信號(hào)與系統(tǒng)課程思政建設(shè)探索

季策 張高原 曹春紅 耿蓉

摘? 要：在專業(yè)課教學(xué)過程中開展思政教育，成為高校落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的重要環(huán)節(jié)。文章在信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)中貫穿思政元素，實(shí)現(xiàn)從“思政課程”到“課程思政”的教育轉(zhuǎn)型，給出具體的課程思政教學(xué)方案，做到思政案例和課程內(nèi)容有效銜接。通過課程思政，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的原動(dòng)力，提升學(xué)生的政治素養(yǎng)，堅(jiān)定學(xué)生的政治理念。

關(guān)鍵詞：課程思政;信號(hào)與系統(tǒng);思政元素;教學(xué)案例

中圖分類號(hào)：G641? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2022）19-0182-04

Abstract： Carrying out ideological and political education in the teaching process of specialized courses has become an important link for colleges and universities to implement the fundamental task of cultivating people by virtue. In this paper， the ideological and political content runs through the Signal and System course. This paper realizes the educational transformation from "ideological and political course" to "curriculum ideological and political"， and puts forward a specific curriculum ideological and political teaching scheme to achieve the effective connection between Ideological and political cases and curriculum content. Through the course of ideological and political education， we can stimulate the motive force of students' learning， improve their political literacy and strengthen their political ideas.

Keywords： curriculum ideology and politics; Signal and System; ideological and political elements; teaching case

2016年12月，在北京召開的全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上，習(xí)近平總書記出席并發(fā)表了重要講話，講話內(nèi)容強(qiáng)調(diào)“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人這個(gè)根本問題。要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”[1]。2017年12月，為進(jìn)一步落實(shí)黨的十九大和高校思想政治工作會(huì)議精神，教育部發(fā)布《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實(shí)施綱要》，該綱要中指出要破解高校政治思想工作中的不充分、不平衡問題，大力推動(dòng)以“課程思政”為目標(biāo)的教學(xué)改革，著力構(gòu)建一體化育人體系，打通育人“最后一公里”。

習(xí)近平總書記在高校思想政治工作會(huì)議上指出“要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，提升思想政治教育親和力和針對(duì)性，滿足學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向而行，形成協(xié)同效應(yīng)”[1]。

在這樣的大背景下，作為專任課教師，需要深刻思考如何在專業(yè)課教學(xué)中增加思政的過程和環(huán)節(jié)，如何將思政元素引入到專業(yè)課教學(xué)中，最終把以往純粹的講授專業(yè)知識(shí)提升到有中國(guó)特色的高等教育層面上來(lái)。因此，專任教師需要堅(jiān)持立德樹人，德育為先，做到思政課與專業(yè)課攜手同行[2]，讓學(xué)生了解未來(lái)應(yīng)成為什么樣的人，畢業(yè)后要為社會(huì)作出什么樣的貢獻(xiàn)。

一、信號(hào)與系統(tǒng)課程思政的必要性

信號(hào)與系統(tǒng)是通信工程、電子信息工程等電類專業(yè)和部分非電類專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，同時(shí)也是一門考研課程。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟練掌握信號(hào)和線性非時(shí)變系統(tǒng)的特性和基本分析方法，能建立簡(jiǎn)單電路系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行求解，能應(yīng)用這些理論和方法解決實(shí)際問題;掌握并理解確定性信號(hào)及系統(tǒng)的三大變換-傅里葉變換、拉普拉斯變換和z變換的原理及相互之間的關(guān)系;要求學(xué)生能夠獨(dú)立完成信號(hào)與系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)，通過這些實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)分析的基本方法，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步為學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)理論、通信理論、控制理論和信號(hào)處理及檢測(cè)等學(xué)科的內(nèi)容打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3-4]。

信號(hào)與系統(tǒng)課程理論內(nèi)容多、邏輯性強(qiáng)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜，該課程目前的授課狀況都是以教師講授專業(yè)知識(shí)為主，學(xué)生的視野常常局限于如何做題，如何考試，而忽略了一些能真正激發(fā)學(xué)習(xí)原動(dòng)力的根本問題[5-6]：為什么要學(xué)習(xí)這門課？如何樹立正確的世界觀和人生觀 學(xué)好這門課對(duì)自己未來(lái)的職業(yè)生涯有什么影響？我國(guó)通信行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)如何？怎樣利用自己的專業(yè)知識(shí)為國(guó)家的通信行業(yè)作出貢獻(xiàn)？為此，作為專業(yè)課教師，依據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，深入挖掘該課程中所蘊(yùn)含的思政元素[7-9]，在課堂上，除講授基礎(chǔ)知識(shí)之外，和同學(xué)們談人生、談理想，使學(xué)生視野開闊，內(nèi)心豐盈，引導(dǎo)青年學(xué)子樹立正確的價(jià)值觀和職業(yè)觀，充分發(fā)揮專業(yè)課的隱性教育功能，大力推動(dòng)思政課程向課程思政的教育轉(zhuǎn)型。

二、信號(hào)與系統(tǒng)課程思政內(nèi)容的引入

現(xiàn)以筆者所在的東北大學(xué)通信專業(yè)的幾位老師編寫的教材《信號(hào)與線性系統(tǒng)分析》（2018年11月，科學(xué)出版社）為基礎(chǔ)[10]，將該課程的某些知識(shí)點(diǎn)和思政元素相融合，重新規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，整合課程思政元素，挖掘課程思政內(nèi)涵。信號(hào)與系統(tǒng)課程的教學(xué)單元、教學(xué)內(nèi)容及相應(yīng)的思政元素見表1。

三、課程思政案例

以下將以《信號(hào)與線性系統(tǒng)分析》教材中的“3.12 調(diào)制與多路復(fù)用”一節(jié)為例，詳細(xì)介紹課程思政的實(shí)施過程。

（一）授課內(nèi)容

由于原始的基帶信號(hào)多是具有一定帶寬的低頻信號(hào)，不適宜在信道中直接進(jìn)行傳輸，因此在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制過程，而在接收端則需要解調(diào)過程。調(diào)制和解調(diào)是通信領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，通過調(diào)制，不僅可以進(jìn)行頻譜搬移，把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于多路復(fù)用或適合于信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)，而且它對(duì)系統(tǒng)傳輸?shù)挠行院涂煽啃杂兄艽笥绊憽?/p>

為提高通信系統(tǒng)的工作效率，希望一路傳輸介質(zhì)能同時(shí)傳輸多路信息。多路復(fù)用就是在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，允許兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)源共享同一個(gè)傳輸介質(zhì)。其基本方法是在發(fā)送端將若干個(gè)獨(dú)立的信號(hào)合并為可以在同一信道中傳輸?shù)膹?fù)合信號(hào)，在信號(hào)的接收端再將復(fù)合信號(hào)分離為若干個(gè)彼此獨(dú)立的信號(hào)。多路復(fù)用的原理如圖1所示。

（二）思政元素內(nèi)容

由調(diào)制解調(diào)、多路復(fù)用過渡到4G的關(guān)鍵技術(shù)OFDM，從而引申出如下思政元素。

1. 5G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)

4G開啟了基于無(wú)線寬帶通信為主導(dǎo)的移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，從技術(shù)角度看，以4G為代表的無(wú)線寬帶通信主要涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括智能天線、OFDM調(diào)制、MIMO、軟件無(wú)線電等。

5G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將引領(lǐng)世界進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)、無(wú)人駕駛和人工智能為主導(dǎo)內(nèi)容的新天地，大數(shù)據(jù)的發(fā)展也將進(jìn)入黃金時(shí)代。隨著5G的來(lái)臨，無(wú)線通信設(shè)備的數(shù)據(jù)量、準(zhǔn)確性、速度和多樣性等動(dòng)態(tài)特性將大規(guī)模擴(kuò)展，數(shù)據(jù)爆炸也隨之而來(lái)。大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)正在成為無(wú)線通信以及高效管理網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。

5G關(guān)鍵技術(shù)主要集中在大規(guī)模MIMO、超密集網(wǎng)絡(luò)和毫米波技術(shù)等。目前，我國(guó)5G的用戶數(shù)和基站數(shù)量均居全球第一，隨著5G終端價(jià)格的不斷下降，用戶接入5G網(wǎng)絡(luò)的成本也會(huì)隨之降低，這進(jìn)一步推動(dòng)了5G用戶數(shù)量的迅速增長(zhǎng)。

2. 6G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)

2018年3月，原工信部部長(zhǎng)苗圩在接受央視采訪時(shí)指出，我國(guó)已開啟了6G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的研究。由紫金山實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家、東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任尤肖虎教授領(lǐng)銜，聯(lián)合東南大學(xué)、北京郵電大學(xué)、電子科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)高校，邀請(qǐng)國(guó)際通信領(lǐng)域的頂尖學(xué)者，共同撰寫的長(zhǎng)篇綜述“Towards 6G wireless communication networks： vision， enabling technologies and new paradigm shifts”中提出了關(guān)于6G通信網(wǎng)絡(luò)的一些前瞻性概念，全面展望了6G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的最新進(jìn)展和未來(lái)趨勢(shì)：與當(dāng)前的5G相比，6G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)期待引入新的應(yīng)用場(chǎng)景與性能指標(biāo)，依賴于新的使能技術(shù)，6G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將出現(xiàn)“全覆蓋、全頻譜、全應(yīng)用、強(qiáng)安全”四大發(fā)展范式[11-12]。5G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)及未來(lái)6G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖2、圖3所示。

（三）價(jià)值拓展

通過介紹近年來(lái)通信行業(yè)的快速發(fā)展以及我國(guó)在國(guó)際舞臺(tái)上的重要作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛國(guó)熱情，樹立遠(yuǎn)大目標(biāo)和理想，激勵(lì)學(xué)生不畏艱辛，奮勇前行，在實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值和理想的同時(shí)，為我國(guó)通信事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

四、結(jié)束語(yǔ)

信號(hào)與系統(tǒng)課程思政建設(shè)旨在將大學(xué)生的思想政治教育與專業(yè)課程教學(xué)相融合，培養(yǎng)學(xué)生形成精益求精的信念，樹立追求卓越的目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力，提高心理素質(zhì)和思想政治覺悟。

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基金項(xiàng)目：2017年國(guó)家教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目“面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革”

（201702185012）;東北大學(xué)第二批課程思政校級(jí)示范課程“信號(hào)與線性系統(tǒng)”（無(wú)編號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：季策（1969-），女，漢族，遼寧沈陽(yáng)人，工學(xué)博士，副教授，研究方向?yàn)樾盘?hào)處理、OFDM關(guān)鍵技術(shù)。