《机器学习》是智能科学与技术专业的核心课程，是学生今后在人工智能领域进行应用研究、技术开发等工作的重要基础，在培养方案中占有重要地位。为了体现“立德树人”的根本要求，在教学过程中，本课程组坚持《机器学习》教学理论性与实践性的统一，用科学理论培养学生，重视课程实践性，将课程思政与国内外发展现状、社会大课堂结合起来，教育引导学生做人工智能领域领先世界的奋斗者。

《机器学习》课程目标

  本课程系统讲解机器学习理论知识，并进行实验和项目教学，学生通过本课程的学习，了解人工智能领域技术发展，掌握机器学习和深度学习领域主流的工具的应用和算法开发，具备利用算法解决实际问题的能力，并探索强化学习、认知智能等前沿研究方向。通过历史人物和实事分析，树立学生科技报国的人生理想，结合当前国家实际需求，鼓励学生服务于祖国的科技发展事业。

课程思政融入方法

  为了提高课堂的知识性、趣味性，更好的达到教学目标，本门课的课程思政采用了多种教学方法实践，取得了非常不错的效果。

  1、翻转课堂中开展国情教育

  通过查阅教师在学习平台提供的预习课件、教材、网络资源，学生充分了解了我国现阶段人工智能的发展状态；完成翻转课堂，充分相信学生，设计适合学生的题目如：机器学习的前世今生、线性分类评价知多少、K-means应用小百科等。学生根据课前准备情况上来讲述自己的见解，需结合当前算法领域发展进行ppt讲解。结合我国人工智能机器学习领域的研究有着较为快速的发展的特点，机器学习作为新兴领域，需要不断更新知识，关注领域内算法理论和应用的发展，培养学生求真务实、勇于探索的科研精神。

图1 翻转课堂—Kmeans应用小百科

  2、课堂案例

  在聚类案例讲解中，引用消费人群分类的例子，首先通过5个样本的二维的消费数据，按照算法流程进行计算，给出聚类结果。然后展示聚类程序，配合程序讲解实例。最后将样本扩展到多个省份八维的消费数据，进行各省份消费数据的分析并给出程序结果。通过各阶段的消费支出数据，分析我国目前经济发展的现状和差异，体会区域经济一体化发展，激励学生为地区经济发展做出贡献、科技报国的决心。

图2 课堂案例—消费数据分析

图3 课堂案例—城市聚类

  3、三级项目

  在本课程三级项目中，通过不同的机器学习框架的应用，了解国内外技术的发展现状，如谷歌的TensorFlow，百度的PaddlePaddle等等，通过对比各个框架，指导学生对该领域的前沿先进技术、人才缺口等做初步了解，使学生了解到国内的华为、阿里、百度等公司正在开发的框架、算法、云平台等已经可以和国际比肩，学生使用不同机器学习框架完成具有社会价值和实际意义的实践作品。

图4 学生医工结合三级项目—心脏病的预测与分析

课程思政建设成效

  通过在《机器学习》中实践课程思政，取得了非常不错的教育成效：

  1、提升学生的民族自豪感

  通过讲解机器学习经典算法和当前国内公司对学习算法的改进，体现国内目前研究领域的先进性，使学生树立责任感和自豪感，树立励志奋斗报效祖国的决心。例如国内的华为、阿里、百度等公司正在开发的云平台等已经可以和国际比肩。

  2、提升学生的社会责任感

  本课程教学期间，教师结合在线学习平台等丰富多样的在线工具，设计以项目驱动的教学内容进行授课。学生也选取了食品安全、口罩识别等紧扣实事的题目，培养了学生学好前沿技术知识的使命感和责任感。

  3、提升课程的深度

  在算法理论学习和实践的过程中，拓宽课程学习的深度，学生首先需要理解算法的基本过程，并对算法进行分析对比和改进，在此过程中，培养了学生的科学钻研的精神、树立严谨、理性的科学思维。

  4、提升课程的广度

  在课程项目实践和翻转课堂中，延伸课程的广度，学生需要采集各种数据完成项目，如文本情感分析的数据，需要进行大量相关的阅读，同时引导学生阅读《人工智能领域发展白皮书》寻找当前智能领域的热点进行项目设计与实施。

学生评价

  在教学中和结课后，对学生的调查结果显示：通过本课程的学习，学生不仅掌握了机器学习的理论和技能，完成了优秀的项目实践作品，同时具备良好的职业素养和社会责任感，大到家国情怀、小到班级集体，都有很深的感悟。

图5 学生组织课下帮扶答疑活动

图6 课上教学

图7 课下小组讨论完成实践项目

  通过国内外不同机器学习框架的应用，激励学生勇于创新，为我国科研事业做出贡献，学生的调研报告、期末项目质量和应用性都有提升，产出了多项机器学习的大创项目成果创新，学生对课程的整体满意度较高，并表示要为科技强国贡献自己的力量。