思政元素融入信號與系統(tǒng)課程建設(shè)策略探析

唐亮 王海云 林智慧

摘要：課程思政是實(shí)現(xiàn)高校立德樹人的重要舉措，信號與系統(tǒng)課程是電子信息類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，如何有效地將思政元素融入專業(yè)課程中是值得深入思考的問題。文章通過將思政元素融入信號與系統(tǒng)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，給信號與系統(tǒng)課程的建設(shè)提供新的策略和思路。通過具體實(shí)踐表明將思政元素有效地融入專業(yè)課程建設(shè)過程，可啟發(fā)學(xué)生的辯證思維，熏陶學(xué)生的探索精神，厚植學(xué)生的家國情懷。

關(guān)鍵詞：信號與系統(tǒng)；課程思政；課程建設(shè)

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）36-0152-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

0 引言

有效地推動(dòng)課程中思想政治教育的建設(shè)是落實(shí)習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)的“守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思政課同向同行、形成協(xié)同效應(yīng)”的重要舉措，旨在使德育與智育相統(tǒng)一，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)全員全過程全方位育人[1]。2016年，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)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，開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面的講話給高校的課程改革和課程思政建設(shè)指明了方向，這就要求專業(yè)課教師在講好專業(yè)知識的同時(shí)要在專業(yè)課教學(xué)中有機(jī)地融入思政內(nèi)容，充分挖掘和發(fā)揮專業(yè)課教學(xué)中的思政元素，增強(qiáng)專業(yè)課程的理論性、專業(yè)性、思想性、親和力和針對性，實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識和正確價(jià)值觀有機(jī)統(tǒng)一[2]。

當(dāng)下社會(huì)已經(jīng)步入以信息化和智能化為主要特征的新工科時(shí)代，信號與系統(tǒng)課程作為工科專業(yè)電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)工程、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析和解決問題的能力，以及培養(yǎng)科學(xué)思維、實(shí)踐技能和綜合素質(zhì)，有著較為重要的影響。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生全面了解信號與系統(tǒng)的基本概念、熟練掌握信號與系統(tǒng)的基本的分析與計(jì)算方法，具備一定的獨(dú)立分析問題與解決問題的能力，逐步把學(xué)生從電路分析的知識領(lǐng)域引入信號與信息處理的知識領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生在信號處理領(lǐng)域解決實(shí)際問題的綜合分析能力、主動(dòng)獲取知識的能力，以及抽象思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，從而具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較高的專業(yè)理論水平和實(shí)踐技能 [3]。該課程具有“理論性強(qiáng)、專業(yè)性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣”等特點(diǎn)，其中蘊(yùn)含了大量豐富的思政元素，如果能將課程思政與課程教學(xué)有機(jī)深度融合，啟發(fā)學(xué)生的辯證思維能力，熏陶學(xué)生的科學(xué)探索精神，厚植學(xué)生的家國情懷，那么對于本門課程的教學(xué)改革、課程建設(shè)以及課程的高質(zhì)量發(fā)展具有重要而長遠(yuǎn)的影響。因此，作為電子信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，特別是理論性非常強(qiáng)的一門課程，應(yīng)該讓課程中存在思政元素，把該課程的講授和學(xué)習(xí)看作思政理論在實(shí)際專業(yè)知識領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)而對學(xué)生的思想、意識、行為、世界觀、人生觀、價(jià)值觀等產(chǎn)生影響，但因該課程注重理論和方法，造成課程思政切入點(diǎn)難度較大，因此亟須探索一種有效的方法策略將思政元素融入課程教學(xué)中，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀，樹立“不忘初心、牢記使命”的時(shí)代責(zé)任感，使得學(xué)生能將知識的獲取、能力的提升以及價(jià)值的塑造最終融合成一個(gè)有機(jī)的整體。

1 課程思政元素的融入

課程思政本身就意味著教育結(jié)構(gòu)的變化，即實(shí)現(xiàn)知識傳授、價(jià)值塑造和能力培養(yǎng)的多元統(tǒng)一，知識不是被簡單傳遞的，而是通過學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)構(gòu)建起來的，教師不能只關(guān)注自己講什么更重要的是要關(guān)注學(xué)生在學(xué)什么，將思想政治教育元素包括思想政治教育的理論知識、價(jià)值理念及精神追求等融入信號與系統(tǒng)課程中去，潛移默化地對學(xué)生的思想意識、行為舉止產(chǎn)生影響。因此，探索出將課程的培養(yǎng)與課程思政有機(jī)融合的策略，從課程教學(xué)目標(biāo)、課程設(shè)計(jì)、課點(diǎn)、教學(xué)方法和課程考核五個(gè)方面有機(jī)地融入思政元素。

1.1思政元素融入教學(xué)目標(biāo)中

信號與系統(tǒng)課程屬于工科類專業(yè)課程，要注重強(qiáng)化學(xué)生的工程理論教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。在制定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要體現(xiàn)上述內(nèi)容，因此信號與系統(tǒng)課程教學(xué)目標(biāo)設(shè)置從知識與技能目標(biāo)、過程與方法目標(biāo)、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)三個(gè)方面進(jìn)行，三個(gè)目標(biāo)并不是割裂的、毫無關(guān)系的，而是相互承接、相互聯(lián)系、相互融合、有機(jī)統(tǒng)一的[4]。

知識與技能目標(biāo)是學(xué)生需要熟練掌握課程的基礎(chǔ)知識和技能，了解相關(guān)知識領(lǐng)域的核心內(nèi)容、基本概念和原理，以實(shí)現(xiàn)課程思政目標(biāo)。首先，信號與系統(tǒng)課程的基礎(chǔ)知識包括信號的產(chǎn)生、傳輸和處理等內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)信號與系統(tǒng)的基本原理、基本理論和基本方法，可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)該具有的科學(xué)精神和具備的工程實(shí)踐能力，而培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新意識則是思想政治教育所注重的，通過將信號與系統(tǒng)的知識與思政教育相結(jié)合，幫助學(xué)生深入了解信號傳輸?shù)囊饬x和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新意識。其次，信號與系統(tǒng)的學(xué)習(xí)需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和邏輯思維能力，而培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和創(chuàng)新思維能力則是思想政治教育所注重，通過將信號與系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與思政教育相結(jié)合，能夠增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和邏輯思維能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維。

過程與方法目標(biāo)是學(xué)生應(yīng)該了解學(xué)習(xí)過程，并能夠有效地規(guī)劃學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生應(yīng)該能夠自主學(xué)習(xí)和解決問題，提高自己的學(xué)習(xí)能力，學(xué)生掌握不同的學(xué)習(xí)方法和研究技巧，學(xué)生應(yīng)該能夠有效地使用信息和技術(shù)資源來獲取知識，學(xué)生應(yīng)該了解如何參與協(xié)作和團(tuán)隊(duì)工作，以達(dá)到共同的目標(biāo)，是將知識與技能導(dǎo)向課程思政目標(biāo)的方法橋梁；通過問題引入每一個(gè)課點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生探知的欲望，獲取自主學(xué)習(xí)的方法；通過具體問題的分析、解決和拓展問題的思考，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)施探究學(xué)習(xí)方法；通過案例分析，引導(dǎo)學(xué)生樹立職業(yè)道德觀念、增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感；通過教學(xué)環(huán)節(jié)中小組討論、作業(yè)討論和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，促進(jìn)學(xué)生理解團(tuán)隊(duì)合作對解決實(shí)際問題的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和有效溝通能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣和積極性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力；培養(yǎng)學(xué)生的自信心和自尊心，鼓勵(lì)他們積極參與課堂和學(xué)校生活，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，意識到自己在社會(huì)中的作用和影響，是課程思政目標(biāo)的直接呈現(xiàn)。情感目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生不怕困難、勇于探索的品質(zhì)和求實(shí)求真的品格，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾黠L(fēng)；價(jià)值觀目標(biāo)：引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待問題，培養(yǎng)家國情懷和專業(yè)認(rèn)同感。

通過在三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)中將信號與系統(tǒng)知識內(nèi)容與思政相結(jié)合，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更廣泛的知識背景和促進(jìn)學(xué)生的思維素質(zhì)發(fā)展。這種綜合性的教育模式不僅能夠幫助學(xué)生更好地理解信號與系統(tǒng)的原理和應(yīng)用，還能培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的熱愛和激情，以及培養(yǎng)他們實(shí)踐工程能力、社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新能力、思辨能力、創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通能力等素質(zhì)，使他們成為具有綜合素質(zhì)的科技人才。

1.2 思政元素融入課程設(shè)計(jì)中

目前信號與系統(tǒng)課程的教學(xué)方式通常是采用傳統(tǒng)的課堂授課模式，傳統(tǒng)的講授模式對于這種理論性較強(qiáng)的課程來說效果不是很理想。原因主要是教師進(jìn)行課程的講授基本是按教材的章節(jié)順序進(jìn)行，沒有對課程章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行解構(gòu)和重構(gòu)，沒有進(jìn)行課點(diǎn)的重組。區(qū)別于傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)，通過對信號與系統(tǒng)課程完成三級矩陣的開發(fā)再造，對本門課程的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新組合，將原本10章的教學(xué)內(nèi)容通過課程重構(gòu)分解為一個(gè)章節(jié)5個(gè)項(xiàng)目，5個(gè)項(xiàng)目分別為：項(xiàng)目1是連續(xù)時(shí)間信號與連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析、項(xiàng)目2是連續(xù)時(shí)間信號與連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析、項(xiàng)目3是連續(xù)時(shí)間信號與連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析、項(xiàng)目4是離散時(shí)間信號與離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析、項(xiàng)目5是系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析。項(xiàng)目分解后，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)對每個(gè)項(xiàng)目融入思政元素，例如：教師在講解項(xiàng)目5系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析內(nèi)容時(shí)，通過對比輸入、輸出法和狀態(tài)變量分析法特點(diǎn)，輸入輸出法關(guān)注結(jié)果，而狀態(tài)變量分析法不僅僅關(guān)注結(jié)果，還關(guān)心中間的狀態(tài)變量的變化，從而引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅要注重考試成績，更要注重學(xué)習(xí)的過程，培養(yǎng)學(xué)生自己利用各種教學(xué)資源進(jìn)行自我學(xué)習(xí)的能力。采用的這樣的方式對每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行講解時(shí)做到層層展開、逐步加深，這樣的優(yōu)點(diǎn)很明顯，學(xué)生也更容易接受。同時(shí)學(xué)生通過了解各項(xiàng)目的課程思政目標(biāo)和整個(gè)課程的思政目標(biāo)學(xué)會(huì)正確看待個(gè)體和整體的辯證關(guān)系，學(xué)會(huì)從辯證的角度看待問題，在具體執(zhí)行時(shí)按照工作過程系統(tǒng)化，將5個(gè)項(xiàng)目按照由簡單到復(fù)雜的順序，難度逐漸增大，讓學(xué)生體會(huì)到所有事情的發(fā)展過程并不是一帆風(fēng)順的只有經(jīng)歷千辛萬苦才能取得成功[5]。

1.3 思政元素融入課點(diǎn)中

在進(jìn)行課程實(shí)施過程中一直困擾絕大多數(shù)授課教師最大的問題就是課程思政如何做到“如鹽入水”而不是像插播廣告一樣？答案是教師應(yīng)對課程內(nèi)容進(jìn)行重新認(rèn)識和重構(gòu)再造，挖掘背后的思政元素。通過對信號與系統(tǒng)課程知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，將課程思政落實(shí)到課點(diǎn)上，比如課點(diǎn)1：信號與系統(tǒng)概述課程，挖掘技能點(diǎn)背后的思政元素，在基本內(nèi)容概述中穿插講授通信相關(guān)的前沿知識，以及前沿技術(shù)的發(fā)展過程需要研發(fā)人員孜孜不倦，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，學(xué)生也可自行查閱文獻(xiàn)資料了解課點(diǎn)背后的科學(xué)家以及他們的故事，激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情，提升學(xué)生對學(xué)習(xí)的自信心。信號與系統(tǒng)課程的發(fā)展凝結(jié)了多位科學(xué)家的心血，如狄拉克、傅里葉、諾伯特.維納、拉普拉斯和奈奎斯特等多位著名科學(xué)家，這些科學(xué)家為科技的發(fā)展及社會(huì)的進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)。在教學(xué)過程中，可讓學(xué)生自己通過不同的方式了解這些科學(xué)家對信號與系統(tǒng)這門課程的貢獻(xiàn)以及他們的偉大成就，他們探索科學(xué)的過程、追求真理的歷程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中深切地體會(huì)到科學(xué)家的鉆研精神，從而幫助學(xué)生樹立遠(yuǎn)大目標(biāo)，為社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量[6]。如在講授課點(diǎn)信號的分類的知識內(nèi)容時(shí)，要將模擬信號變成數(shù)字信號需要經(jīng)過抽樣，這就涉及抽樣定理，抽樣定理也叫奈奎斯特定理，借此向?qū)W生介紹科學(xué)家奈奎斯特的生平事跡，奈奎斯特在科研過程中碰到很多困難，但是他不畏困難、刻苦鉆研，最終總結(jié)出的奈奎斯特采樣定理是信息論特別是通信與信號處理學(xué)科中的一個(gè)重要基本結(jié)論，為近代信息理論發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)。課程1個(gè)章節(jié)5個(gè)項(xiàng)目按照典型工作過程實(shí)施，課前教師利用QQ、微信等方式給出本次課程的問題，學(xué)生帶著問題利用微信公眾號、在線視頻資源完成相關(guān)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，上課過程中教師采用精講多練的方式對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行講解，重點(diǎn)講解學(xué)生在自學(xué)過程中不懂的內(nèi)容，為了解決學(xué)生難以理解的知識內(nèi)容，可以通過運(yùn)用動(dòng)畫的方式進(jìn)行展示和講解，課后學(xué)生完成相應(yīng)的習(xí)題，同時(shí)在線學(xué)習(xí)平臺上也有課程內(nèi)容相關(guān)的習(xí)題講解和練習(xí)題，學(xué)生可以通過對比來審視自己的學(xué)習(xí)狀況，從而最終達(dá)到加強(qiáng)和鞏固所學(xué)知識的目的。

1.4思政元素融入教學(xué)方法中

將思政元素融入課堂教學(xué)，是教師開展課程思政的關(guān)鍵和重點(diǎn)，教師需要根據(jù)課程特點(diǎn)及其章節(jié)內(nèi)容選擇合適的、多樣化的教學(xué)方法作為輔助手段。通過創(chuàng)設(shè)問題情境、價(jià)值判斷情境、創(chuàng)新教學(xué)方法等多種教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生在解決問題的過程中認(rèn)識問題和知識背后所蘊(yùn)含的理論思維、價(jià)值判斷等，激發(fā)學(xué)生的思想碰撞和情感體驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的價(jià)值引領(lǐng)。信號與系統(tǒng)課程的主要內(nèi)容是對兩類信號與兩類系統(tǒng)進(jìn)行分析，即連續(xù)信號與系統(tǒng)的分析和離散信號與系統(tǒng)的分析，通過分析課程內(nèi)容特點(diǎn)，在教學(xué)的過程中，教師可以通過對比的方式對這兩部分進(jìn)行講解。通過知識點(diǎn)和求解方法可以對比告訴學(xué)生他們之間有聯(lián)系，以此引申出任何事物之間都是普遍聯(lián)系的，任何事物也都處在發(fā)展變化過程中。該方法講究同中求異、異中求同，既能看到他們之間的聯(lián)系，又能明顯看到他們的差異性。因此，通過對比方法可以完全展示出知識點(diǎn)或事物之間的差異和相似之處，有利于學(xué)生更快更深刻掌握相關(guān)知識點(diǎn)[7]。除此之外對于三大變換對應(yīng)的性質(zhì)、通過系統(tǒng)函數(shù)判定連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性、利用部分分式法求系統(tǒng)的拉氏逆變換和逆Z變換等知識點(diǎn)，在教學(xué)的過程中，均可以使用對比的方式進(jìn)行講解。

1. 5思政元素融入課程考核中

在課程的考核過程中，并不是直接地融入思政元素，而是通過改革課程考核方式使學(xué)生明白任何事的成功是持之以恒的過程，而非一蹴而就，學(xué)生通過考核方式和考核結(jié)果了解自身的學(xué)習(xí)成效和今后努力的方向[8]。信號與系統(tǒng)課程通過不斷的考核改革，促使學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程中對知識的及時(shí)消化吸收，課程的考核體系能公平公正地評價(jià)學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用能力。課程考核采用平時(shí)成績考核、過程考核與期終考試考核相結(jié)合的方式，每一部分的總成績?yōu)?00分，平時(shí)考核成績占最終總成績的20%，平時(shí)成績包括學(xué)生的出勤情況、課堂回答問題情況、課堂表現(xiàn)情況等；過程考核成績占總成績的20%，包括學(xué)生作業(yè)的完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況、階段性測評成績等；期終考核成績占總成績的60%。各部分的要求及評分細(xì)則會(huì)在信號與系統(tǒng)課程的開課說明中詳細(xì)給出，并在課程開始時(shí)告知學(xué)生，課程結(jié)束時(shí)進(jìn)行公示。通過此考核體系有效地提高學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過程中學(xué)習(xí)積極性及對知識的完整掌握，并對學(xué)有余力的同學(xué)提供更好的知識和能力的擴(kuò)展空間。

2 結(jié)束語

本文作者結(jié)合自己多年的信號與系統(tǒng)課程教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從不同角度挖掘信號與系統(tǒng)課程思政元素的切入點(diǎn)，使專業(yè)課程和思政元素有機(jī)融為一體，有效避免課程和思政“兩張皮”的問題，既體現(xiàn)了專業(yè)課的育人價(jià)值，也實(shí)現(xiàn)了自然科學(xué)與馬克思主義哲學(xué)的融會(huì)貫通，更為其他類似專業(yè)的專業(yè)課程如何有效進(jìn)行思政元素的融入提供了一條新的方法和途徑。通過實(shí)際的教學(xué)效果也說明本文的方法和理論既可以有效提升課程的教學(xué)質(zhì)量，又讓學(xué)生獲得專業(yè)知識的同時(shí)引發(fā)學(xué)生對人生的思考，對學(xué)生價(jià)值觀的培養(yǎng)具有積極的意義。

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【通聯(lián)編輯：朱寶貴】