張文彬，于 健，趙滿坤，高 潔，王建榮，徐天一

（1.天津大學 信息與網(wǎng)絡中心；2.天津市先進網(wǎng)絡與應用重點實驗室；3.天津大學 智能與計算學部；4.天津市認知計算與應用重點實驗室，天津 300350）

0 引言

新時代對高等院校人才培養(yǎng)提出了更高要求，如何在新時代背景下培養(yǎng)國家和社會需要的德才兼?zhèn)湫腿瞬懦蔀楫斀窠虒W改革的熱點話題［1］。課程思政是以構(gòu)建全員、全程、全課程育人格局的形式將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應，將“立德樹人”作為教育根本任務的一種綜合教育理念［2］。課程思政是中國共產(chǎn)黨和國家實施思想政治教育的重要方式，在傳授專業(yè)知識的同時融入思想政治基本理論和方法，已成為專業(yè)課程教學改革的重要研究內(nèi)容之一。

數(shù)據(jù)挖掘課程主要介紹數(shù)據(jù)分析、模式挖掘方法，是構(gòu)建智能計算類專業(yè)知識框架的重要課程，在人工智能相關課程體系中處于承上啟下的關鍵位置，能夠激發(fā)學生利用計算思維思考解決問題的能力，提升學生的邏輯分析和實踐動手能力，有助于培養(yǎng)具備卓越學科交叉能力的新工科人才。因此，如何改進數(shù)據(jù)挖掘課程的教學方法，提高其教學效果至關重要。從課程性質(zhì)來說，需要在數(shù)據(jù)挖掘課程中建設課程思政內(nèi)容。數(shù)據(jù)挖掘課程面向不同專業(yè)學生開設，覆蓋面廣且影響力大，在該課程中開展課程思政能廣泛提高學生的思想道德水平［3］。從課程內(nèi)容來說，數(shù)據(jù)挖掘課程支持課程思政內(nèi)容建設。數(shù)據(jù)挖掘課程主要講授從大量事實數(shù)據(jù)中挖掘內(nèi)在規(guī)律的方法和手段，包含大量主題案例講解，覆蓋經(jīng)濟、醫(yī)療、科技、文化等領域，可供挖掘的思政素材豐富。

然而，目前數(shù)據(jù)挖掘課程思政建設仍存在較多不足，例如立德樹人的教學理念在課堂教學中的融入程度不夠，思政教育與數(shù)據(jù)挖掘課程存在脫節(jié)現(xiàn)象；教學案例庫中的案例與思想政治教育融合不足，現(xiàn)有教學案例多用于科學技術(shù)的講解與實踐，缺乏思政內(nèi)容的深入挖掘；教學評估以課程理論知識教學質(zhì)量為主，對學生思想道德品質(zhì)教育的教學評估不夠充分，無法準確評估課程思政效果。因此，數(shù)據(jù)挖掘課程思政建設需從課程理念、案例建設以及評估體系方面入手，在講授理論知識的同時融入思政教育理念，將“智育”與“德育”緊密融合，培養(yǎng)具有家國情懷、全球視野、創(chuàng)新精神、實踐能力的卓越工科人才［4］。

1 相關研究

目前，思政教育已與多門課程教學以多種多樣的形式結(jié)合。例如在計算機教學領域，劉冰等［5］將信息論與編碼課程的基礎概念與哲學中的基礎概念相結(jié)合，通過科學與哲學兩種角度對專業(yè)名詞進行類比闡述，以加深學生對于課程內(nèi)容的理解與掌握；馬佩等［6］采用類比聯(lián)想的方法，將數(shù)字信號處理課程中的基本方法與核心內(nèi)容轉(zhuǎn)移到生活場景當中，引入我國從古至今的科學技術(shù)成果介紹，增強學生的民族自豪感和榮譽感；俞磊等［7］根據(jù)軟件工程課程內(nèi)容特點，通過案例講解以及聯(lián)系實際生活類比，從強化創(chuàng)新意識、科學素養(yǎng)、生活處事哲理等方面培養(yǎng)學生的愛國主義精神和人文素養(yǎng)；駱偉等［8］將面向?qū)ο蟪绦蛟O計課程中的Java 語言基礎與馬克思主義哲學中的量變與質(zhì)變內(nèi)容相結(jié)合、Java 語法規(guī)則與道德與法律相結(jié)合、面向?qū)ο蟮脑O計基礎與馬克思主義整體與局部的哲學觀點相結(jié)合、面向?qū)ο蟮母呒壧匦耘c黨的行動綱領相結(jié)合，在各個學習環(huán)節(jié)中展開思政教育，同時要求學生獨立完成編碼任務，不斷提高編碼質(zhì)量，以培養(yǎng)其工匠精神；徐俊俊等［9］以能源互聯(lián)網(wǎng)課程為例，以愛國情懷、未來聯(lián)想、辯證對比、以史為鑒、專業(yè)思考、聯(lián)系實際六大類思政元素為線，貫穿課堂講授、線上實踐教學演示、課堂研討舉例等教學過程，同時提出“三式一線”的教學模式，其中“三式”為線下教育、線上教育、翻轉(zhuǎn)課堂，“一線”為思政教育；曹騰飛等［10］以網(wǎng)絡攻防實驗教學為例，通過介紹我國網(wǎng)絡被攻擊的真實事件使學生了解國家命運與個人理想密不可分，激發(fā)其愛國情懷和學習專業(yè)知識的動力；謝聰嬌等［11］以項目驅(qū)動、分組討論為手段進行Java 程序設計課程教學改革，不僅提高了學生分析、解決問題的工程實踐能力，還培養(yǎng)了其精益求精的工匠精神和科技報國的使命感；曹楠源等［12］以數(shù)據(jù)挖掘課程為例，采用三段式問題驅(qū)動的思政協(xié)同教學方法，將習近平新時代中國特色社會主義思想、自然辯證法與科學史、馬克思主義基本原理與課程有機內(nèi)容融合，形成特色化課程思政教學體系。

在以上計算機類課程思政的基礎上，本文提出數(shù)據(jù)挖掘課程全新思政改革方案，從改善課程理念、加強案例建設以及更新評估體系方面入手，使課程內(nèi)容與思政元素聯(lián)系更加緊密，以體現(xiàn)出新時代中國特色社會主義建設的方方面面。

2 課程思政改革思路

數(shù)據(jù)挖掘課程思政改革從教學理念、教學案例、評估體系三方面展開，三者是承上啟下、層層遞進、相輔相成的關系，具體如圖1 所示。通過改變教學理念、編寫教學案例、制定評估體系，逐步將思政教育基因注入到數(shù)據(jù)挖掘課程中，使得技術(shù)培養(yǎng)與德育培養(yǎng)深度融合，延伸了教學的廣度和深度，在提升學生專業(yè)能力的同時培養(yǎng)了愛國情懷、民族自信、創(chuàng)新意識和探索精神。

Fig.1 Thoughts on ideological and political reform of data mining course圖1 數(shù)據(jù)挖掘課程思政改革思路

2.1 教學理念

根據(jù)數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)，從科技產(chǎn)業(yè)界的大量數(shù)據(jù)中抽取出各類現(xiàn)象的思政內(nèi)涵，并進一步挖掘其歷史淵源、內(nèi)在邏輯、科學內(nèi)涵和獨特價值。在課堂中引導學生產(chǎn)生頭腦風暴，通過教學引發(fā)學生深度思考，激起其濃厚的科研興趣，產(chǎn)生正向化學反應，使其更加堅定對中國特色社會主義的理想和信念，增強“四個自信”。通過實踐培養(yǎng)學生的團隊合作意識和奉獻精神，使學生的個人綜合素質(zhì)符合思想發(fā)展的規(guī)律，符合理論發(fā)展的規(guī)律，符合教育發(fā)展的規(guī)律。

2.2 教學案例

課堂是教學主陣地，要想上好一堂課，必須要做好教學設計，用心選擇合適的教學案例。優(yōu)秀的教學案例需與生活息息相關，與時事政治緊密結(jié)合，使學生能在潛移默化中受到思想教育。根據(jù)當前社會經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)律，圍繞教學內(nèi)容，結(jié)合線上-線下的教學特點，認真篩選并細致講解教學案例，不斷加強對學生正確思想觀念的培養(yǎng)與引導力度，從而實現(xiàn)學生道德素質(zhì)和法治素養(yǎng)的雙重培養(yǎng)［13-14］。思政教育與教學案例的融合意味著思想政治文化與科學技術(shù)水平展示的有機結(jié)合，能在增強學生對國家科學技術(shù)水平了解的同時，加強其對社會主義核心價值觀的理解，進一步激發(fā)其積極探索的熱情與攻堅克難的勇氣。在案例教學結(jié)束后，通過老師與學生之間的互動檢測學生是否通過案例學習領悟到了思想精髓，以考察思政教學目標是否完成。

2.3 評估體系

為對學生的知識理解能力和思想道德水平進行綜合評估，課程考核采用綜合性評價與過程性評價相結(jié)合的形式，基于理論考核與實踐考核并重、過程考核與結(jié)果考核并重的原則，構(gòu)建客觀、多元、及時的考核評價體系［15］。鼓勵學生以小組形式使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)解決現(xiàn)實問題，考察其團隊合作精神。在考核過程中關注學生的全面發(fā)展，及時發(fā)現(xiàn)其專業(yè)知識水平以及思想行為上的進步和偏差，以便及時有效地給予引導和評價，對不同層次的學生采用差異化培優(yōu)補差方案。

考核具體分為平時成績與考試成績兩部分，平時成績占40%，包括課堂簽到、觀看在線課堂視頻和PPT、平時作業(yè)、實驗及項目報告、課堂測驗；考試成績占60%，分為優(yōu)秀、良好、合格和不合格4 個等級。思政元素作為考核內(nèi)容出現(xiàn)在了實驗以及期末考試中。在實驗部分，要求學生根據(jù)要求獨立完成實驗，同時闡述通過動手實踐得到的思政感悟，評判標準如表1 所示；對于期末考試，思政元素會通過題目、案例等方式出現(xiàn)在試卷中。

Table 1 Experimental evaluation criteria表1 實驗評價標準

3 課程思政建設路徑

數(shù)據(jù)挖掘課程思政教學路徑總體如圖2 所示，以下分課前、課中、課后3個階段分別介紹。

Fig.2 Construction of ideological and political teaching path圖2 課程思政教學路徑建設

3.1 課前

在課前準備工作中教師應加強對數(shù)據(jù)挖掘相關知識及應用的了解，剖析理論層面和技術(shù)層面的延續(xù)與革新，以便學生進行獨立思考和創(chuàng)新。在課件中增加思政元素，將授課模式改為啟發(fā)式與討論式相結(jié)合的互動式教學模式，引導學生樹立正確的思想觀和價值觀。

3.2 課中

在講課過程中將多個數(shù)據(jù)分析與挖掘案例與學生的思政教育緊密結(jié)合，建設課程思政案例庫，具體案例如下：

（1）在挖掘吸煙與肺癌關系的案例中，融合習近平新時代中國特色社會主義思想中將人民健康作為全面建設小康社會的重要內(nèi)涵，使學生直觀了解到吸煙對人體的危害，引導其培養(yǎng)健康積極的生活方式，支撐“健康中國”的國家戰(zhàn)略。

（2）在商品銷售數(shù)據(jù)案例中，融合中國特色社會主義經(jīng)濟制度相關內(nèi)容，引入不同年份、不同地區(qū)商品銷售額等數(shù)據(jù)，體現(xiàn)出中國特色社會主義市場經(jīng)濟制度的獨特優(yōu)勢，感受宏觀調(diào)控的強大力量，使學生理解市場在資源配置中起到的決定性作用。

（3）在某公司薪酬分組的案例中，體現(xiàn)中國特色社會主義經(jīng)濟制度中的按勞分配原則，從不斷增長的經(jīng)濟數(shù)據(jù)中展現(xiàn)出我國堅持公有制為主體，促進非公有制經(jīng)濟發(fā)展的豐碩成果，體現(xiàn)出中國特色社會主義經(jīng)濟發(fā)展的獨有優(yōu)勢。

（4）在超市銷售信息案例中，通過分析對人民購買商品的大量數(shù)據(jù)體現(xiàn)出國民購買力增強，以及國民飲食結(jié)構(gòu)不斷完善的現(xiàn)狀，使學生深刻體會到在共產(chǎn)黨的領導下中國人民生活質(zhì)量明顯提高，使學生增強國家榮譽感的同時樹立起為人民生活努力奮斗的決心。

（5）在人口年齡分布與患病數(shù)據(jù)相關性分析中，融合習近平總書記提出的增強全社 會積極應對人口老齡化的觀念，引出我國愈發(fā)嚴重的人口老齡化趨勢介紹，引導學生扎實學習，在今后的工作中積極推動老齡化事業(yè)發(fā)展。同時使學生感受到國家的發(fā)展需要青年學子更加努力，在反哺父母、反哺社會的基礎上不斷創(chuàng)新進取，成為黨和國家需要的行業(yè)堅實力量

（6）在新冠疫情防控大數(shù)據(jù)案例中，使學生感受到中國共產(chǎn)黨集中統(tǒng)一領導的制度優(yōu)勢以及面對突發(fā)事件時迅速反應、高效執(zhí)行的能力。介紹抗疫成果，從抗疫數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出中華民族堅韌不拔、頑強拼搏的精神品格，以及面對危機團結(jié)一致、眾志成城的精神。

以上教學案例中的思政元素入腦入心，可引發(fā)學生的深度思考，調(diào)動其學習積極性與主動性，從而提高教學質(zhì)量。

3.3 課后

課后使學生協(xié)作完成實踐項目，培養(yǎng)其團隊合作精神，并從思政角度論述項目意義。學生需要在團隊環(huán)境中共同完成項目背景調(diào)研、數(shù)據(jù)收集與處理、系統(tǒng)設計與實現(xiàn)、項目成果展示與答辯等環(huán)節(jié)，教師針對上述環(huán)節(jié)進行考核，并逐一挖掘其中蘊含的思政元素，不僅可以提高學生的知識理解與儲備水平，還可使其親身實踐內(nèi)化思政精神。

4 課程思政教學改革效果

針對工科人才培養(yǎng)要求，秉持新工科建設、課程思政、三全育人、五育并舉教育理念，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新應用能力為核心，從教學理念、課程案例和教學評估3 個維度出發(fā)，采用匿名問卷調(diào)查對課程思政改革效果進行評估。通過將教學理念與思政內(nèi)容相結(jié)合，學生的愛國主義精神、民族自信、創(chuàng)新意識大大增強；通過理論教學與實踐教學相結(jié)合，學生的數(shù)據(jù)分析和挖掘能力大大提高，團隊合作意識和奉獻精神逐步激發(fā)。課程結(jié)束后通過匿名問卷調(diào)查收集到的部分反饋如下：

（1）通過這個課程，我了解了數(shù)據(jù)挖掘的方法和意義。老師講課深入淺出，前幾節(jié)課就提起了我的興趣，讓我對數(shù)據(jù)有很強的探索欲望，期待著學習一個個挖掘方法。每種方法都有一個教學案例，每個教學案例都是與生活、與人民大眾息息相關的例子，讓我更加了解數(shù)據(jù)挖掘的過程以及數(shù)據(jù)挖掘?qū)嶋H應用的意義。通過本門課程中的案例也讓我對社會有了具體且直觀的認知，讓我看到了國家政策給人民生活帶來的顯著改善。

（2）這門課程理的論性和實踐性都很強，每一種數(shù)據(jù)挖掘方法老師都先清楚地講解其原理和技巧，最后引入一個教學案例進行補充。通過這門課，我的數(shù)據(jù)挖掘能力有了很大提高，并且豐富的教學案例也讓我更加了解社會百態(tài)以及國民生活，這激勵我要主動挖掘身邊的數(shù)據(jù)探索日常規(guī)律。

（3）本次課程我有如下收獲：①對于數(shù)據(jù)挖掘的算法有了深入體會和實踐；②能夠利用數(shù)據(jù)挖掘方法在實際數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，學會使用weka 軟件；③PPT 制作、講解能力有所提升；④協(xié)調(diào)小組成員工作、合理分工的能力有所提升；⑤自主分析問題、解決問題的能力有很大提升。

5 結(jié)語

本文從教學理念、課程案例和教學評估3 個維度對數(shù)據(jù)挖掘課程思政進行了探索，具有一定的示范意義，有利于促進相關課程改革。然而在教學實施過程中仍存在部分思政案例設計與教學內(nèi)容匹配度不高、思政教育深度挖掘不深等問題，后續(xù)需根據(jù)學生反饋不斷完善。數(shù)據(jù)挖掘課程融入思政元素是一項長期系統(tǒng)的工程，任課教師需持續(xù)引導學生深入體會中國特色社會主義發(fā)展理念，堅定理想信念，樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀；同時不斷學習，深入挖掘與課程內(nèi)容相關的思政元素，打造高質(zhì)量思政課堂，潤物無聲地立德樹人。