強(qiáng)烈的好奇和感嘆，但隨后就又變得“不值一提”，這就是人工智能與人類智力“博弈競(jìng)賽”的過(guò)程。不管將來(lái)如何發(fā)展，人工智能都必將是一個(gè)常青產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)的發(fā)展將與人類的文明一樣不斷延續(xù)。因此，在人工智能課程教學(xué)中全程融入課程思政的新模式，不僅能使專業(yè)學(xué)生學(xué)牢人工智能的基礎(chǔ)理論和具體應(yīng)用，做到學(xué)以致用，還能筑牢道德信念、堅(jiān)持職業(yè)操守，做到德以恒固。

（二）人工智能技術(shù)應(yīng)用之需

發(fā)展人工智能是一個(gè)國(guó)家的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，其重要性毋庸置疑[3]。近年來(lái)，隨著硬件性能的提升、數(shù)據(jù)的海量累積和算法的快速更迭，使人工智能技術(shù)得到了前所未有的極速飆進(jìn)，在自動(dòng)駕駛、智能安防、智能家居、智慧醫(yī)療、智慧城市、智慧金融和智慧教育等領(lǐng)域都嶄露頭角，也必將在更多領(lǐng)域占據(jù)其核心地位，發(fā)展成廣泛使用的有效技術(shù)手段，成為創(chuàng)造巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)財(cái)富的新型生產(chǎn)力代表。人工智能技術(shù)不管在政府、行業(yè)還是家庭、個(gè)人等場(chǎng)合都將不可或缺，這些技術(shù)在正常使用下帶來(lái)的是便易、驚喜與希望，而一旦被非法使用或以惡意目的開發(fā)且發(fā)布，如圖像視頻造假、惡意駕駛操控等，都將帶來(lái)不可預(yù)估的社會(huì)損失和技術(shù)恐慌，技術(shù)研發(fā)人員及應(yīng)用者的思想道德與品行修養(yǎng)水平將直接影響到技術(shù)的正確使用與否。為此，對(duì)應(yīng)課程的授課教師要充分發(fā)揮“為人師表”的表率作用，堅(jiān)持“立德樹人”根本要求，全程不間斷地融入課程思政，為未來(lái)的技術(shù)開發(fā)應(yīng)用者以顯式或隱式教育的形式潤(rùn)入法律紅線、道德底線等誠(chéng)信準(zhǔn)繩，躬身踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，為人工智能技術(shù)的安全穩(wěn)定應(yīng)用保駕護(hù)航。

二、課程思政素材挖掘

人工智能及其應(yīng)用的課程教學(xué)，不僅需要專任教師拿捏好專業(yè)知識(shí)的講授，還需要融“德”浸入學(xué)生心中，做到“德知同行”。從相關(guān)文獻(xiàn)[4-6]中得到啟發(fā)，根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)、專業(yè)屬性，采用分析、參考、融合和改造等手段，深入挖掘了與課程內(nèi)容相適應(yīng)的課程思政點(diǎn)，包括機(jī)器人三法則、法律紅線、道德底線、節(jié)約資源、公平公正、倫理行為、陰陽(yáng)二元理論、創(chuàng)新探索和持之以恒的科學(xué)精神、數(shù)據(jù)使用之道及誠(chéng)信考核等，將逐項(xiàng)融入到每一次課程內(nèi)容中，做到“一節(jié)一主題，一課一思政；全程大覆蓋，全方位浸潤(rùn)”。

（一）智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的思政教學(xué)實(shí)例

智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)一章，介紹人工智能中的機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的主要理論和主要應(yīng)用，其中在深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用中，將對(duì)圖像生成的原理和技術(shù)框架進(jìn)行介紹，使用風(fēng)格遷移的思想，借助于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）中訓(xùn)練的生成器，能生成與真實(shí)人類極其相似的人臉圖像，簡(jiǎn)直可以以假亂真，肉眼無(wú)法分辨。因此在技術(shù)運(yùn)用的同時(shí)，也帶來(lái)了使用AI 技術(shù)造假的弊端。此時(shí)，課程“思政點(diǎn)”呈現(xiàn)：“AI 作假與非法應(yīng)用”適時(shí)融入，通過(guò)放映案例視頻，口述補(bǔ)充法律知識(shí)、闡明道德倫理，分析非法使用AI 技術(shù)可能帶來(lái)的危機(jī)隱患，甚至是可能帶來(lái)的不可挽回的道德?lián)p失，最后以社會(huì)主義核心價(jià)值觀作小結(jié)，進(jìn)而引導(dǎo)同學(xué)們正確使用AI 技術(shù)“正”能量的一面，而不是錯(cuò)誤的“反”面，進(jìn)而達(dá)到育人目的。

（二）課程全程思政素材

根據(jù)人工智能及其應(yīng)用課程的教學(xué)大綱，包括理論和實(shí)踐兩部分，挖掘的思政教育素材分別歸納，見表1、表2。

表1 理論知識(shí)單元與思政教育素材對(duì)應(yīng)表

表2 機(jī)器人編程與設(shè)計(jì)實(shí)踐知識(shí)單元與思政教育素材對(duì)應(yīng)表

三、教學(xué)實(shí)踐實(shí)施效果

以韓山師范學(xué)院2018 級(jí)4 個(gè)專業(yè)4 個(gè)班級(jí)作為教學(xué)改革實(shí)施對(duì)象，根據(jù)表1 和表2 的理論、實(shí)踐知識(shí)單元與思政元素的對(duì)應(yīng)內(nèi)容，在一學(xué)期的教學(xué)中全程融入課程思政教育，分別在課程知識(shí)單元中以口頭講述、視頻播放、案例嵌入、慕課引導(dǎo)、課間討論和課后反思等多種方式展開顯式或隱式思政點(diǎn)教育。從課堂及課后反思的學(xué)生反饋來(lái)看，引入思政的教育取得了比較令人滿意的課堂傳教效果。期末課程結(jié)束時(shí)，為了檢驗(yàn)全程融入課程思政實(shí)施的中長(zhǎng)期成效，以利于進(jìn)一步分析總結(jié)與改進(jìn)，專門設(shè)計(jì)了調(diào)查問(wèn)卷，將表1 和表2 中的16 個(gè)課程思政點(diǎn)隨機(jī)打亂，作為16 道選擇打分題，分別設(shè)置1～5 分的分值，其中1 為最低分，5 為最高分，要求學(xué)生對(duì)思政點(diǎn)的印象深刻程度給以五級(jí)評(píng)分。4 個(gè)班級(jí)共計(jì)176 個(gè)學(xué)生全員參與了問(wèn)卷調(diào)查，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，學(xué)生的問(wèn)卷平均得分情況如圖1 所示，其中橫坐標(biāo)為思政元素點(diǎn)的簡(jiǎn)稱，從左到右為課程授課的思政融入順序，縱坐標(biāo)為平均分值。

圖1 中16 個(gè)思政點(diǎn)的總平均分為3.66，相當(dāng)于百分制的73.2 分，屬于中等偏上的水平。從圖1 中可以發(fā)現(xiàn)，左半邊的得分比較懸殊，特別如“濫用傳感”“非法控制”“節(jié)約資源”“公平公正”的得分偏低。從課程結(jié)束后的反饋?zhàn)勚辛私獾剑梅种档偷脑?，除了存在學(xué)期頭的授課時(shí)間間隔比較久遠(yuǎn)導(dǎo)致印象不深的原因外，該部分思政點(diǎn)選擇的融入方式也不夠鮮明。因此，接下來(lái)的改進(jìn)工作要從提煉這幾個(gè)思政點(diǎn)的合適施教方式入手，同時(shí)亦應(yīng)在后期不斷加以“重復(fù)”，以至于能引起學(xué)生足夠的注意力和提升記憶持久性，方能達(dá)到實(shí)實(shí)在在的育人效果。而對(duì)于“散漫”，由于采用的方式為課堂“話題討論”，給學(xué)生留下了深刻的印象；再如“AI 作假”和“陰陽(yáng)二元”，由于選擇了生動(dòng)活潑的短視頻介紹，取得了較高的認(rèn)知度。而對(duì)于“誠(chéng)信考核”，與經(jīng)常的警告不無(wú)關(guān)系，課堂再稍加強(qiáng)化，得了滿分。

圖1 課程16 個(gè)思政點(diǎn)平均得分圖

通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)、問(wèn)卷調(diào)查和座談反饋等幾個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)全程融入思政元素的育人成效有了較全面地了解，為存在的不足找到了改進(jìn)的方向：（1）要注重思政元素的融入方式，如顯式、隱式；（2）不可忽略思政元素的展現(xiàn)方式，如說(shuō)教、視頻、討論和反思等；（3）充分了解講授時(shí)間先后的差異，適時(shí)強(qiáng)化；（4）認(rèn)清課中與課后跟學(xué)生交流的必要性。

四、結(jié)束語(yǔ)

在人工智能及其應(yīng)用課程中以“一節(jié)一主題，一課一思政；全程大覆蓋，全方位浸潤(rùn)”為理念，實(shí)施全程融入課程思政教學(xué)是一次全新嘗試，在工科等專業(yè)中開展，對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)成才具有十分重要的意義。要全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，努力踐行“三全育人”理念，是需要學(xué)校、學(xué)院和教師從上到下多階戰(zhàn)線齊心協(xié)力、共同肩負(fù)使命去落實(shí)的。在學(xué)校層面，從政策引導(dǎo)、平臺(tái)建設(shè)、資源調(diào)配和經(jīng)費(fèi)配套等方面著手，做好頂層設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌規(guī)劃；在二級(jí)學(xué)院層面，從專業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，組建教師全員參與的專班隊(duì)伍，成立虛擬教研室，廣泛挖掘與專業(yè)課程相適應(yīng)的思政元素，分門別類，構(gòu)建思政素材、視頻資源庫(kù)，有目的有計(jì)劃地在人才培養(yǎng)方案各年級(jí)分課程地融入思政要點(diǎn)，形成系統(tǒng)化、分段性和有針對(duì)性地思政嵌入式教育；當(dāng)學(xué)校、學(xué)院上層規(guī)劃和部署趨于完善時(shí)，在教學(xué)一線的教師開展課程思政育人就水到渠成，“整臺(tái)機(jī)器”就將自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。