新工科人工智能导论课程思政体系建设

莫宏伟 徐立芳

摘  要：人工智能导论课程已经建立包括学科基础、技术基础、重点方向与领域、行业应用和伦理法律在内的五维知识体系。课程思政作为课程教学的重要内容和重要组成部分，如何在人工智能知识体系中实现知识点融合课程思政教学内容，构建起适合于人工智能导论课程的思政教学内容体系，是人工智能导论课程体系建设和人工智能教育的重要工作。因此，需要解决如何在课程知识体系基础上，建立完善的人工智能导论课程思政体系问题。该文结合人工智能导论课程五维知识体系建设成效，构建包括人工智能发展历史、大历史观下的人工智能、深度学习技术、类脑计算技术、无人智能系统技术、人工智能行业应用、人工智能军事应用和人工智能伦理道德在内的八个思政模块，为人工智能导论类课程开展思政教育教学提供教学参考范式，有助于培养思政水平高、技能素质强的人工智能人才。

关键词：新工科；人工智能教育；人工智能导论；课程思政；五维知识体系

中图分类号：G641        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）25-0046-04

Abstract： The course Introduction to Artificial Intelligence（AI） has established a five-dimensional knowledge system including subject basis， technology basis， key directions and fields， industry application， and ethics and law. As an important content and an important part of course teaching， how to integrate the knowledge points in the AI knowledge system with the ideological and political teaching content of the course， and build an ideological and political teaching content system suitable for the introduction course of AI， is an important work in the construction of the introductory curriculum system and AI education. Therefore， it is necessary to solve the problem of how to establish a perfect ideological and political system of the introduction to AI course on the basis of the course knowledge system. Combining the achievements of the five-dimensional knowledge system construction of the Introduction to Artificial Intelligence course， this paper constructs a framework including the development history of artificial intelligence， artificial intelligence under the grand historical perspective， deep learning technology， brain-like computing technology， unmanned intelligent system technology， and artificial intelligence industry applications. Eight ideological and political modules， including artificial intelligence military application and artificial intelligence ethics， provide a teaching reference paradigm for the ideological and political education and teaching of artificial intelligence introductory courses， and help cultivate artificial intelligence with high ideological and political levels and strong skills.

Keywords： new engineering; Artificial Intelligence education; Introduction to Artificial Intelligence; curriculum ideological and political; five-dimensional knowledge system

課程思政是各类专业各门课程的重要教学组成内容。2016年以来，在新一代人工智能蓬勃发展的背景下，人工智能技术在社会各行业不断渗透和融合，人工智能人才需求缺口较大[1]。教育部2018年开始鼓励各高校开展人工智能、机器人工程等新工科专业建设。人工智能导论课程是人工智能专业的基础课程，不仅在概念、理论、技术和方法方面引导学生学习和理解人工智能，更重要的在于，通过导论课程教学，使得学生能够深入理解人工智能的本质和内涵，人工智能对于国家、社会及人类文明发展的核心价值和重要作用。这正是课程思政应该发挥的作用。因此，如何在人工智能导论及同类课程融合思政教学内容，挖掘知识点，通过各种案例教学，使学生们普遍认识到，人工智能对自身发展带来的挑战，把自己的命运和国家、社会、民族的前途和命运相融合，才能真正学好、用好人工智能，树立正确的人工智能伦理规范，更好地发挥人工智能的正能量作用。更重要在于，使学生深刻认识并坚信，社会主义能够充分发挥制度优势，在党中央领导下，人工智能在中国一定能够取得更加巨大的进步，从而带动整个人类社会不断进步。

在开展人工智能导论课程思政教育教学的同时，如何避免单一、枯燥、空洞的口号式、填鸭式教学内容和方式，是本课程必须认真思考的问题。本文结合作者在人工智能导论课程体系建设方面的经验和成效，在人工智能导论五维知识体系基础上，进一步深入挖掘和梳理课程思政内容和知识要点，构建了面向新工科的人工智能导论课程思政体系。该体系包括八个模块，在教育学生学习和掌握人工智能理论、方法与前沿技术的同时，教育学生从智能进化历史、哲学思想、社会发展、多学科交叉、工程技术五个层次深入理解人工智能本质和内涵[2]，激发学生爱党、爱国、爱社会主义的热情，进而为培养“人类命运共同体”理念指导下的未來社会主义发展需要的人工智能人才奠定坚实的思想基础。

一  课程思政体系设计整体理念和思路

习近平总书记在中共中央政治局2018年10月31日第九次集体学习时强调“加强领导，做好规划，明确任务，夯实基础，促进其同经济社会发展深度融合，推动我国新一代人工智能健康发展”“人工智能是引领这一轮科技革命和产业变革的战略性技术，具有溢出带动性很强的‘头雁效应”。在移动互联网、大数据、超级计算、传感网和脑科学等新理论新技术的驱动下，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放和自主操控等新特征，正在对经济发展、社会进步、国际政治经济格局等方面产生重大而深远的影响。加快发展新一代人工智能是我们赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手，是推动我国科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的重要战略资源。

本课程思政内容从始至终贯彻习近平总书记针对人工智能讲话精神，使学生充分认识到人工智能对国家政治、经济和社会发展的重大意义，鼓舞学生学好、用好人工智能，为国家建设智能社会，为中华民族腾飞贡献力量。本课程思政体系包括八个知识要点的课程思政内容，即八个课程思政模块，分别是人工智能发展历史、大历史观下的人工智能、机器学习及其应用、智能无人系统、类脑计算技术、人工智能行业应用、人工智能军事应用、人工智能伦理道德。通过八个模块分别在人工智能历史发展（人工智能发展历史、大历史观下的人工智能）、技术发展（深度学习、类脑计算、无人智能系统）、行业应用（制造、医疗、教育和农业等）、社会进步及伦理道德等方面切入课程思政，如图1所示。

整体上，通过华人和国内著名专家学者在历史上和当代前沿技术方面的巨大贡献，我们国家在社会主义制度下智能+行业对整个社会进步的促进作用，激发学生的热爱党、国家和社会主义的热情。以习近平总书记人类命运共同体理念为指导，从国家和政府高度重视人工智能对国家和社会发展的角度，教育学生树立正确的人工智能技术伦理和社会发展观念，激发学生的历史责任感和使命感。

二  课程思政知识要点

根据人工智能导论的五维知识体系，挖掘思政知识要点，主要包括以下八个方面。

（一）  人工智能发展历史

主要介绍人工智能从1943年到今天的四个发展阶段，其中包括主要历史事件、历史人物及其思想和理论贡献、各历史阶段的代表性技术等[3]。

这部分介绍中国和华人学者在人工智能发展历史上主要代表性人物及其贡献，作为思政内容。

（二）  大历史观下的人工智能

主要介绍宇宙背景下智能进化的历程，包括宇宙演化、生命及其智能进化、人类及其智能进化、人类文明进化及机器及其智能进化等内容[4]。

这部分以人类命运共同体理念为指导[5]，从人类命运共同体理念出发讲解人类及文明进化的意义，作为课程思政内容。

（三）  机器学习及其应用

这部分主要讲解机器学习理论，包括经典机器学习算法以及深度学习[6]、强化学习、迁移学习等在内的新型机器学习方法，以及这些方法在图像处理、语音识别、机器翻译等方面的应用。

这部分内容以中国和华人学者在数据挖掘、深度学习理论和方法方面主要代表性人物及其重要贡献，作为课程思政内容。

（四）  智能无人系统

主要介绍移动机器人、工业机器人、无人车、无人机和无人潜器等智能无人系统，以及各种行业及特种应用机器人技术。

这部分内容以我们国家在月球探测（玉兔号月球探测车）、火星探测（祝融号火星探测车）方面取得的成就为主要思政内容。

（五）  类脑计算技术

主要介绍类脑计算原理、类脑计算机、类脑芯片及人工大脑理论及技术。

这部分以中国和华人学者在类脑计算理论和方法方面主要代表性人物及其重要贡献作为思政内容。

（六）  人工智能行业应用

主要介绍人工智能在制造、农业、医疗、教育和城市等行业的应用技术及案例。

这部分以我们国家在人工智能发展方面的国家政策，主要创新平台和体系建设，在智慧城市、智慧医疗、智能安全等行业发展方面取得的多项突破性成果，未来人工智能发展趋势和布局等为课程思政内容。

（七）  人工智能军事应用

主要介绍人工智能在军用武器装备、无人作战系统、军事决策系统等方面的技术和应用案例。

这部分我们国家在军事人工智能方面尤其在无人机等方面的发展成就为课程思政内容。

（八）  人工智能伦理道德

主要介绍人工智能发展中所需要建立的伦理道德观念、规则和维护社会安全、公平及公民利益的法律基础[7]。

这部分以人工智能伦理道德对于人工智能健康发展的重要意义，树立正确的人工智能伦理道德观念[8]为课程思政内容。

整体上，通过华人和国内著名专家学者在历史上和当代前沿技术方面的巨大贡献，我们国家在社会主义制度下“智能+行业”对整个社会进步的促进作用，激发学生热爱党、国家和社会主义的热情。以习近平总书记人类命运共同体理念为指导，从国家和政府高度重视人工智能对国家和社会发展的角度，教育学生树立正确的人工智能技术伦理和社会发展观念，激发学生的历史责任感和使命感。

三  课程思政典型案例

（一）  人类命运共同体理念

习近平总书记曾多次强调人工智能对于国家和社会发展的重要意义，对于人工智能的发展多次做出重要指示。人工智能不仅是促进一个国家科技进步、经济水平提升的重要手段，也是未来人类文明向更高阶段进化的阶梯。本课程中将习总书记提出的“人类命运共同体”思想与人工智能对人类社会的作用相结合，使学生充分认识到，无论是人工智能技术应用，还是未来智能社会的发展，都离不开和平稳定的社会环境。社会主义制度优越性在整合优势资源发展人工智能产业，促进社会转型升级方面发挥了巨大作用。整個人类社会也需要团结一致，人工智能才有可能促进人类社会的进步，这正需要全人类都要树立人类命运共同体理念。

（二）  人工智能军事应用

如图2所示，彩虹-5无人机（中国代号：CH-5），是中国航天科技集团公司旗下航天彩虹无人机股份有限公司研制的中空长航时无人机。该机翼展20余米，具有重油动力、载重大、航时长和航程远等巨大优势，其可靠性、安全性大幅提升。

该机可挂载多种武器，使用灵活性强。彩虹-5无人机可以与彩虹-4、彩虹-3无人机高低搭配，执行不同的作战任务，或编队使用。通过不同梯度的作战配合，发挥体系综合作战效能。彩虹-5无人机还可以搭载电子战综合系统，执行通信侦察干扰、雷达侦察干扰等任务，对敌进行区域干扰压制。此外彩虹-5无人机还可用于民用领域，在航空电法测量和海洋海事巡逻方面大展身手。彩虹-5是由中国航天空气动力技术研究院研制的最新型“察打一体”无人机。

2017年7月，中国自主研发的中高端大型“察打一体”无人机彩虹-5正式进入批量生产阶段。2018年10月31日，国产彩虹-5无人机宣传片发布，将现身珠海航展。2020年7月16日，彩虹-5无人机团队赶赴外场开展项目履约，执行密集飞行任务。

目前，透视雷达，彩虹-5就可以自己探测确认，提高作战效率的同时，避免了不必要的损伤。而彩虹-5号大装载能力让携带这样的透视雷达成为可能。此外，彩虹-5还可以携带通信指挥的设备，和其他无人机共同编组，成为无人机群的指挥官。

从2013到2023年，中国生产近42 000架无人机，销售额超过100亿美元。

除无人机外，还有水面无人艇、水下无人潜器、移动机器人等各种无人作战平台。通过这些无人智能系统军事应用案例的讲解，使学生认识到我们国家军事人工智能在快速发展的同时，与西方发达国家仍然有不小的差距，从而树立起危机意识，激发学习人工智能，发展军事国防科技，报效祖国的雄心壮志。

四  课程思政教学资源及手段

（一）  思政素材资料搜集

全面搜集人工智能发展历史上的杰出华人学者和专家事迹材料，包括生平介绍、理论和技术贡献等，整理成教学辅助材料。整理深度学习和类脑计算理论与技术方面作出杰出贡献的华人学者和专家事迹材料，建立多学科交叉[9]的教学辅助材料。

搜集、整理各个国家的人工智能发展政策及现状，做对比分析，以及我们国家人工智能推广和应用方面的成就，形成思政素材。

（二）  建立课程思政素材多媒体数据库

结合本课程的慕课，完善思政教学内容。建立基于图片、视频、文本等多种多媒体格式的素材数据库，对课程内的思政内容进行完善补充。

（三）  探索新教学形式

设计短视频、公众号等新形式的思政教学内容，通过青年人更容易接受的方式来传达思政教育内容，以达到传统教学方式不能呈现和实现的效果。

发挥线上教学资源库优势，完善线下课程教学内容。线上建设各章节知识点教学资源库，包括论文、报告、辅助教材，以及图片、视频、PPT参考课件等多媒体资源补充完善线下课程内容。

（四）  完善课程教学过程考核体系

在课程建设网站和慕课建设方面建设配套思政素材库，完善思政教学过程考核体系。

五  结束语

人工智能导论课程建立在五维知识体系基础上，介绍人工智能定义、历史发展脉络与未来发展趋势、经典人工智能与新一代人工智能理论与方法。在培养学生利用人工智能技术解决实际问题的同时，要求学生理解人工智能作为多学科交叉科学，需要学习哲学、数学、脑科学、神经科学和计算机科学等多学科基础知识和理论，深入学习和理解人工智能本质，充分认识人工智能对人类的未来意义。在教育学生学习和掌握人工智能理论、方法与前沿技术的同时，教育学生从进化历史、哲学思想、社会发展、多学科交叉和工程技术五个层面来深入理解人工智能本质和内涵。学习人工智能技术要培养和建立正确的人工智能伦理规范理念，理解发展人工智能技术不能违反社会、国家和人类利益的道理。

参考文献：

[1] 徐立芳，莫宏伟.人工智能对高等教育及大学生培养的挑战[J].教育现代化，2020，7（80）：117-120.

[2] 莫宏伟，徐立芳.人工智能的认识层次探讨[J].科教导刊-电子版（上旬），2020（12）：273-275.

[3] 莫宏伟，徐立芳.人工智能导论[M].北京：人民邮电出版社，2020.

[4] 莫宏伟，徐立芳.大历史观下的人工智能内涵探讨[J].科技风，2021（34）：79-82.

[5] 赵义良，关孔文.全球治理困境与“人类命运共同体”思想的时代价值[J].中国特色社会主义研究，2019（4）：101-106.

[6] 莫宏伟，徐立芳.深度学习[M].北京：人民邮电出版社，2020.

[7] 莫宏伟.强人工智能与弱人工智能的伦理问题思考[J].科学与社会，2018，8（1）：14-24.

[8] 莫宏伟，徐立芳.人工智能伦理导论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2022.

[9] 莫宏伟，徐立芳.人工智能多学科交叉内涵研究[J].教育现代化，2020，7（80）：93-97.