模式识别课课程思政案例设计研究

摘  要：结合课程实际的课程思政设计和实践是“全程育人”和“全方位育人”的重要需要。工科专业课程的课程思政设计是一项需要深度思考和精细化考量的工作。基于本科模式识别课程的教学实践，提出扩展课程思政核心内涵和增强育人实效的理念，即结合课程特点在既宣扬党的基本方针政策及成效，又宣讲民族智慧、树立民族自信的思路下进行课程设计。为达成高“平滑度”的“思政融合”和“寓教于学”，相应课程思政设计与课程内容本身应具有很好的可类比性和哲理脉络一致性。该文阐释模式识别课程思政设计的理念与若干案例，对一般工科课程开展个性化的思政设计具有不错的启发与借鉴意义。

关键词：课程思政；模式识别课程；思政设计；工科课程；思政教育

中图分类号：G641        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）12-0046-04

Abstract： Actual curriculum based curriculum ideological and political design plays an important role in "full education" and "all-round education". The ideological and political design of engineering professional courses needs in-depth thinking and refined consideration. In the teaching of the pattern recognition course for undergraduate students， the author puts forward the idea of extending the ideological and political connotation of the course and enhancing the effectiveness of education. Combining the characteristics of the course， the authors design the course with the consideration of the following two points： promoting the party's basic policies and effectiveness， and preaching national wisdom and establishing national self-confidence. In order to achieve a high degree of "smoothness" of "ideological and political integration" and realize the "education through learning"， the ideological and political design of the corresponding course and the course content itself should have a good analogy and philosophical consistency. This article explains the concept and several cases of ideological and political design of pattern recognition course， which provides a significant enlightenment and reference for the personalized ideological and political design of some general engineering courses.

Keywords： the ideological and political education in all courses; the course of Pattern Recognition; ideological and political design; engineering course; the ideological and political education

课程思政是新时期课堂教学的重要组成部分，对我们党在新时代关于“培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人”这个根本问题具有重要的作用[1-2]。课程思政十分有利于打破思政教师“孤岛化”的窘境，具有让每位教师都参与我国社会主义教育“全程育人”“全方位育人”的现实意义[3]。国家部委围绕课程思政建设，已经下达了若干指导意见。例如，2021年12月2日，教育部专门下文，决定组建教育部高等学校课程思政教学指导委员会。文件中将“开展高校课程思政建设理论和教学实践研究”“指导推动课程思政优质资源建设”作为主要工作内容。

专业课程的课程思政建设具有较大难度，其中课程思政的设计、教师思想政治素养和思想政治教育能力都是需要解决的关键问题[4]。专业课程教师如何在坚守专业定位和注重学科视野的基础上进行课程思政实践是一个值得深入探索的课题[5]。如何避免课程思政内容的生硬植入和刻板说教对教学设计提出了较高要求[6-7]。

模式识别课程是计算机科学与技术、人工智能、自动控制专业的一门重要专业基础课程。我们在多年的模式识别课堂教学实践的基础上，进行了专门的课程思政研究与设计。课程设计以政治引领、增强爱国爱党信念为基调，以润物无声和“课”与“政”紧密结合为特色，重点开展了宣扬党的路线和政策、宣讲改革开放成果和增强民族自信几方面的案例研究与设计。相应设计采取将课程重要知识与思政内容紧密融合的方式，实现高“平滑度”的“思政融合”和“寓教于学”。

一  结合课程内容宣传党的基本方针、政策及成效

宣传党的基本方针、政策及成效是我们进行思政案例设计的重点。经过研究和实践，结合课程中的多处重要教学内容进行了合理而细致的思政案例设计。案例设计要点如图1所示。具体地，对课程重要教学内容，我们会寻找与其匹配的、恰当的思政内容，并采取与课程教学内容可类比的方式进行课程思政的讲解设计。

本文设计的几个具有代表性的案例如下。

（一）  案例1：基于K近邻分类的思政设计

K近邻分类是模式识别中最重要和应用最广泛的分类器之一，其思想为从已知类别标签的训练样本集中选取距离待分类样本最近的K个训练样本，统计其各自所属的类别，将待分类样本归类到样本数最多的类别。

结合模式识别课程中K近邻的分类理论，设计了如下思政教学内容：K近邻分类的思想其实可以视为一种投票机制，假设某测试样本的K个近邻样本分属n个类别（n<K），且这K个样本中属于第j类别的样本数最多，即第j类拥有更多的票数，那么就将该测试样本划为第j类。事实上，不难发现K近邻分类这个简单但很合理的分类方法，和我们党“少数服从多数”原则的基本点十分相似，具有异曲同工之妙。少数服从多数是民主集中制最基本的原则之一，也是党内重要的政治纪律。从新民主主义革命时期开始，我们党取得的长征、解放战争等胜利，以及社会主义建设的一系列成就无一不与少数服从多数的民主集中制紧密相连。

（二）  案例2：基于线鉴别分析方法的思政设计

线性鉴别分析是模式识别中重要和十分有代表性的特征抽取方法。该方法的主要思想构建一个模型，让不同类别的样本从高维空间变换到低维度鉴别子空间后，应遵循同类样本集聚性强，而异类样本分散度越大。从数学度量角度来看，就是让经过变换后的同类样本之间的距离非常小，让变换后的异类样本之间的距离非常大，以此来取得高的分类正确率。

线性鉴别分析可以说是模式识别课程中必讲的关键知识点之一，针对该内容设计思政教学具有很重要的意义。针对该知识点，设计的思政教学内容简述如下：通过分析线性鉴别分析理论能够发现，线性鉴别分析能够取好性能的关键因素之一在于其同类样本间的集聚性。事实上，该集聚性是“团结”的体现，是“思想高度统一”的体现，也是“行动一致”的体现。中国共产党的领导是中华民族历史的选择，人民群众紧密团结在党中央周围是我国实现中华民族伟大复兴的重要基础，人民群众的思想信念与党中央保持得越一致、越紧密，国家和民族就越有凝聚力，就越容易发挥我国集中力量办大事的社会主义制度的优越性，国家和社会发展的历史经验已经充分证明了此点。正如习近平总书记在中国共产党第十九次全国代表大会上强调“不忘初心，方得始终。中国共产党人的初心和使命，就是为中国人民谋幸福，为中华民族谋复兴。”只有全党同志永远与人民同呼吸、心连心，坚持中国共产党的领导，万众一心，才能实现中华民族的伟大复兴。

（三）  案例3：基于特征选择方法的思政设计

模式识别任务的实施一般分为数据预处理、特征提取、分类器设计。在这三个步骤中，特征提取决定了后续分类正确率的上限，而一个好的分类器则会让分类正确率无限逼近这个上限。因此，特征抽取可以说是模式分类领域的研究重点，也是模式分类课程不可遗漏的关键知识点之一。作为一类经典而重要的特征抽取方法，特征选择的基本思想是从原始的多维特征中选择出具有代表性的和重要的反映数据本质特性的特征。在分类任务中，好的特征选择方法是能够筛选出最具异类样本区分性的特征。

结合模式识别课程中的特征选择理论，我们设计了如下思政教学内容：我国全国人民代表大会和政治协商会议的制度设计与特征选择方法有较好的一致性。这两个会议的制度设计的出发点就是要选择出具有广泛代表性的公民成员，代表全国人民行使立法、政治协商和民主监督等国家权力。民主选举和十分良好的群众基础使其明显优越于美国的议员选举制度。

人民代表大会制度是中国人民民主专政的政权组织形式，是中国的根本政治制度。全国人民代表大会是最高国家权力机关。全国人民代表大会和全国人民代表大会常务委员会行使国家立法权。全国人民代表大会由省、自治区、直辖市、特别行政区和军队选出的代表组成。各少数民族都应当有适当名额的代表。全国人民政治协商会议是中国人民爱国统一战线的组织，是中国共产党领导的多党合作和政治协商的重要机构，是我国政治生活中发扬社会主义民主的重要形式。

在该案例中，将中国共产党的人民代表大会制度与模式识别课程中的重要知识点特征选择相结合，让学生在掌握特征选择这一重要知识点的同时进一步深刻体会到人民代表大会制度的先进性，提升学生对中国共产党的向心力和凝聚力。

（四）  案例4：基于模式识别理论与方法局限性的思政设计

“没有免费的午餐”定理是模式识别中的一个著名定理。该定理告诉我们，课程所介绍的若干模式识别理论与方法各具优势，但同时也有各自的局限性和缺陷。因此，不存在所谓最好的方法或算法，不能指望一劳永逸地找到一个对所有模式识别任务均具有最佳性能的方法或算法。与之相反，我们应该具体任务具体分析，结合任务本身的特点去挑选最适合的方法与算法。举例来说，当今深度学习在计算机视觉等任务中表现出了优异的性能，但这并不意味着深度学习对所有任务都适合。例如，将深度学习应用于训练样例较少的任务时，反而会由于“过学习”造成其对训练样例之外的新样例适用性差的问题。再如，理论上，如果概率值绝对准确，则与所有其他分类方法相比，贝叶斯最小错误决策可取得最低的错误率；但事实上，由于概率值的准确估计难之又难，实际应用中一般并非如此。

结合上述定理，我们设计了如下关于具体问题具体分析的思政教学内容：具体问题具体分析是指在矛盾普遍性原理的指导下，具体分析矛盾的特殊性，并找出解决矛盾的正确方法。毛泽东同志在《矛盾论》中指出：“马克思主义最本质的东西，马克思主义的活的灵魂，就在于具体地分析具体的情况。”我们党在具体问题具体分析的指导下，取得了一系列胜利，并且结合我国实际探索出了中国特色社会主义道路。相反，历史上，也曾出现违背具体问题具体分析方法学、思想僵化和保守而造成重大损失的情况，例如，第五次反“围剿”失败正是由于王明的“教条主义”和“左倾”冒险主义而造成的。