“智能感知與自主系統”課程思政教學改革探索與實踐

［摘 要］ 為培養新一代信息技術與人工智能等新興戰略產業和智能裝備等國防科技前沿領域急需的高層次復合型創新人才，依托“智能感知與自主系統”碩士研究生專業選修課程，開展課程思政教學設計與實踐探索。通過設計思政案例、創新教學方法、教學實踐與效果反饋相結合，將思政元素有機融入課程教學，取得了良好的教學效果。研究成果對激發學生投身智能系統研發、服務國家戰略需求、實現自我價值追求的愛國主義精神具有積極作用，可為其他工學類專業課程開展課程思政教學改革提供參考。

［關鍵詞］ 新信息技術；人工智能；智能裝備；課程思政；教學改革

［基金項目］ 2021年度北京信息科技大學高教研究項目資助“工科課程思政教育研究——以‘測控儀器與設計’課程為例”（2021GJYB19）；2023年度北京信息科技大學研究生培養思政建設項目“‘智能感知與自主系統’課程思政教學改革研究與實踐”（2023PYZD03）

［作者簡介］ 孫廣開（1984—），男，河北永清人，博士，北京信息科技大學儀器科學與光電工程學院副教授（通信作者），主要從事電子信息類專業智能感知工程研究；祝連慶（1963—），男，浙江蘭溪人，博士，北京信息科技大學儀器科學與光電工程學院教授，主要從事電子信息類專業智能感知工程研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）47-0089-04 ［收稿日期］ 2023-11-10

引言

習近平總書記指出，思想政治工作從根本上說是做人的工作，必須圍繞學生、關照學生、服務學生，不斷提高學生思想水平、政治覺悟、道德品質、文化素養，讓學生成為德才兼備、全面發展的人才［1］。國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要指出，從國家急迫需求和長遠需求出發，瞄準新一代信息技術、人工智能、智能制造與裝備、空天科技等前沿領域，在事關國家安全和發展全局的基礎核心領域，加強原創性引領性科技攻關，培養關鍵領域急需的高層次創新人才。智能感知科學與工程作為支撐新一代信息技術、人工智能、集成電路、光電子技術等科技前沿和高精尖產業發展的新興學科方向，在培養新興戰略科技急需的高層次創新人才、服務國家科技強國建設和高精尖產業發展中發揮著重要作用。

為了響應新時代教育號召，更好地適應新一代信息技術與人工智能等新興戰略產業和智能裝備等國防科技前沿領域創新人才培養需求，教學團隊決定以“智能感知與自主系統”專業碩士研究生課程為切入點，開展課程思政改革探索與實踐，主要有以下兩點考慮［2］：（1）“智能感知與自主系統”是我校面向電子信息（智能感知工程方向）專業碩士研究生開設的專業課程，主要講授綜合運用智能傳感器與芯片、智能計算與信息處理、自適應控制與系統等相關知識設計智能裝備的系統性工程，教學內容與新信息技術、人工智能和智能裝備等前沿領域緊密相關；（2）亟須在專業知識教學中融入思政元素，激發學生自由探索、主動思考、敢于創新的思維活力，喚醒學生投身新一輪科技革命浪潮、科技報國的意識和擔當精神。

本文總結了北京信息科技大學“智能感知與自主系統”教學團隊在課程思政教學設計、思政元素融合的創新思路和教學實踐與效果評價等方面的主要舉措和建設成效，可為電子信息領域各類專業課程和其他工學類專業課程建設提供參考。

一、“智能感知與自主系統”課程思政教學設計

“智能感知與自主系統”課程的教學目標是使學生構建智能感知與自主系統的理論體系，初步具備應用智能感知與自主系統相關技術解決實際問題的能力。教學內容從人工智能的起源和發展歷程開始，按時間軸從統一性大視角闡述智能感知與自主系統的概念、理論框架和涵蓋的各項關鍵技術；詳細講授智能計算與識別理論基礎、深度學習基礎、多傳感器數據融合算法、智能多源檢測融合算法、基于深度學習的檢測與識別技術、自主系統體系結構與關鍵技術、信息感知在自主系統中的應用等7個部分的專業知識；通過工程實踐訓練，培養學生運用所學知識解決智能感知與自主系統設計問題的思路和方法。

習近平總書記強調，要堅持顯性教育和隱性教育相統一，挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現全員全程全方位育人［3］。教學團隊以學生為中心，注重將思政元素融入課程教學，重構了課程教學目標，在課程內容的7個專業知識部分融入思政元素，并采用了新的教學方法。

在課程教學目標設計上，將喚醒學生科技報國的意識和擔當精神、培養學生綜合運用多學科知識設計智能裝備的專業能力、塑造學生自主學習和創新創造的高階思維作為課程教學的三大核心目標［4］。根據新的課程教學目標，重構了教學內容，在7個部分的專業知識講授中，將思政案例引入課程內容［5-6］，案例分為三條并行主線，包括“回首百年”“時代機遇”“塑造未來”三個篇章。“回首百年”篇章主要以四次工業革命的發展史為主線，講授現代工業和人工智能的發展歷史、里程碑事件和關鍵人物發揮的作用；“時代機遇”篇章主要聚焦時事熱點，講授世界百年未有之大變局和我國實現中華民族偉大復興的歷史機遇，喚醒學生科技報國的意識和擔當精神，培養學生的愛國主義精神和大局觀；“塑造未來”篇章主要面向新信息技術與人工智能等新興戰略科技產業，以新的人工智能裝備為案例，講授如何追蹤、引領科技前沿，綜合運用本課程7個部分的專業知識完成智能感知與自主系統設計，尤其是國防軍工領域智能裝備的創新設計，培養國家戰略科技創新發展急需的高層次人才。

在教學方法設計上，綜合運用了案例教學、對分課堂、網絡平臺教學和項目化實踐教學相結合的方式，將顯性教學與隱性教學有機結合起來［7-8］。在課堂教學中，以思政案例引導各部分的專業知識教學，其中以“回首百年”案例引入智能感知與自主系統基本概念、理論框架和涵蓋的各項關鍵技術等總論性教學內容；以“時代機遇”案例引入智能計算與識別理論基礎、深度學習基礎、多傳感器數據融合算法、智能多源檢測融合算法、基于深度學習的檢測與識別技術等5個部分的專業知識教學；以“塑造未來”案例引入自主系統體系結構與關鍵技術、信息感知在自主系統中的應用2個部分的專業知識教學。同時，采用對分教學法將案例教學分為兩個階段，第一階段由教師講授案例內容和蘊含的思想理念；第二階段由學生主導開展互動研討，激發學生主動思考和自主學習與思辨意識，讓思政內容顯隱結合地融入課堂教學。在課后學習與訓練中，要求學生通過慕課、“學習強國”等網絡學習平臺學習紀錄片《西南聯大》和“中國紅色文化精神”等思政內容，并自主學習“人工智能原理”和“智能儀器設計”等專業內容，并在課堂教學中交流互動，分享線上學習心得。同時，讓學生按每組2～3人組建項目實踐小組，從智能傳感器、智能圖像處理、智能識別與控制等方向自主選題，完成1項智能系統設計與開發實踐，并遴選優秀設計案例，讓該組學生在課堂教學中分享設計思路，培養學生在智能系統設計方面的創新思維能力。通過“案例教學+對分課堂+網絡教學+實踐教學”的創新模式，全面提升課程教學效果，達成教學目標。

二、思政元素融合思路解析

以下就思政元素與專業知識的融合思路進行解析，主要按照“回首百年”“時代機遇”“塑造未來”三個篇章分別做簡要介紹。

在“回首百年”篇章，以四次工業革命的發展演變為主線，分四個時期回顧中國百年工業史。第一個時期從1921年到1949年，講述新民主主義革命時期，民族工業在帝國主義、封建主義和官僚資本主義“三座大山”壓迫下極度落后，中國共產黨推翻“三座大山”，掃除工業化障礙的歷史；第二個時期從1949年到1978年，講述中華人民共和國成立后走上波瀾壯闊的社會主義工業化道路，建立比較完整的工業體系的歷史；第三個時期從1978年至2016年，講述改革開放后我國加快引進和消化吸收世界先進技術，緊跟全球信息化浪潮，發展成為世界第二大經濟體和第一制造業大國的歷程；第四個時期從2017年至今，講述我國大力推進創新驅動發展戰略，走創新驅動工業化道路，建設世界工業強國的戰略目標和舉措。通過對四個時期的講述，將偉大建黨精神融入教學，讓學生了解我國從傳統農業社會向現代工業社會的轉變歷程，深刻感受中國共產黨百年奮斗的重大成就，增強做中國人的志氣、骨氣和底氣，樹立以奮斗之青春擔當民族復興之重任的堅定信仰。

在“時代機遇”篇章，從習近平總書記多次強調的“當今世界正經歷百年未有之大變局，我國正處于實現中華民族偉大復興的關鍵時期”［9］出發，以德國“工業4.0”和《國家工業戰略2030》、日本《科學技術創新綜合戰略》、美國“未來工業發展計劃”為例，講述當今世界正在經歷科技和產業雙重革命浪潮洗禮，各科技強國都在出臺新時代的科技發展戰略，競相爭奪科技制高點。同時，重點講述我國《國家創新驅動發展戰略綱要》在新一代信息技術、人工智能、智能制造與裝備等新興戰略領域的任務部署，讓學生了解當今國家大勢，深刻認識到雖然我們沒能參與18世紀機械革命和19世紀電氣革命，僅部分參與20世紀電子信息革命，但是在當今以新信息技術和人工智能為核心的新一輪科技和產業革命中，我們正在“彎道超車”，百年來中國首次處在科技創新的風口浪尖，廣大青年學子爭當奮發圖強、創新創造、科技報國。

在“塑造未來”篇章，以“中國航天—天基智能發展之路”“華為—構建萬物互聯的智能世界”“比亞迪—高階智能駕駛輔助系統”“美的—引領智慧家居進入主動智能新時代”等主題為例，講授新時代中國未來發展的愿景藍圖，讓學生認識到新信息技術、人工智能、大數據、云計算等引起的第四次工業革命將如何深刻改變我們的工作方式和生活方式。同時，以《新時代的中國青年》白皮書中在列的北斗衛星團隊（平均年齡36歲）、量子科學團隊（平均年齡35歲）、中國天眼FAST研發團隊（平均年齡30歲）為例，展現一批有志青年挑大梁、擔重任、奮發進取的精神風貌，激勵學生要勇于創新、敢為人先，積極參與國家重大重點項目研究、開拓進取、創新創業，讓學生感悟新時代中國青年必須以永不懈怠的精神狀態、永不停滯的前進姿態，在持續奮斗中實現中華民族偉大復興的中國夢。

三、教學實踐與效果評價

教學團隊在2022年和2023年秋季開設的“智能感知與自主系統”課程中開展了教學改革實踐，課程教學效果表明，“回首百年”“時代機遇”“塑造未來”三個思政育人篇章可以給學生帶來全新的視野，思政案例的引入和啟發式教學能夠潤物無聲地喚起學生的深度思考和價值共鳴，激發學生在新時代從事新信息技術和人工智能等新興戰略領域科技創新研發的動力和激情，促進了學生對專業知識的學習熱情和主動思考創新能力。

在引入思政元素的課程教學框架下，學生對“智能感知與自主系統”課程定位和教學內容有了更深刻的理解和更寬闊的視野，對當前國家發展新信息技術和人工智能等新興戰略產業的緊迫需求、自身作為新時代青年學子的使命與擔當等核心問題有了更清晰、更鮮活、更深刻的理解和認識；采用案例教學、對分課堂、網絡平臺教學和項目化實踐教學相結合的教學方法，改變了學生的思維方式，能夠培養學生主動學習、勇于探索、敢于創新的思維能力，促進了學生對課程專業知識的學習掌握和靈活運用，并讓學生對科學技術創新發展的動態性和規律性有更加深刻的認識，有助于學生把握成功創新創業的內在規律。

由于本課程的教學改革仍處于初步嘗試和探索階段，課程教學各環節不可避免地存在若干不足，需要持續研究改進。課程教學團隊與學生一起研討，持續改革提升課程教學質量，以更好地培育國家急需的高層次創新人才。

四、總結與推廣

本文總結了北京信息科技大學“智能感知與自主系統”課程思政教學改革的探索實踐和初步取得的成效。當今正值新一代信息技術和人工智能引領的新一輪科技革命，本課程教學內容涉及人工智能領域核心知識，在課程教學中深入挖掘專業知識與思政元素的有機結合點，有針對性地設計思政案例，并以思政案例導引的方式貫穿專業知識講授，有助于推進思政元素更好地融入課程教學，能夠更有效地培養學生的愛國主義情懷，喚醒學生科技報國的責任感、使命感和擔當精神。在課程教學中，要以學生為中心和主角，善于運用網絡平臺資源和項目化實踐教學方法，讓學生課下自主學習紅色文化和專業知識，充分利用實驗室資源開展項目設計與開發實踐，再通過對分式教學在課上互動分享學習心得和創新設計思路，這種教學方法能夠有效提升學生自主學習、主動探索、深入思考和創新創造的高階能力。目前，上述課程思政改革措施正推廣至學校“測控技術與儀器”國家級一流本科專業“智能信息新技術導論”本科生必修課的教學改革與實踐。相關舉措和經驗可為工學類專業課程思政改革提供借鑒和參考。

參考文獻

［1］習近平在全國高校思想政治工作會議上強調 把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面［N］.人民日報，2016-12-09（1）.

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［3］習近平主持召開學校思想政治理論課教師座談會強調 用新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人 貫徹黨的教育方針落實立德樹人根本任務 王滬寧出席［EB/OL］.（2019-03-18）［2023-10-10］.https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1628348125926935404amp;wfr=spideramp;for=pc.

［4］王峰，孫春艷，雷翠紅，等.工科專業課融入課程思政的教學改革與實踐：以建環專業“供熱工程”課程為例［J］.教育教學論壇，2022（35）：97-100.

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［6］盧厚清，劉華麗，屠義強，等.基于課程思政的“軍事運籌學”教學改革［J］.高等教育研究學報，2021，44（1）：81-85.

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［8］劉瑋，熊永華，王廣君.新工科背景下工科課程高階學習教學模式探討與實踐［J］.高等工程教育研究，2021（3）：163-168.

［9］習近平：我國正處于實現中華民族偉大復興的關鍵時期［EB/OL］.（2020-10-14）［2023-10-10］.https：//www.gov.cn/xinwen/2020-10/14/content_5551198.htm.

Exploration and Practice of Ideological and Political Teaching Reform of Intelligent Perception and Autonomous System Course

SUN Guang-kai， ZHU Lian-qing

（College of Instrument Science and Opto-Electronics Engineering， Beijing Information Science and Technology University， Beijing 100192， China）

Abstract： To cultivate a new generation of high-level innovative talents needed in emerging strategic industries such as information technology and artificial intelligence and frontier fields of national defense science and technology such as intelligent equipment， the curriculum ideological and political teaching design and practical exploration are carried out based on the professional elective course of “Intelligent Perception and Autonomous System” for master students. Through the design of ideological and political cases， innovative teaching methods， teaching practice and effect feedback， the elements of ideological and political education are organically integrated into the course teaching， and good teaching results are achieved. The research results play a positive role in inspiring students to devote themselves to the research and development of intelligent systems， serve the national strategic needs， and realize the patriotism of self-value pursuit， and can provide references for other engineering professional courses to carry out curriculum ideology and politics teaching reform.

Key words： new information technology; artificial intelligence; intelligent equipment; curriculum ideology and politics; teaching reform