“信號檢測與估計”課程思政教學設計

麥超云 甘俊英 曾軍英 曹路

［摘 要］ “信號檢測與估計”是信號與信息處理學科的基礎理論方法，也是信息類各專業(yè)研究生和高年級本科生的重要課程之一，為計算機、通信、雷達、聲納、自動控制等工程領(lǐng)域提供了理論基礎。以“信號檢測與估計”課程教學為例，探討課程思政設計的三種思路：闡述課程包含的科學方法，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維、創(chuàng)新意識和實踐能力；提煉課程蘊含的家國情懷、社會責任等價值內(nèi)容，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)相融合；挖掘與課程相關(guān)的國家科技前沿內(nèi)容，總結(jié)國家制度的優(yōu)勢，幫助學生堅定“四個自信”。實踐表明，將思政元素融入課程教學設計中可取得較好的教學效果。

［關(guān)鍵詞］ 信號檢測與估計；教學設計；課程思政

［基金項目］ 2021年度廣東省研究生教育創(chuàng)新計劃項目“檢測與估計理論示范課程建設”（2021SFKC079）；2020年度五邑大學研究生教育創(chuàng)新計劃項目“檢測與估計理論研究生示范課程建設”（YJS-SFKC-20-02）；2021年度五邑大學課程思政示范項目“機器學習貝葉斯算法”（SZ2021017）；2021年度五邑大學本科高質(zhì)量課程建設與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育建設改革項目“電工與電子技術(shù)線下一流課程”（KC2021024）

［作者簡介］ 麥超云（1989－），男，廣東鶴山人，博士，五邑大學智能制造學部副教授，主要從事信號檢測與估計研究；甘俊英（1964－），女，江西樟樹人，博士，五邑大學智能制造學部教授，主要從事現(xiàn)代信號處理研究；曹 路（1983－），女，湖北松滋人，博士，五邑大學智能制造學部講師，主要從事圖象處理研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）21-0152-04［收稿日期］ 2022-08-15

引言

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：“要堅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全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！保?］2017年，教育部黨組印發(fā)了《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實施綱要》，提出課程育人質(zhì)量提升體系，統(tǒng)籌推進課程育人［2］。課程思政指學校育人的所有教學科目和教育活動都滲透并貫穿思想政治教育，其特點是以課程為載體，思想政治教育是靈魂，課程的育人功能和價值取向鮮明，而傳統(tǒng)的課程邊際淡化［3］。課程思政是一種課程觀，是將高校思想政治教育融入課程教學和改革的各環(huán)節(jié)、各方面，圍繞“知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合”的課程目標，充分發(fā)揮包含專業(yè)課程在內(nèi)的其他所有課程的育人價值［4］。

針對課程思政，我校擁有自己的開展思路，總結(jié)教學實踐結(jié)果，提出了不同的觀點［5］。針對不同的工科課程，有學者提出三種課程思政教學路徑，即嵌入式課程思政教學路徑、支撐式課程思政教學路徑、補充式課程思政教學路徑［6］。同時，嘗試在三個方面進行工科課程思政實踐探究［7］，嘗試在大學實驗教學的知識傳授、技能培養(yǎng)中融入家國情懷和科學素養(yǎng)等思政元素，實現(xiàn)知識探究、能力建設、思想政治與行為素養(yǎng)協(xié)同發(fā)展的課程思政育人成效。

目前，“信號檢測與估計”課程的教改研究多數(shù)強調(diào)理論教學要結(jié)合基于Matlab的實驗仿真［8-11］、教材建設［12-13］、采用多樣化的教學方法［14］或全面闡述課程建設［15］，較少涉及課程思政的相關(guān)研究。教師要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，充分發(fā)揮課程思政的作用和功能。卓越創(chuàng)新人才的培養(yǎng)離不開對國情、社情、黨情的充分把握，本文以“信號檢測與估計”課程為例探索課程思政建設，具有理論與實際指導意義。

一、“信號檢測與估計”課程簡介

“信號檢測與估計”課程以隨機過程、數(shù)理統(tǒng)計、矩陣理論等數(shù)學工具為基礎，同時將信息傳輸與處理理論融為一體，是一門專業(yè)性強的基礎理論學科［16］9-10。

作為信息載體的信號在傳輸過程中，通常受到隨機干擾因素的影響，因此，接收端的信號處理設備必須對接收信號進行統(tǒng)計分析，而統(tǒng)計分析的基本任務是判定某種信號是否存在（即信號檢測）和估計攜帶信息的信號參量（即參量估計）。

“信號檢測與估計”是五邑大學信息與通信工程專業(yè)研究生的必修學位課程，根據(jù)教學大綱和教學計劃，教學時數(shù)為48學時，內(nèi)容體系分為16講。

二、“信號檢測與估計”課程思政元素融入方法

（一）以知識到實際應用例子的教學方法闡述課程包含的科學方法，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維、創(chuàng)新意識和實踐能力

“信號檢測與估計”作為隨機信號統(tǒng)計處理的理論，其公式與理論分析讓學生感到抽象、難理解，致使學生感受不到知識的實用性，在教學過程中，教師需要將數(shù)學符號及數(shù)學表示式所代表的物理意義用具體案例敘述出來，避免將內(nèi)在的含義湮沒在公式推導中，將知識點和實際應用聯(lián)系起來，使學生樹立正確的數(shù)理統(tǒng)計觀念，提高分析、解決隨機現(xiàn)象問題的能力，以及運用所學知識處理實際問題的能力。

例1：在講述“貝葉斯公式”知識點時，舉“高射炮演習擊中飛機”的例子［16］9-10，求若炮彈已使飛機墜毀，最有可能是因為炮彈擊中了什么部位？解答該題目前，教師先提問，讓學生做直觀的判斷，很多學生認為是擊中發(fā)動機。根據(jù)數(shù)據(jù)計算，正確答案是擊中其他部位。通過該例子，教師要引導學生采取科學的統(tǒng)計方法，在一定數(shù)學分析的基礎上，幫助自己做出正確的判斷。

（二）提煉課程內(nèi)容中蘊含的家國情懷、社會責任等價值內(nèi)容，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)的融合

依托課程領(lǐng)域的知識與實踐方法，注重提煉課程中所蘊含的愛國情懷、社會責任、人文精神等價值理念，通過引入在課程領(lǐng)域做出成就的個人奮斗事跡等，提升課程的思想政治教育感染力，培養(yǎng)學生的家國情懷和行業(yè)理想。同時，將價值引領(lǐng)融入相應的專業(yè)知識傳授中，逐步擺脫單向灌輸?shù)葌鹘y(tǒng)教育方式的路徑依賴，不斷增進內(nèi)容的知識性、學理性以及方法的多樣性，全面提升課程思政育人的吸引力和感染力，緩解思想政治理論課“孤島化”的現(xiàn)實困境。

例2：在講述“雷達信號的檢測”知識點時，介紹在雷達領(lǐng)域做出巨大貢獻的科研人員，如“中國雷達之父”等，通過分享他們在國家科研、國防事業(yè)方面的事跡，讓學生感受前輩的家國情懷、使命擔當、探索創(chuàng)新精神與大國工匠精神，在榜樣引領(lǐng)的作用下，逐步建立愛國情懷和勇于承擔社會責任的價值理念。

（三）挖掘與國家科技前沿相關(guān)的課程知識點，總結(jié)國家制度優(yōu)勢，堅定國家自信和文化自信

介紹行業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前沿和趨勢，一方面充分展現(xiàn)改革開放以來我國在相關(guān)領(lǐng)域取得的重大進展，以此幫助學生更好地堅定“四個自信”；另一方面，認真剖析國際競爭態(tài)勢及我國在發(fā)展中面臨的機遇和挑戰(zhàn)，激勵學生通過實現(xiàn)自己的青春夢和創(chuàng)業(yè)夢，聚力實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢。

例3：講述“信號波形的估計”知識點，涉及目標跟蹤的應用時，在課堂教學中介紹中國航天事業(yè)的時政熱點事件：北京時間2021年10月16日0時23分，翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員乘坐的神舟十三號載人飛船發(fā)射；2022年4月16日9時56分，神舟十三號載人飛船返回艙成功著陸。

借助中國航天事業(yè)的時政熱點事件，教師可總結(jié)國家制度的優(yōu)勢，讓學生堅定“四個自信”。

根據(jù)課程實際教學情況，本課程主要教學內(nèi)容與課堂思政元素設計如表1所示。

三、教學效果分析

對“信號檢測與估計”課程教學內(nèi)容中進行思政設計，不僅可提升課程思政立德樹人的效果，也能讓學生對知識點的掌握有更好的渠道和方式，提高了教學效果。

對2017—2021級修完該課程的學生進行問卷調(diào)查，其中有效問卷143份。調(diào)查結(jié)果表明，采用課程思政的教學方式，學生認為不僅學到了知識，還了解了國事，對于自己應該承擔的社會責任更有落腳點，更堅定要樹立遠大的理想和抱負。學生對于中國故事和英雄事跡會有主動了解與傳播的愿望。因此，教師結(jié)合實際應用來講解知識點的方式以及融入思政元素的教學，能幫助學生更加科學理性地解決問題，對學生正確價值觀的樹立起到了積極的引導作用。

結(jié)語

“信號檢測與估計”的課程思政，實現(xiàn)了知識線與思想政治教育線齊頭并進，融入了科學思維方法、家國情懷與使命擔當、國家自信與文化自信等思政元素。學生反饋的效果表明，他們對課程思政的認同感提高了，認為從課程思政中受益良多。結(jié)合課程思政的教學，在一定程度上激發(fā)了學生的愛國之情和報國之志，增強了學生學習的主動性和對課程的認同感，樹立了正確的世界觀、人生觀和價值觀。后續(xù)筆者將繼續(xù)深入挖掘思政元素，使課程中的思政元素成為專業(yè)教學的興奮點和創(chuàng)新點。

參考文獻

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Teaching Design of Signal Detection and Estimation Based on the Curriculum Ideology and Politics

MAI Chao-yun， GAN Jun-ying， ZENG Jun-ying， CAO Lu

（Faculty of Intelligent Manufacturing， Wuyi University， Jiangmen， Guangdong 529020， China）

Abstract： Signal Detection and Estimation is the basic theoretical method of Signal and Information Processing， and it is one of the important courses for graduate students and senior postgraduates of information majors. It is a professional course， providing theoretical basis for computer， communication， radar， sonar， automatic control and other engineering fields. Taking the course “Signal Detection and Estimation” as an example， this paper discusses three ideas of teaching design of the course from the ideological and political perspective. The first is to explain the scientific methods included in the course， which aims to cultivate students systematic thinking， innovative consciousness and practical ability. The second is to refine the value contents of the course， such as native land emotion， social responsibility， etc， which aims to realize the integration of knowledge transfer and value guidance. The third is to tap the frontiers of Chinese science and technology related to the course， sum up the advantages of the national system， which aims to help students build the confidence in our nation and culture. Practice shows that the integration of ideological and political elements into course teaching design has achieved good results.

Key words： signal detection and estimation; teaching design; curriculum ideology and politics