《計算智能》課程中的思政建設探索

武 越，王夢琪，馬文萍，丁航奇，劉潔怡，張希穎

（1.西安電子科技大學計算機科學與技術學院，陜西 西安 710071；2.西安電子科技大學本科生院，陜西 西安 710071；3.西安電子科技大學人工智能學院，陜西 西安 710071；4.西安電子科技大學電子工程學院，陜西 西安 710071）

我國高校關于結合專業層面的思政建設依然處于實踐探索階段，如何梳理專業課程的思想政治教育元素和教育功能對于專業教師來說仍然是面臨的挑戰。計算智能課程作為大部分計算機類學生開設的一門主干課程，我們以計算智能課程為例，積極探索和研究該課程的思政元素，提出了“以榜樣為動力，以知識為基礎、以需求為牽引”的思政建設目標，將課程教學與思政教育深度融合，對于實現學生的價值培養、能力提升和知識傳授的全方位育人具有重要的實踐價值和理論意義。

1 在計算智能課程中添加思政建設的原因

1.1 “課程思政”是落實立德樹人根本任務的重要途徑

2019年，習近平總書記在學校思想政治理論課教師座談會上強調“培養什么人，如何培養人，為誰培養人”。習近平總書記的一系列重要講話為中國特色社會主義高等教育事業發展指明了方向，為新時代我國高等教育的改革發展提供了根本遵循[1]。2018年6月，教育部部長陳寶生在新時代全國高等學校本科教育工作會議上講話指出：“人才培養是大學的本質職能，課程思政和專業思政是解決人才培養中思政教育問題的有效方法，要把思政建設提升到中國特色高等教育制度層面來認識”，這是課程思政和專業思政的概念首次同時提出，并且明確了其在高等教育中的重要地位和作用[2]。

1.2 “課程思政”是推進高校“雙一流”建設的根本舉措

“課程思政”是落實習近平總書記關于教育的重要論述的關鍵舉措，是落實德樹人根本任務和實現人才培養目標的必然要求，迫切需要發揮專業課的育人功能，通過將人生價值引領和專業知識傳授相互融合來提高人才培養的水平和質量。高校深入開展課程思政建設的研究和探索，持續推進一流學科和一流專業建設。課題的研究成果對新一輪高校審核評估、一流專業建設、新工科專業建設和學生能力全面提升都具有重要理論意義和現實意義。

2 計算智能課程思政研究問題與難點

近年來，課程思政工作已經全面推進開展，但總體而言我國高校的課程思政建設依然處于實踐探索階段，尤其在結合專業層面的思政建設，還存在以下問題。

2.1 計算智能領域推進加快

21世紀以來，隨著智能科學的快速發展與應用，作為智能科學重要組成部分的計算智能理論在其中發揮了巨大的作用。2017年，教育部發布了關于落實《新一代人工智能發展規劃》的實施方案，方案提出要全面提升高校在以計算智能為代表的相關領域理論和技術創新、人才培養、經濟發展的服務水平和社會發展的服務水平。2020年科技部關于印發《國家新一代人工智能創新發展試驗區建設工作指引》的通知指出主動探索人工智能前進發展的新路徑、新機制、新政策、新模式，以人工智能應用為牽引，以解決人工智能科技和產業化重大問題為導向，構建有利于計算智能發展的良好生態。由此可見，我國目前正在加快推進計算智能領域的發展，這對計算智能課程教學提出了新時代更高的要求，需要立足于新時代、新需求來進行計算智能課程的教學。

2.2 計算課智能程思政建設體系不完善

與傳統的計算機課程不同的是，計算智能是來源于自然界規律的啟發，然后根據其原理或者規律而模仿設計問題的求解方法。計算智能算法的設計來源和思想起源可能來自生物學、心理學、數學、化學、神經科學等各種學科。為了滿足進入社會主義新階段對計算智能人才的需求，結合計算智能課程進行思政教育的教學改革刻不容緩[3]，但是計算智能作為一門純工科學科，結合實際需求進行思政建設并非一件易事，需要重新整理計算智能相關的知識點，找到合適的切入點引入思政相關內容[4]。

3 計算智能課程思政元素提煉

立足于新時代、新需求，計算智能課程的教學不但要向學生傳授計算智能相關的算法、原理及其實現，還應該從其學科背景以及學科發展歷程來深入發掘相關的思政元素，在學生學習基礎知識的同時，自然而然的接受相關的思想政治教育，并啟發學生進行主動思考探索。深入挖掘計算智能發展過程中涌現的科學家的事跡、計算智能帶給我們的實踐啟發、愛國主義精神等思政元素，并將其融合到計算智能課程教學過程中，實現計算智能課程教學與思想政治教育的同步進行，實現學生基礎知識能力與思想政治水平共同提升。我們提出按照“以榜樣為動力，以知識為基礎、以需求為牽引”的總體目標進行課程思政建設。圖1是計算智能課程思政建設的思路和步驟。

圖1 計算智能課程思政建設思路和步驟

3.1 計算智能領域先驅的激勵

一門學科的建立與發展都伴隨著許多做出里程碑式貢獻的人物，這些人物身上有太多值得學生學習的精神，包括他們的奮斗歷程、科研精神、創新思維都值得學生學習，在進行課程教育的時候融入對這些榜樣的介紹是推進計算智能課程中思政教育的重要手段[5]。由于研究領域的相似性，這些人物的成長、研究經歷以及職業生涯對于相關專業的學生更有啟發意義，這對于學生未來的發展以及職業規劃同樣具有很高的參考價值。因此在計算智能課程中加入在計算智能領域發展歷程中付出無數努力以及做出巨大貢獻的科學家們的先進事跡，來激發學生對自己人生追求的思考，同時激發學生的愛國主義情懷，堅定他們作為新時代計算智能領域的主人翁的社會責任感以及使命感。

例如，吳文俊先生是中國計算智能領域研究的先驅，20世紀70年代，計算智能在歐美發達國家開始迅速發展，并取得了重大進展。但是在國內計算智能還被認為是一種偽科學，國內計算智能的研究處于迷霧重重的艱難處境，此時吳文俊先生首次提出了一種基于機器證明和發現幾何定理的方法——幾何定理機器證明。這樣的代表性人物還有很多，例如莊文穎、沙國河、王守覺、焦李成、毛獻群、徐玉如和趙淳生等。這些學者的求學經歷、科研態度以及人生理念都可以作為當代大學生的思政學習內容，學習并繼承前輩艱苦奮斗、勤奮刻苦的奮斗精神以及敢為人先、從無到有的創新精神，通過刻苦努力做出更多創新性的貢獻，為實現偉大的中國夢添磚加瓦。

3.2 計算智能理論的啟發

計算智能的主要知識包括：進化計算、群智能算法、神經網絡以及單點搜索等，這些基礎知識的思想均受到了大自然以及生物學的啟發。通過介紹這些算法的思想進而挖掘其中包含的思政內容，不但能夠讓學生對知識的掌握更加牢固，而且可以讓學生認識到自己的人生價值以及團結協作的重要性，讓學生了解社會生存的基本技能[6]。以下從進化計算和群智能算法兩個方面分別展開介紹。

進化計算的主要思想是達爾文進化論。自然選擇決定了群體中哪些個體能夠存活并繁殖。在進化計算的教學過程中讓學生認識到競爭的重要性以及如何不斷保持自己的競爭力，鼓勵學生樹立終身學習的意識，在學習的道路上不斷實現自我提升、自我超越。并且鼓勵學生不要害怕競爭，樹立正確的競爭觀念，通過提升自己的能力來確保自己的核心競爭力。

群智能算法通過模擬昆蟲、獸群、鳥群的群體行為，這些生物群體按照一種合作的方式尋找食物，群體中的每個成員通過學習它自身的經驗和其他成員的經驗來不斷地改變搜索的方向。在群智能算法的教學中，讓學生認識到團結協作的重要性，通過合作的方式實現共贏，在團結協作過程中不斷發掘自身的不足，學習別人身上的優秀習慣和品質，通過合作的方式提升自己的能力。

計算智能是一種從自然界生物行為獲得啟發的算法，因此在教學過程中結合這些思想以及新時代對人才的要求進行教學，這有利于學生認識到當前社會是一個充滿競爭與合作的社會，要樹立終身學習的觀念，善于與人合作。表1中列出了采用上述方法凝練的一些應用案例及包含的思政元素。

表1 計算智能課程思政典型內容設計

3.3 計算智能新時代的需求

第四次工業革命的特征是物理世界、數字世界和生物世界三者的融合發展，其總體趨勢是智能化。目前我們正處于第四次工業革命的關鍵時期，但與此同時我國經濟正面臨著從高速發展向高質量發展的巨大轉變中，對高端人才的需求持續增加。同時，以美國為首的西方國家為了阻撓中國的高科技發展，對我國實施了極為嚴厲的技術封鎖，眾多高科技企業被列入實體清單中。在這一背景下，對計算智能課程教育提出了更高的要求，新時代的計算智能課程教育必須牢牢把握時事元素。

目前我國針對人工智能未來發展做出很多的規劃，十四五規劃要占領世界人工智能研究領域高地，此時可以加入我國面臨國外技術封鎖的現狀，急需解決的關鍵技術，進而展開介紹我國“自力更生、不畏艱難、艱苦奮斗”的精神，啟發學生思考，增強學生在核心技術領域進行創新的信心，強調自主創新對國家的重要意義，從而讓學生意識到自身的使命感和責任感，培養學生將自身前途發展同國家民族利益結合起來，與國家民族同呼吸共命運。

4 結語

課程教育與思政教育相結合是落實立德樹人的必然要求，也是未來的發展趨勢。工科相關專業教師由于專業原因往往缺少相關思政內容的知識儲備，因此專業教師應該在平時的生活中進行相關材料積累，努力提高課程教學與思政教學的結合能力。本文從計算智能領域先驅的激勵、計算智能知識的啟發以及計算智能當前的需求相關內容深入發掘思政元素，本文提到的例子不僅適用于計算智能課程，同樣適用于大部分工科課程，希望本文可以為建設高質量的課程思政內容提供一種思路。