積極心理學(xué)視域下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革探索與實踐

[摘" 要]為應(yīng)對新型工業(yè)化的育人要求，以及工科專業(yè)教學(xué)針對性創(chuàng)新和優(yōu)化的需求，探索積極心理學(xué)視域下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革方式方法。首先，采用調(diào)查問卷法和半結(jié)構(gòu)式訪談，對教學(xué)主體所面臨的問題進(jìn)行深入剖析。其次，提出“塑造積極人格特質(zhì)、強(qiáng)化積極情緒情感體驗、構(gòu)建積極生涯”為一體的課程改革路徑及相關(guān)舉措。最后，以傅里葉變換章節(jié)為案例，進(jìn)行了積極心理學(xué)視域下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)設(shè)計與實踐。積極心理學(xué)視域下的課程教學(xué)，有助于教學(xué)主體同時擁有成就感、滿足感等積極主觀體驗，實現(xiàn)專業(yè)教育和思政育人同向同行、與時俱進(jìn)。

[關(guān)鍵詞]積極心理學(xué)" 信號與系統(tǒng)" 培育路徑

基金項目：該教學(xué)研究成果得到2021年陜西教育教學(xué)改革研究（重點(diǎn)攻關(guān)）項目（編號：21BG019）、2023年陜西省研究生教育綜合改革研究與實踐（重點(diǎn)）項目（編號：YJSZG2023070）以及2023年西安理工大學(xué)青年教師教學(xué)改革基金教學(xué)研究項目（編號：xqj2321）的資助。

引" 言

第四次工業(yè)革命是以人工智能、數(shù)字孿生、生物醫(yī)學(xué)、量子信息技術(shù)等為主的全新技術(shù)革命。作為與人工智能發(fā)展緊密相關(guān)的基礎(chǔ)課程，《信號與系統(tǒng)》的理論方法被廣泛應(yīng)用于智能算法、模型預(yù)測控制、模式識別、自適應(yīng)控制等方面。為此，教學(xué)工作者應(yīng)勇于探索《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革，積極把握第四次工業(yè)革命浪潮下的巨大歷史機(jī)遇，培養(yǎng)新型工業(yè)化人才，服務(wù)國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

《信號與系統(tǒng)》在電氣類課程體系中具有舉足輕重的作用，但開課時間在大二，學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)尚在發(fā)展和初步塑造階段；此外，具有理論性強(qiáng)、公式繁雜、概念抽象等特點(diǎn)。以上原因?qū)е略撜n程的“教”與“學(xué)”面臨較大挑戰(zhàn)。為此，相關(guān)教學(xué)工作者就此提出諸多課程改革思路，譬如項目驅(qū)動式教學(xué)、融入課程思政元素以及基于OBE理念的課程建設(shè)方法。然而，課程教學(xué)改革依舊任重而道遠(yuǎn)，尤其是在第四次工業(yè)革命浪潮下，人才培養(yǎng)既要滿足新型工業(yè)化的專業(yè)需要，又要融入國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

積極心理學(xué)相關(guān)理論的發(fā)展，為科研教育工作者提供了一個全新的視角，有助于推動高校教育工作者對教育內(nèi)容、教育模式、教育環(huán)境等要素的破舊立新；有助于促使教育工作者在教育過程中激發(fā)學(xué)生現(xiàn)有或潛在優(yōu)秀品質(zhì)，掌握大學(xué)生心理特點(diǎn)，更好地推進(jìn)專業(yè)育人與思政育人。因此，本文將借鑒積極心理學(xué)相關(guān)理論，探索積極心理學(xué)視域下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革方法和舉措。

積極心理學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.積極心理學(xué)理論研究現(xiàn)狀

心理學(xué)家Seligman和Csikzentmihlyi首先提出了積極心理學(xué)概念，呼吁心理學(xué)不僅要關(guān)注疾病，也要關(guān)注人的力量；不僅要修復(fù)損壞的地方也要努力構(gòu)筑生命中美好的東西。特別呼吁發(fā)掘并利用人類積極和美好的力量來抵御存在于自身和周遭環(huán)境中的消極力量和痛苦。

2002年《積極心理學(xué)手冊》發(fā)表，國外積極心理學(xué)研究已形成相對完整的理論體系，且成為全球教育領(lǐng)域的新趨勢。其研究主要包括以下三個方面：一是積極的主觀體驗。旨在幫助個體更好地認(rèn)識和利用自己的積極情感和心理，從而提高生命的質(zhì)量。二是積極的品質(zhì)。積極品質(zhì)分為對內(nèi)和對外的積極品質(zhì)，即在面對問題和挑戰(zhàn)時具備積極的應(yīng)對措施和解決能力，同時也能夠愉快地接受他人真誠的贈予。三是積極的組織和文化。主要關(guān)注個體所處的環(huán)境和社會支持，進(jìn)而提高個體的生命質(zhì)量和幸福感。

2.積極心理學(xué)教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀

在國外，積極心理學(xué)已經(jīng)逐漸滲透教育學(xué)、管理學(xué)等不同學(xué)科，使積極心理學(xué)理論得以不斷創(chuàng)新和發(fā)展。由于其契合人們強(qiáng)烈渴望實現(xiàn)自己的價值和追求自己幸福的愿望，當(dāng)下美國、英國、澳大利亞等都已興起積極教育，且有逐步發(fā)展為全球教育領(lǐng)域的新趨勢。

在國內(nèi)，積極心理學(xué)在2008年被率先應(yīng)用于思想政治課教學(xué)，用以提升思政課程教學(xué)思想性、理論性和親和力。此后，許多學(xué)者也陸續(xù)開始從各個角度研究積極心理學(xué)與專業(yè)課教學(xué)的結(jié)合問題，但大多仍停留在矯治學(xué)生的負(fù)面心理上，疏于對大學(xué)生內(nèi)在積極潛能和積極力量的引導(dǎo)與發(fā)展。

積極心理學(xué)視域下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革路徑

1.面向教學(xué)主體的調(diào)查問卷和半結(jié)構(gòu)式訪談

《信號與系統(tǒng)》課程開設(shè)于大學(xué)二年級，學(xué)生通過《高等數(shù)學(xué)》《電路分析》等前置課程的學(xué)習(xí)，具備了初步的數(shù)理基礎(chǔ)。但對于工程實踐的理解明顯不足，且電氣工程專業(yè)素養(yǎng)尚在發(fā)展和初步塑造階段。本文通過問卷調(diào)查法，對學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行了細(xì)致全面的分析和評價。

如圖1所示，通過對專業(yè)課教師進(jìn)行半結(jié)構(gòu)式訪談，對教師的教法進(jìn)行深入剖析。得出結(jié)論如下：作為承擔(dān)《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)的工科專業(yè)教師，由于考核指標(biāo)輕教學(xué)而重科研，導(dǎo)致大部分教師對教學(xué)的重視程度不夠，在教學(xué)上投入的時間和精力十分有限。此外，教師過多強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程中的問題、缺點(diǎn)和不足等，容易給學(xué)生帶來明顯的外力強(qiáng)加和消極暗示。

基于調(diào)查問卷和半結(jié)構(gòu)式訪談結(jié)果，將《信號與系統(tǒng)》教學(xué)存在的問題提煉概括為以下三個方面：一是教學(xué)過程中尚未充分發(fā)揮學(xué)生的主體性。教師授課多采用單一灌輸?shù)姆绞?，使得學(xué)生缺乏機(jī)會去表達(dá)和參與其中，學(xué)生的需求沒有得到關(guān)注，致使學(xué)生的情感接受和認(rèn)同存在不足。直接表現(xiàn)為缺乏課程學(xué)習(xí)興趣、不按時完成作業(yè)、上課玩手機(jī)甚至逃課等不良現(xiàn)象。二是教學(xué)過程中思政元素濫用、融入方式生硬。面對新技術(shù)和新知識在第四次工業(yè)革命中呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長的新局面，過于強(qiáng)調(diào)專業(yè)化導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容沒有及時推陳出新。導(dǎo)致在課程思政環(huán)節(jié)，存在思政元素濫用、融入方式生硬的缺點(diǎn)。三是教學(xué)理念滯后于第四次工業(yè)革命背景下的教學(xué)需求。部分一線教學(xué)教師不可避免地留下傳統(tǒng)本科教育的痕跡，培養(yǎng)學(xué)生的課題都是假問題，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新。向社會學(xué)習(xí)、向?qū)嵺`學(xué)習(xí)，打造符合第四次工業(yè)革命挑戰(zhàn)的教育新形態(tài)。

在完成一輪教學(xué)實踐之后，再度進(jìn)行問卷調(diào)查與半結(jié)構(gòu)式訪談，通過不斷總結(jié)、不斷優(yōu)化，形成積極心理學(xué)視域下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。

2.《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革路徑

根據(jù)第四次工業(yè)革命背景下的教學(xué)需求，采用圖2所示研究思路，構(gòu)建了積極心理學(xué)視域下的《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革路徑。下文將分別從塑造積極人格特質(zhì)、強(qiáng)化積極情緒情感體驗、構(gòu)建積極生涯三個方面進(jìn)行闡述。

（1）塑造積極人格特質(zhì)

積極心理學(xué)相關(guān)理論指出，要從根本上幫助學(xué)生樹立樂觀、自立、勇于面對挑戰(zhàn)的性格，從而真正幫助他們尋找到幸福、滿足和愉悅的積極感受，就需要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與、體驗和內(nèi)省。為此，在《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)中，要滿足大學(xué)生尋求積極體驗的動機(jī)和實現(xiàn)個人目標(biāo)、被尊重、被信任的需求，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的積極心理狀態(tài)，塑造其積極人格，增強(qiáng)其積極性。

案例1：傾聽學(xué)生想法，充分尊重和信任學(xué)生并給予支持。某節(jié)課在講解卷積圖解法過程中，突然有一位同學(xué)站起來，徑直走到了前排門口，同學(xué)們一片嘩然。我問他：是否身體不舒服？他回答：老師，有點(diǎn)瞌睡，但又想學(xué)習(xí)，所以站起來聽；怕?lián)踝∑渌瑢W(xué)視線，就站門口聽講。下面同學(xué)發(fā)出一陣笑聲，這位同學(xué)也有一點(diǎn)尷尬。其實，從這位同學(xué)的回答可以解讀出兩點(diǎn)：一是他想學(xué)，二是他還考慮到了其行為對身后同學(xué)的影響。我對他立即進(jìn)行表揚(yáng)，消除了他本人的尷尬和其他同學(xué)的誤會，更重要的是讓這位同學(xué)感受到被尊重和被信任。

（2）強(qiáng)化積極情緒情感體驗

積極心理學(xué)相關(guān)理論認(rèn)為：在當(dāng)下高等院校教學(xué)過程中，教師和學(xué)生早已不是單純的教育與被教育的關(guān)系，兩者都是有能力、有想法的參與者，兩者也都需要在教學(xué)的過程中不斷學(xué)習(xí)和成長。為此，需要進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生主體地位，充分調(diào)動其積極性；教師也要打破固化印象，樹立積極開放的心態(tài)，嘗試接納新鮮事物。

案例2：用學(xué)生喜歡、熟悉的方式調(diào)動起大家的積極性。在講信號的時間變換運(yùn)算時，正逢電視劇《狂飆》熱播。為此，在講述這部分知識時先向?qū)W生拋出一個問題：阿強(qiáng)同學(xué)在視頻平臺用2倍速看《狂飆》，請問信號發(fā)生了什么變化？在講解完信號的移位、反轉(zhuǎn)、尺度變換后，再請學(xué)生們分析：用2倍速和0.5倍速看視頻時各自對應(yīng)哪種信號變換。

案例3：讓學(xué)生成為課堂的參與者。在講解卷積理論時，采用翻轉(zhuǎn)課堂。將30名學(xué)生分成5個小組，嘗試采用生動有趣的故事來解析生硬的卷積原理。其中，4個小組依次進(jìn)行了“西游記之天上的聲音”“百萬修音師”“聲音的時空轉(zhuǎn)移”以及“卷積與地震勘探”的作品展示。展示后第5組學(xué)生對4個小組的表現(xiàn)進(jìn)行打分和點(diǎn)評。最后將每位學(xué)生的表現(xiàn)和小組貢獻(xiàn)計入平時成績。

（3）構(gòu)建積極職業(yè)生涯

積極心理學(xué)指出，通過關(guān)注個體所處的環(huán)境和社會支持，可以顯著提高個體的生命質(zhì)量和幸福感。對高校學(xué)生而言即為構(gòu)建積極職業(yè)生涯，幫助學(xué)生明晰自己面對的環(huán)境和社會支持。為此，《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革 全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》也指出，進(jìn)一步強(qiáng)化實踐育人，深化產(chǎn)教融合、校企合作，建成一批對區(qū)域和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有較強(qiáng)支撐作用的高水平應(yīng)用型高等學(xué)校。然而，諸多應(yīng)用型高校不可避免地留存著傳統(tǒng)本科教育的痕跡，存在工程教育與工程實際脫節(jié)、實踐動手能力弱、企業(yè)對人才培養(yǎng)過程參與度低的問題。因而，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新，向社會學(xué)習(xí)、向?qū)嵺`學(xué)習(xí)，打造符合第四次工業(yè)革命挑戰(zhàn)的教育新形態(tài)?？梢月?lián)系知名企業(yè)的工程師或技術(shù)人員帶著課題進(jìn)入課堂，在實際問題的驅(qū)動下激發(fā)學(xué)生構(gòu)建積極的職業(yè)生涯，進(jìn)而立志成為解決卡脖子技術(shù)及行業(yè)難題的高端技術(shù)人才。

案例4：以“互聯(lián)網(wǎng)+”等競賽為載體的實踐與創(chuàng)新。筆者基于與航天研究機(jī)構(gòu)合作科研課題，擬定了題為“航空整流變換器系統(tǒng)多層級動態(tài)切換仿真技術(shù)和EDA設(shè)計軟件”的參賽項目。該項目基于《信號與系統(tǒng)》中的時/頻域變換理論，提出一種動態(tài)頻域建模方法，可以實現(xiàn)從架構(gòu)層、函數(shù)層、行為層到組件層的多層級暫態(tài)建模，適用于航空整流變換器系統(tǒng)的全周期設(shè)計與生產(chǎn)。該項目立足《信號與系統(tǒng)》課程基礎(chǔ)理論，面向國家航空航天重大需求，既可以開拓學(xué)生視野、及早開展職業(yè)生涯規(guī)劃，又有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和家國情懷。

3.積極心理學(xué)視域下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)設(shè)計

本節(jié)以“傅里葉變換”章節(jié)為例，詳細(xì)說明積極心理學(xué)視域下《信號與系統(tǒng)》課程改革路徑及實踐方法，具體如圖3所示。

作者在所帶班級開展積極心理學(xué)視域下的《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)實踐，相比以往在課堂教學(xué)等各方面均取得明顯進(jìn)步，具體表現(xiàn)在：期末考試成績位居年級前列、大多數(shù)學(xué)生積極參與了互聯(lián)網(wǎng)+等各類學(xué)生競賽、部分學(xué)生申請?zhí)崆斑M(jìn)入研究生課題組觀摩學(xué)習(xí)等。此外，在學(xué)期結(jié)束時向所在班級學(xué)生發(fā)放《課程評價》的問卷，排名靠前的幾類回答列舉如下。

問：請你對本學(xué)期《信號與系統(tǒng)》課程進(jìn)行評價，另外談?wù)剬δ阌惺裁从绊懀?/p>

（1）老師找同學(xué)互動的方式很好，帶動了學(xué)生的參與熱情，增添了課堂氛圍（積極的情緒情感體驗）

（2）老師列舉的一些社會熱點(diǎn)事件背后的信號知識很有意思（基于新型工業(yè)化需求，幫助學(xué)生構(gòu)建積極生涯）

（3）希望將來能解決卡脖子技術(shù)（積極的人格特質(zhì)，專業(yè)育人與思政育人并行）

以上積極反饋，進(jìn)一步堅定了課題組在積極心理學(xué)視域下探索《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)方法的決心和信心。

結(jié)" 語

通過將積極心理學(xué)理論擴(kuò)展應(yīng)用至電氣工程專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)，構(gòu)建了積極心理學(xué)視域下的《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革路徑。有助于“教”“學(xué)”雙方都能用積極的心態(tài)建構(gòu)和諧教學(xué)環(huán)境、在“教”與“學(xué)”的過程中能同時擁有成就感和滿足感等主觀體驗。上述積極心理學(xué)視域下的教學(xué)改革探索與實踐，在提升《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，既能培養(yǎng)符合第四次工業(yè)革命發(fā)展要求的高質(zhì)量新型工業(yè)化人才，又能培養(yǎng)自尊自信、理性平和、積極向上的社會主義建設(shè)者和接班人。

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（原東昇、尹忠剛：西安理工大學(xué)電氣工程學(xué)院；于維佳：空軍工程大學(xué)軍政基礎(chǔ)系；張那明：西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院）