工科課程思政教學(xué)探索與研究
——以《數(shù)字信號處理》課程為例

劉青龍，劉 萍，高 勇

（電子科技大學(xué)中山學(xué)院電子信息學(xué)院，廣東 中山 528400）

0 引言

高校作為我國高水平人才培養(yǎng)的前沿陣地，必須切實完成立德樹人的根本任務(wù)。不但要完成對大學(xué)生們專業(yè)知識的傳授和全方位能力的培養(yǎng)，還要對他們以正確的價值觀引領(lǐng)。這對他們形成正確的世界觀、人生觀、價值觀具有重要的意義。思想政治教育在高等教育中扮演了極其重要的角色。通過將思政教育有機地融入高?，F(xiàn)有的課程教學(xué)中，可以實現(xiàn)智育和德育相統(tǒng)一、知識傳授和價值塑造相統(tǒng)一，是當(dāng)前高等教育中教學(xué)研究的熱點[1-5]。

高校教師在課堂授課過程中，需要精心準(zhǔn)備和周密安排，將課程思政有機地融入課程講授中，實現(xiàn)在傳授科學(xué)文化知識的過程中正確引領(lǐng)學(xué)生的價值取向，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷，使他們成為德、智、體、美、勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，為實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興貢獻他們自己的力量。由于工學(xué)屬于自然科學(xué)范疇，主要包括材料科學(xué)、計算機、信息、機械、建筑、汽車、儀器等，以揭示應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)原理、解決實際的工程問題為主，與思想政治教育并無太多直接關(guān)聯(lián)。因此，在工科課程教學(xué)過程中，如何有機地融入課程思政、使學(xué)生不感到生硬、唐突是擺在工科課程思政教學(xué)中的重點和難點[1]。本文以《數(shù)字信號處理》課程為例，基于泛雅平臺，首先闡述了工科課程思政教育的重要性和必要性，然后深入探討了如何在工科課程教授過程中有機地融入課程思政的實施途徑和方法，激發(fā)學(xué)生科技報國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

1 工科課程思政的重要性和必要性

普通高等學(xué)校是人才培養(yǎng)的重要基地，不僅要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)文化素養(yǎng)、科學(xué)研究能力，還要培養(yǎng)學(xué)生良好的思想品德和高尚的愛國情懷。通過在課程講授過程中輔以課程思政教學(xué)，可以有效達到培養(yǎng)德才兼?zhèn)涓咚刭|(zhì)人才的目的，對我國高等教育的長遠(yuǎn)發(fā)展、提高國家的民族凝聚力、實現(xiàn)國家的繁榮富強至關(guān)重要。隨著我國國力的不斷增強，在當(dāng)前新的發(fā)展時期，工程科技領(lǐng)域日新月異，人工智能、區(qū)塊鏈、邊緣計算、量子計算等新興產(chǎn)業(yè)對工科人才的需求日益迫切，新工科人才的培養(yǎng)在高校中占有極其重要的地位。因此，在培養(yǎng)高素質(zhì)合格人才的前提下，既要將新知識、新技能傳授給學(xué)生，又要將愛崗敬業(yè)和愛國情懷傳遞給學(xué)生，讓學(xué)生成為基礎(chǔ)知識扎實、專業(yè)技能嫻熟、具有拳拳赤子心，殷殷報國情的國家建設(shè)者，讓學(xué)生真正成為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的生力軍。

2 工科課程思政實施路徑

工科課程課堂教學(xué)是實施課程思政的重要方面，以下將結(jié)合線下和線上教學(xué)，以《數(shù)字信號處理》課程為例，深入探究工科課程思政教學(xué)實施路徑。

2.1 立足專業(yè)基礎(chǔ)知識，講科學(xué)家故事提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

《數(shù)字信號處理》課程對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求很高，涉及的知識面廣，要在課時要求的時間內(nèi)，使學(xué)生全面掌握相關(guān)知識點難度較大，高漲的學(xué)習(xí)興趣對學(xué)好該課程占據(jù)著極其重要的地位。如何激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)樂趣是課程設(shè)計中非常重要的一個環(huán)節(jié)。一方面，傳統(tǒng)的《數(shù)字信號處理》課程教學(xué)過程中涉及大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和結(jié)論，除了課堂講授外，需要學(xué)生結(jié)合自己的知識基礎(chǔ)，自行推導(dǎo)和驗證結(jié)論的正確性。另一方面，課程思政的設(shè)計可以在講授部分知識點的同時，穿插講解科學(xué)家們的科學(xué)事跡，以此激發(fā)同學(xué)們對科學(xué)的熱愛，使得他們從看似平淡乏味的數(shù)學(xué)和工程世界中，體會到科學(xué)家們對探索真理的孜孜不倦和為科學(xué)而獻身的偉大精神。以講授“周期信號的傅里葉級數(shù)”章節(jié)為例，傅里葉提出的三角級數(shù)直到他的晚年才得到應(yīng)有的承認(rèn)的故事，對激發(fā)同學(xué)們的科學(xué)探索和為科學(xué)而奉獻的精神是極其寶貴的。

2.2 線上線下教學(xué)并用，積極調(diào)動學(xué)生的愛國熱情

在《數(shù)字信號處理》課程教學(xué)中，線上和線下教學(xué)各有優(yōu)勢，互為補充。線下教學(xué)有助于學(xué)生對數(shù)字信號處理中理論推導(dǎo)和證明的理解，線上教學(xué)有助于充分調(diào)動學(xué)生的主觀積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MOOC提供了包括活動、資料、作業(yè)、分組任務(wù)、討論等在內(nèi)的多種學(xué)習(xí)功能，方便學(xué)生有效利用各種碎片時間，開展分組任務(wù)學(xué)習(xí)和討論，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，是一種行之有效的線上教學(xué)手段。《數(shù)字信號處理》課程在完成線下教學(xué)活動后，對于部分知識點，我們可以延伸其傳遞的思想和理念，引導(dǎo)學(xué)生進一步深入探討，激發(fā)學(xué)生們的愛國思想和愛國熱情，使思政教育在不知不覺中融入《數(shù)字信號處理》課程的教學(xué)過程中，不但加深了學(xué)生對知識點的掌握，也培養(yǎng)了他們的愛國主義和無私奉獻的精神，使同學(xué)們對學(xué)習(xí)該課程與報效祖國、建設(shè)祖國之間的聯(lián)系有了更加深刻地領(lǐng)悟和認(rèn)識，促使他們積極投身到該課程的學(xué)習(xí)中去。以MOOC討論板為例，不僅可以有效實現(xiàn)學(xué)生與老師之間的互動，還可以使老師有效掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)和思想動態(tài)，充分調(diào)動學(xué)生的能動性和積極性。例如，積極引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)字信號處理對我國國防安全的意義是什么？從國防安全的角度，與同學(xué)相互探討數(shù)字信號處理的重要性。此外，隨著元宇宙等新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在線上教學(xué)中，配合應(yīng)用相關(guān)新技術(shù)帶來的沉浸式體驗，有望進一步推動其在思政課堂中的應(yīng)用，積極引導(dǎo)學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，放飛自我，成就自我，對學(xué)生的身心健康發(fā)展具有極其重要的意義。

2.3 化愛國為學(xué)習(xí)動力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱

《數(shù)字信號處理》作為通信工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其課堂教學(xué)歷來注重理論推導(dǎo)與技術(shù)實踐，其思政教學(xué)歷來是一個難點。盡管《數(shù)字信號處理》是一門專業(yè)性很強的技術(shù)性課程，不但要對學(xué)生傳授專業(yè)知識和技能，還要充分培養(yǎng)學(xué)生為人民、為社會、為國家服務(wù)的意識；不但要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神，還要充分調(diào)動學(xué)生的愛國熱忱，化愛國為學(xué)習(xí)動力?！稊?shù)字信號處理》課程所涉及的知識點應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，其中一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是國防，例如數(shù)字信號處理技術(shù)在雷達領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過視頻講解或者組織學(xué)生實地參觀的方式，可以非常形象而直觀地讓學(xué)生感受到數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展的日新月異及其在保衛(wèi)國家安全中的巨大作用，可以極大激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和學(xué)習(xí)動力。例如，2021年珠海航展中展出了YLC-8E新型高機動反隱身雷達，該型雷達為我國獨創(chuàng)的、采用了先進的數(shù)字信號處理技術(shù)，可以在短短數(shù)十秒內(nèi)將羽毛球場大小的雷達天線陣列完成折疊或展開，從而在很遠(yuǎn)的距離以外即可有效偵測美軍最先進的F35、F22等隱身戰(zhàn)機，使美軍隱形飛機無處遁形，有效地保護了我國的領(lǐng)海與領(lǐng)空安全，也保衛(wèi)了國家主權(quán)和領(lǐng)土完整。該型裝備的講解在同學(xué)們中間激起了強烈的民族自豪感和愛國熱情。在了解到數(shù)字信號處理技術(shù)如此巨大的應(yīng)用價值后，同學(xué)們表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。

3 結(jié)語

立德樹人是高等學(xué)校人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一，工科課程的思政教育要實現(xiàn)專業(yè)知識、實踐技能與思想品德的有機融合。在國家培養(yǎng)新工科人才的倡導(dǎo)下，高校教師要充分挖掘工科課程開展思政教育的巨大潛力，把為我國培養(yǎng)出大批德才兼?zhèn)涞膭?chuàng)新型新工科人才視為己任，為早日實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興貢獻自己的一份力量。當(dāng)前工科課程的思政教育研究方興未艾，需要高校教師腳踏實地地摸索和探索，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗。以《數(shù)字信號處理》課程為例，探索了工科課程的思政教學(xué)，經(jīng)過近2年的研究表明，通過工科課程思政系列的實施路徑，可以在培養(yǎng)工程技術(shù)人才的同時對學(xué)生進行思想品德教育，顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的愛國熱忱和學(xué)習(xí)動力。