智能控制與計(jì)算智能課程的思政元素

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摘要：列舉智控類課程中所蘊(yùn)含的思政元素，介紹在智能控制與計(jì)算智能相關(guān)的專業(yè)課程教學(xué)中開展課程思政的具體方法和案例，深入分析其中存在的一些問(wèn)題并給出應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：智能控制；計(jì)算智能；課程思政；課堂教育

隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步與飛速發(fā)展，將人工智能與控制理論有機(jī)融合的智能化控制技術(shù)也在其中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。與普通的計(jì)算機(jī)課程不同的是[1]，智能控制一般需要特定的被控對(duì)象，這個(gè)被控對(duì)象往往是一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)實(shí)際物理系統(tǒng)，因此，相比純?nèi)斯ぶ悄芑驒C(jī)器學(xué)習(xí)課程[2]，該課程將人工智能算法和硬件實(shí)體對(duì)象聯(lián)系起來(lái)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的硬件觀和系統(tǒng)觀。為適應(yīng)智能時(shí)代社會(huì)主義建設(shè)對(duì)人才的需求，加強(qiáng)智能控制的課程思政[3-4]建設(shè)刻不容緩。然而，相比人文社科類課程，作為純工科的智能控制課程要挖掘其中的思政元素絕非易事[4-5]，須對(duì)知識(shí)點(diǎn)抽絲剝繭，找到能引入思政教育的切入點(diǎn)。智能控制與計(jì)算智能是把計(jì)算智能技術(shù)應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，涉及自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的交叉學(xué)科，有許多與社會(huì)、國(guó)家安全、產(chǎn)業(yè)和健康等相關(guān)聯(lián)的部分，在課程講述中可以見(jiàn)縫插針地充分利用這些資源，使該課程成為課程思政內(nèi)容的重要載體。以智能控制與計(jì)算智能教學(xué)內(nèi)容為載體，對(duì)學(xué)生進(jìn)行人生觀、價(jià)值觀、愛(ài)國(guó)主義、社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)素養(yǎng)等方面的教育。

1思政元素的提煉與融合

智能控制的教學(xué)不僅傳授基礎(chǔ)智能控制和計(jì)算智能知識(shí)，更注重深度發(fā)現(xiàn)和挖掘?qū)W科背景及其教學(xué)內(nèi)容中的思政要求，在教學(xué)環(huán)節(jié)上也融入思想政治教育。通過(guò)將榜樣的力量、時(shí)事政治、哲學(xué)元素、愛(ài)國(guó)主義情懷、人文精神[6]等思政元素合理地運(yùn)用，融入智能控制的常規(guī)課程教學(xué)過(guò)程中，目的是為了做到專業(yè)課層面的課程思政與常規(guī)的思政課程的同向前進(jìn)，真正地實(shí)現(xiàn)全方位的思政育人。

1.1榜樣的力量

每一門學(xué)科在其發(fā)展道路上都有做出里程碑式重要貢獻(xiàn)的人物，這些標(biāo)志性人物的奮斗史、治學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神都值得學(xué)生學(xué)習(xí)，智能控制學(xué)科也不例外。在專業(yè)課中融入這些榜樣事跡的講述是推進(jìn)課程思政的一個(gè)重要手段，因?yàn)檫@些榜樣人物和該課程的學(xué)生往往是專業(yè)同行，他們的成長(zhǎng)和求學(xué)經(jīng)歷、職業(yè)生涯事跡，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)容易產(chǎn)生共鳴，容易帶來(lái)較大的心理觸動(dòng)和啟發(fā)，對(duì)他們將來(lái)的求學(xué)和職業(yè)選擇也有不可估量的學(xué)習(xí)和借鑒價(jià)值，因此，在開展智能控制課程教學(xué)過(guò)程中，可結(jié)合智能控制和計(jì)算智能技術(shù)的發(fā)展歷程，將做出巨大貢獻(xiàn)的科學(xué)家（特別是華人科學(xué)家）的先進(jìn)事跡引入課堂教學(xué)中，以此充分激發(fā)廣大青年學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義熱情，培養(yǎng)他們作為國(guó)家和民族主人翁的社會(huì)責(zé)任感和使命心。例如，在第一章“緒論”的學(xué)習(xí)中，以傅京孫和蔡自興為例子講述。傅京孫先生是一名美籍華裔科學(xué)家，模式識(shí)別與機(jī)器智能領(lǐng)域的先驅(qū)之一，被譽(yù)為“模式識(shí)別之父”，參與創(chuàng)辦了國(guó)際模式識(shí)別協(xié)會(huì)并任首任主席。他是“智能控制”這一概念的提出者，并建立了句法模式識(shí)別理論。蔡自興先生被譽(yù)為“中國(guó)人工智能教育第一人”，在智能控制領(lǐng)域提出了許多開創(chuàng)性理論，為我國(guó)和國(guó)際智能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，他大學(xué)時(shí)在艱苦的條件下（正值3年困難時(shí)期）堅(jiān)韌的求學(xué)經(jīng)歷，也是當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)榜樣。兩位對(duì)智能控制學(xué)科做出巨大貢獻(xiàn)的華人科學(xué)家的治學(xué)成就完美詮釋了“紅船精神”中開天辟地、敢為人先的首創(chuàng)精神，新時(shí)代的大學(xué)生也應(yīng)該繼承和發(fā)揚(yáng)前輩的這種首創(chuàng)精神，做出更多創(chuàng)新性的貢獻(xiàn)。

1.2時(shí)事元素

時(shí)事新聞中具有豐富的思政題材，把時(shí)事新聞引入，可以讓學(xué)生關(guān)注當(dāng)今國(guó)家和國(guó)際形勢(shì)，從而強(qiáng)化“四個(gè)意識(shí)”里的“大局意識(shí)”。比如在講到智能控制技術(shù)的服務(wù)對(duì)象——無(wú)人系統(tǒng)和機(jī)器人時(shí)，可以引入無(wú)人機(jī)集群、亞美尼亞和格魯吉亞的戰(zhàn)爭(zhēng)，激發(fā)愛(ài)國(guó)主義，使學(xué)生更加珍惜強(qiáng)大的祖國(guó)提供的和平和安全的環(huán)境。講到智能控制的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域——航空航天時(shí)，可以結(jié)合我國(guó)近年來(lái)在空間探索領(lǐng)域的例子，如嫦娥五號(hào)探月行動(dòng)、天問(wèn)一號(hào)火星探索、神州十二號(hào)載人飛船等。把這些最新的航天成就引入課題，能讓學(xué)生真切地體會(huì)到我國(guó)貫徹科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略所取得的成就，從而增強(qiáng)學(xué)生的國(guó)家自豪感和使命感，大力弘揚(yáng)勇于探索、協(xié)同攻堅(jiān)、追逐夢(mèng)想的航天精神。又比如，當(dāng)講到“智能控制之父”傅京孫先生的經(jīng)歷時(shí)，介紹他出生在中國(guó)大陸，隨后在1949年離開大陸去了臺(tái)灣，接著赴美國(guó)深造。與之相對(duì)應(yīng)的，計(jì)算機(jī)視覺(jué)泰斗朱松純先生最近回到國(guó)內(nèi)任職，他的一個(gè)重要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)是實(shí)現(xiàn)了圖像與場(chǎng)景的解譯計(jì)算框架，拓展了傅京孫先生的句法模式識(shí)別理論。根據(jù)這一關(guān)聯(lián)關(guān)系，在講述此處時(shí)，可以拋出這個(gè)對(duì)人才吸引力的鮮明對(duì)比例子：一個(gè)當(dāng)年出國(guó)一個(gè)現(xiàn)在歸國(guó)，正是中國(guó)綜合國(guó)力增強(qiáng)、科技實(shí)力提高、學(xué)術(shù)環(huán)境日益改善的有力證明。

1.3哲學(xué)元素

控制論是人工智能公認(rèn)三大流派之一的行為主義，不同于符號(hào)主義和連接主義，控制論強(qiáng)調(diào)智能的發(fā)展來(lái)自于智能體不斷地與外界環(huán)境的交互與反饋。控制論中的諸多元素多多少少都反映了辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論[7-8]。比如，辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論認(rèn)為客觀的物質(zhì)世界是可知的，我們不僅能夠認(rèn)識(shí)現(xiàn)象，而且可以透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)內(nèi)在的本質(zhì)，這與控制系統(tǒng)里面基于模型的方法來(lái)控制被控對(duì)象的思想不謀而合。另一方面，控制論中的負(fù)反饋調(diào)節(jié)的機(jī)制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的梯度下降法，反映了認(rèn)識(shí)的辯證法中認(rèn)識(shí)來(lái)自于實(shí)踐，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一途徑。在認(rèn)識(shí)過(guò)程中，對(duì)世界的認(rèn)識(shí)不是一次完成的，是經(jīng)過(guò)多次反復(fù)、不斷深化的過(guò)程；控制理論中，控制任務(wù)的達(dá)成也是通過(guò)不斷反饋被控對(duì)象的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)若干步迭代之后才實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，在進(jìn)行課程思政教學(xué)時(shí)還可以介紹一些辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論的經(jīng)典著作，比如毛澤東的《實(shí)踐論》。在智能控制教學(xué)中強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的重要性，不但是針對(duì)中國(guó)學(xué)生普遍存在動(dòng)手能力不足的情況，也是因?yàn)槲覈?guó)對(duì)有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)和技巧人才的迫切需求，這與傳統(tǒng)文化中“知行合一”的哲學(xué)思想有異曲同工之妙，在課堂上可以一起引入講述。此外，這種反饋的思想與“以史為鑒”的思想是一致的，歷史的經(jīng)驗(yàn)不斷補(bǔ)充成功的經(jīng)驗(yàn)（正反饋）和失敗的教訓(xùn)（負(fù)反饋），再結(jié)合自己的實(shí)際情況（控制對(duì)象的模型）和客觀條件（環(huán)境信息），去完善自身和做成事情。這里可以進(jìn)一步引入和講述開展“不忘初心，牢記使命”的主題教育和開展黨史教育的重要意義——不斷接受歷史的“反饋”，做到學(xué)史明智，學(xué)史增信，學(xué)史崇德，學(xué)史力行。

1.4人文精神

大學(xué)階段是正確世界觀、人生觀和價(jià)值觀塑造的關(guān)鍵時(shí)期，這個(gè)階段須對(duì)學(xué)生進(jìn)行精心引導(dǎo)。在塑造三觀的過(guò)程中，人文精神的培養(yǎng)是不可缺席的。相比人文與社會(huì)科學(xué)類課程，計(jì)算機(jī)類課程的教師一般是理工科出身，在教學(xué)過(guò)程中本能地更加注重領(lǐng)域知識(shí)與專業(yè)技能的傳授，容易忽略對(duì)于人文精神的弘揚(yáng)。如何在課程中撒播人文精神的“種子”，讓學(xué)生能夠從人文關(guān)懷的視角、帶著人文關(guān)懷的情懷來(lái)關(guān)注學(xué)科的發(fā)展和技術(shù)的應(yīng)用，是高校教師應(yīng)思考的問(wèn)題。在智能控制的技術(shù)動(dòng)機(jī)中，有大量人文精神可供發(fā)掘。相比傳統(tǒng)的控制方式，智能控制是一門大量考慮人的因素的控制技術(shù)，比如專家控制的思想是充分考慮和利用領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，把這些定性和主觀的知識(shí)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)和規(guī)則，融入到控制系統(tǒng)中；模糊控制是把人類語(yǔ)言和思維的模糊性進(jìn)行數(shù)學(xué)化和量化，融入到控制系統(tǒng)中。技術(shù)始終應(yīng)該是面向更好地為人服務(wù)。在技術(shù)中考慮人的因素，體現(xiàn)了以人為本的思想。

2存在的問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施

首先，課程中的思政元素要融入到專業(yè)課堂中教學(xué)，對(duì)專業(yè)課教師的思想意識(shí)和政治素養(yǎng)要求相對(duì)較高，要求教師能夠深入地梳理課程中的思政元素，將其融入專業(yè)課程教學(xué)，有效地傳遞給學(xué)生。對(duì)于智能控制與計(jì)算智能等計(jì)算機(jī)類課程專業(yè)課教師，要從思想上充分認(rèn)識(shí)到課程思政的重要性，除了具備過(guò)硬的專業(yè)知識(shí)，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到必須堅(jiān)持正確的政治立場(chǎng)，并加強(qiáng)自身師德師風(fēng)的建設(shè)。其次，專業(yè)教師從事課程思政教育的能力不足。相對(duì)缺乏人文方面的知識(shí)儲(chǔ)備，這不僅是計(jì)算機(jī)類課程教師的問(wèn)題，也是理工類教師普遍存在的“通病”。智能控制與計(jì)算智能等課程教師要加強(qiáng)自身的人文素養(yǎng)的培養(yǎng)。且專業(yè)課教師的科研任務(wù)繁重，精力相對(duì)較少，在保證對(duì)專業(yè)知識(shí)教學(xué)足夠投入的基礎(chǔ)上，再增加課程思政方面的精力投入，是有一定困難的，這也是制約課程思政順利開展的原因之一。一種應(yīng)對(duì)的方法是，教師要在平時(shí)生活中有意識(shí)地積累材料，新聞資訊和科研文獻(xiàn)都可以成為潛在的思政素材。課程思政元素在融入專業(yè)課的過(guò)程中，難點(diǎn)在于是否做到“自然”，因?yàn)檫@是兩個(gè)體系（文科和理工科）里的知識(shí)點(diǎn)。如果思政教育時(shí)生硬地拼湊，可能會(huì)引起學(xué)生的反感，教學(xué)效果會(huì)適得其反。一個(gè)應(yīng)對(duì)的辦法是在教授專業(yè)知識(shí)時(shí)注意介紹更多的歷史背景和應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)這些“非技術(shù)”的講述更容易引入思政元素。

3結(jié)語(yǔ)

課程思政是新時(shí)代智能控制課堂教學(xué)落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的一個(gè)必然要求和發(fā)展趨勢(shì)，也是在全面育人過(guò)程中貫穿思政教育工作的重要途徑。從榜樣的力量、時(shí)事政治、哲學(xué)元素、愛(ài)國(guó)主義情懷、人文精神5個(gè)方面融入思政元素，不僅適用于智能控制課程，同樣適用于大部分工科類課程。希望本文列舉的例子能起到拋磚引玉的作用，為建設(shè)高質(zhì)量的課程思政帶來(lái)可供借鑒的價(jià)值。

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作者：譚寧 單位：中山大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院