马铭含 宋辰阳 马苗

摘要：为落实立德树人的根本任务，将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体，本文以大学三年级专业课程《机器学习》中的绪论部分为例，在梳理教学内容的基础上，深入挖掘思政元素，推进课程思政建设，将社会主义核心价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生树立正确的学习理念、思考方法和增加民族自豪感、坚定四个自信。

关键词：课程思政;机器学习;教学案例设计

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）14-0120-02

1 引言

大学是学生从校园走向社会的重要过渡场所，因此，在此期间对大学生进行知识的传授的同时，及时融入思政教育是非常有必要的。习近平强调，高校思想政治工作关系高校培养什幺样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。

根据教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》文件精神，国内各高校分别开展了不同专业的思政课程建设和专业思政课程建设，并取得了一些重要成果。如，清华大学土木工程系开设的《混凝土结构》课程，从提精神、加担子、抵歪风三个方面将思政融入课堂;北京大学口腔医学院在实践中开展思政教育，通过有丰富临床实战经验的专家带教，言传身教地开展“点对点”思政教育[1]。

本文以工科计算机类本科生为研究对象，以《机器学习》绪论部分为例，探讨如何根据课程内容设计和开展育人工作，通过专业课程与思政教育的深度融合，不断落实立德树人的根本任务。

2 关于《机器学习》课程

《机器学习》课程是人工智能与数据科学专业培养方案中的必修课程之一，涉及统计学、计算科学、算法分析理论等多门学科。机器学习致力于研究如何使计算机通过计算的手段学习、模拟人类的思维，以获取知识与经验，并利用经验不断完善自身的性能。

在课程的绪论部分主要使学生明确“机器学习”是什幺，可以用它做什幺，掌握机器学习的基本术语、相关定理，以及机器学习的发展历程与应用现状。在这一部分的讲授过程中，深刻提炼该课程的思想价值和精神内涵，从机器学习涉及的专业、行业、国际形势等多视角分析组成，增加课程的知识性和人文性，提高课程的先进性、时代性和开放性。

3 融入思政元素的教学案例设计——绪论

《机器学习》第1章 绪论讲授重点是机器学习概述、机器学习基本术语、机器学习两大定理、机器学习发展历程和机器学习应用现状。

融入的思政要素有“千里之行始于足下”“循序渐进的学习”“辩证地看待问题”“进行挫折教育”与“增强民族自豪感和坚定四个自信”等，如图1所示。

4 教学案例设计

4.1课前预习阶段

本阶段主要让学生了解本节课所要讲解的内容，对讲授内容有基本的整体认识。教师将所讲授内容绘制成思维导图上传至Blackboard教学平台，帮助学生有条理、有针对性地进行课前学习，激发学生学习兴趣，引导学生深入思考。教师还应在教学平台设置结合社会时事的思考问题，增强学生善于发现问题和善于解决问题的动手实践能力，保障思政元素有效融入课堂。

4.2 要点讲授阶段

（1）机器学习概述

通过设置思考问题“为什幺看到微湿路面、感到和风、看到晚霞，就认为明天会有好天气？”和“为什幺色泽青绿、根蒂蜷缩、敲声浊响，就能判断出是正熟的好瓜？”引导学生对人类的学习思考的过程进行类比推理得到机器学习的概念。机器学习就是对人类在生活中学习成长的一个模拟。同时，让学生了解到科学思维对于理工科学生的重要性。

机器学习发展极为快速，从自然语言处理到图像识别，从数据挖掘到精准营销，每年都会有很多新的内容出现，而且其应用范围又极为广泛。在面对如此庞大的知识体系时，初学者很容易陷入“无所适从”的状态。另一种可能的情况是，学生在一个方向上稍微涉猎一下，然后对另一个方向感兴趣，而再次转换方向，导致在两个方向上都涉猎了，却没有得到能力的提升。要让学生明白，“千里之行，始于足下”——选择一个研究方向聚集发力，不要一心多用。

（2）机器学习基本术语

为学生讲授有关数据的术语：样本、属性、特征等;学习有关机器学习算法的分类：有监督学习、无监督学习;明确机器学习的目标是得到泛化能力好的模型[3]。学生在这一部分的学习会感到枯燥，渗透学生“先学走，后学跑”的思想。如今很多前沿的机器学习研究，如深度学习和自然语言处理，激发学生的兴趣去主动动手实践。

（3）机器学习两大定理

奥卡姆剃刀原则：是自然科学研究中最基本的原则之一，它的思路是若有多个假设与观察一致，则选最简单的那个。在学习时，引出“简化”的思想，以决策树为例讲解，减去多余的分支时，模型往往可以得到更好的泛化能力。

NFL定理：所有问题同等重要时，总误差与学习算法无关。NFL对我们的启示在于脱离具体问题，空泛的谈论哪种算法好是没有意义的。引导学生要以马克思主义基本思想方法，辩证地看待一个算法，虽然某些算法在某一问题上很突出，但在另一些方面往往会不尽人意。

（4）机器学习发展历程

机器学习是人工智能研究发展到一定阶段的必然产物[4]。通过对人工智能的几起几落的讲授，对学生进行挫折教育。面对目前无法解决的问题，不要灰心，往往要跳出当前的局限寻找更优的解。引导学生从唯物辩证法发展观的角度来看待问题，世界上一切事物都处在永不停息的运动、变化、发展的过程中。虽然事物在某一局限的时间内看起来发展是不好的，但事物发展的前途是光明的。我们既要看到前途是光明的，对未来充满信心;又要做好思想准备，不断克服前进道路上的困难，勇敢接受挫折与考验。

（5）机器学习应用现状

过去几十年里，机器学习得到了飞速的发展，并应用到诸多领域中。如今机器学习已经和我们的生活密切相关。我国也在机器学习发展洪流中飞速向前，在课堂中引入机器学习在生活中相关应用的讨论，建立学生民族自豪感，树立中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信。同时结合近期时事，如美国不再为华为提供AI芯片，而我国目前对芯片的研发也处于尴尬期[5]，了解我国在硬件与AI基础开发框架上与国外的差距，增强学生社会责任感、坚定学生科技报国的决心。

4.3 课后巩固阶段

教师在Blackboard教学平台发布课程作业。结合课堂讲述内容，学生6～8人一组提交课程知识点思维导图，培养学生的合作精神，巩固课堂中所讲授的内容，将课堂思政真正地融入学生的日常生活中。

5 结束语

高校思政教育不应只局限于思政课程，而应该门门课程有体现。只有这样才能将专业知识与思政元素充分融合，把显性教育和隐性教育统一起来，形成协同效应，构建全员全程全方位育人的大格局[6]。本文通过专业课程的学习，探讨了使学生掌握事物发展规律，认识世界，丰富知识，开阔视野，努力成为德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人的一些新思路。

参考文献：

[1] 王琳琳. 在“社会大课堂”中穿好思政育人“红线”：北京大学口腔医学院探索“全脱产”临床思政带教的特色育人道路[N]. 新华每日电讯，2020-10-27（8）.

[2] 曾宪华，李伟生，于洪.智能信息处理课程群下的机器学习课程教学改革[J].计算机教育，2014（19）：60-62.

[3] 孟子流，李腾龙.机器学习技术发展的综述与展望[J].集成电路应用，2020，37（10）：56-57.

[4] 周志华.机器学习[M].北京：清华大学出版社，2016：10.

[5] 陈伊凡.寒武纪：困境与突破[N].经济观察报，2020-09-07（23）.

[6] 习近平.习近平谈治国理政[M].北京：外文出版社，2014.

【通联编辑：李雅琪】