新工科信息類專業(yè)課程思政育人實踐

［摘 要］目前，信息類專業(yè)人才培養(yǎng)存在“重教書輕育人、重智育輕德育”的問題。為全面落實立德樹人根本任務(wù)、提高課程思政教育質(zhì)量，筆者從理論課程教學(xué)、實踐課程教學(xué)兩方面進行了新工科信息類專業(yè)課程思政育人實踐，通過開展具有專業(yè)特色的端正“三觀”、科學(xué)方法、科學(xué)精神、職業(yè)素養(yǎng)以及心理健康等方面的思政教育，實現(xiàn)價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)的有機統(tǒng)一，進而培養(yǎng)品德端正、全面發(fā)展的優(yōu)秀新工科人才。

［關(guān)鍵詞］信息類專業(yè)；立德樹人；新工科；課程思政

［中圖分類號］G641 ［文獻標(biāo)識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）11-0112-04

新工科是我國高等工程教育在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟背景下工程教育改革的重大戰(zhàn)略與部署，要求培養(yǎng)的工科人才必須具備更高的創(chuàng)新能力和跨界整合的能力，強調(diào)德才兼?zhèn)?、繼承與創(chuàng)新、交叉與融合[1]。信息技術(shù)是現(xiàn)代活力強、應(yīng)用面廣的高新技術(shù)，如何構(gòu)建符合時代特色的信息類專業(yè)人才培養(yǎng)模式，以滿足新時代行業(yè)人才需求，是信息類專業(yè)建設(shè)與發(fā)展的重要課題。

才者，德之資也；德者，才之帥也。人才培養(yǎng)是教書和育人相統(tǒng)一的過程，而育人是根本。人無德不立，育人的根本在于立德。但目前信息類專業(yè)人才培養(yǎng)存在“重教書輕育人、重智育輕德育”的問題，也就是專業(yè)課程教師只教專業(yè)知識，認為思政教育是思政課程教師的任務(wù)。傳統(tǒng)的思政教育以思想政治理論課程教學(xué)為主，往往局限于抽象理論灌輸，未能結(jié)合專業(yè)實踐進行應(yīng)用分析，導(dǎo)致學(xué)生理解不深刻，難以對學(xué)生品行發(fā)展及專業(yè)造詣產(chǎn)生深遠影響。由于信息類專業(yè)課程具有邏輯性強、概念抽象、推導(dǎo)煩瑣等特點，加上內(nèi)容多、學(xué)時緊，部分高校的思政教育被當(dāng)作一種表面形式排擠在專業(yè)知識教學(xué)之外，德育工作難以落實到專業(yè)課堂教學(xué)中[2]。

教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》強調(diào)：全面落實立德樹人根本任務(wù)，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體[3]。筆者根據(jù)因材施教的基本原則，對信息類專業(yè)理論課程思政教育和實踐課程思政教育兩方面進行了如下創(chuàng)新與實踐，以達到融“素質(zhì)、知識、能力”為一體的新工科人才培養(yǎng)目的。

一、理論課程思政教育

（一）理論教學(xué)中的人生觀思政教育

“人才”必須先“成人”再“成才”。所謂“成人”，最重要的是具有端正人生觀的智慧。信息類專業(yè)大學(xué)生也不例外，只有足夠智慧，才能在瞬息萬變的信息專業(yè)領(lǐng)域從容應(yīng)對各種風(fēng)險與挑戰(zhàn)、發(fā)揮聰明才智。信息類專業(yè)理論課程教學(xué)是培養(yǎng)信息類專業(yè)人才的主要環(huán)節(jié)，利用其進行思政教育最基本、最重要的方法是有效融入端正人生觀的思政教育。以通信工程、電子信息工程等信息類專業(yè)的主干專業(yè)課程通信原理為例，筆者在進行數(shù)字調(diào)制技術(shù)的教學(xué)時，對比了幾種主要的數(shù)字調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點和應(yīng)用領(lǐng)域[4]：幅移鍵控的優(yōu)點是設(shè)備簡單、頻帶利用率較高，缺點是抗噪聲與抗干擾能力較差，主要應(yīng)用于無線電報，是其他數(shù)字調(diào)制方式的基礎(chǔ)；頻移鍵控的優(yōu)點是抗噪聲與抗干擾能力較強，缺點是頻帶利用率較低，主要應(yīng)用于中低速數(shù)字通信，如短波無線電通信；相移鍵控的優(yōu)點是抗噪聲與抗干擾能力較強、頻帶利用率較高，缺點是設(shè)備較復(fù)雜，主要應(yīng)用于中高速數(shù)字通信，如藍牙通信。筆者對比了各種數(shù)字調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點和不同的應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)沒有哪一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)是萬能的，因此可引申到關(guān)于端正人生觀的思政教育：正所謂尺有所短，寸有所長，我們?nèi)祟愐彩且粯樱馃o足赤，人無完人，只有取長補短，才能物盡其用，人盡其才。筆者接著簡要介紹了著名理論物理學(xué)家楊振寧的成才故事。楊振寧在美國留學(xué)時一開始研究的是實驗物理，但由于他的動手能力較差，在該方向上一度止步不前，后來在導(dǎo)師的建議下將研究方向更改為理論物理，充分發(fā)揮了他邏輯思維能力強的優(yōu)勢，在該領(lǐng)域提出了弱相互作用中的“宇稱不守恒定律”，最終獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，成為著名的理論物理學(xué)家。由此引導(dǎo)學(xué)生客觀看待自己的優(yōu)缺點，不驕不躁，改變能改變的缺點，接受改變不了的缺點，揚長避短，亦能實現(xiàn)自己的人生價值。另外，該知識點教學(xué)的另一啟示是在實際應(yīng)用這些數(shù)字調(diào)制技術(shù)的時候，要根據(jù)實際應(yīng)用的要求，選擇性能最優(yōu)、代價最小的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，由此引申到科學(xué)方法論的思政教育：當(dāng)魚與熊掌不可兼得的時候，要根據(jù)實際需要和成本代價綜合考慮決定選擇魚還是熊掌，即解決問題要抓住主要矛盾，選擇能夠解決主要矛盾、成本代價最小的解決方法。

再以專業(yè)基礎(chǔ)課程信號與系統(tǒng)為例，筆者在進行系統(tǒng)穩(wěn)定性的教學(xué)時，先介紹穩(wěn)定系統(tǒng)的物理含義是當(dāng)系統(tǒng)受到一定程度的外部干擾時仍然能夠保持平衡狀態(tài)。如果連續(xù)系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)的絕對值對時間的積分有界或者離散系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)所有樣值的絕對值之和有界，那么該系統(tǒng)穩(wěn)定，反之也成立。單位沖激響應(yīng)和單位序列響應(yīng)都是由系統(tǒng)本身的特性決定的，與系統(tǒng)的外部激勵無關(guān)。因此，系統(tǒng)是否穩(wěn)定的決定性因素是系統(tǒng)本身的特性而非外部激勵。隨后，筆者引申到關(guān)于端正人生觀的思政教育：內(nèi)因是個人穩(wěn)定發(fā)展的根本原因，它決定著個人發(fā)展的基本趨向；外因是個人穩(wěn)定發(fā)展的外部條件，對個人的發(fā)展起著加速或延緩的作用，外因必須通過內(nèi)因才起作用。個人事業(yè)和生活發(fā)展的決定性因素是個人自身的心智、能力、努力等內(nèi)因，家庭條件、社會機遇等外因起到推波助瀾的作用。個人事業(yè)和生活在發(fā)展過程中不可避免地會遇到各種挑戰(zhàn)，而個人自身的成熟心智、突出能力、不懈努力等內(nèi)因才是保障自己平穩(wěn)過渡的根本。筆者在進行傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換三種信號分析方法的教學(xué)時，分析了如下幾種信號分析方法之間的聯(lián)系[5]：當(dāng)收斂域包含虛軸，傅里葉變換可以看成虛軸上的拉普拉斯變換；當(dāng)收斂域包含單位圓，傅里葉變換可以看成單位圓上的Z變換；Z變換可以看成復(fù)變量s平面映射到復(fù)變量z平面的拉普拉斯變換。筆者總結(jié)了各種信號分析方式都是對同一事物的不同描述方式，在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的，然后引申到關(guān)于端正人生觀的思政教育：世界萬物是普遍聯(lián)系的、相互影響的。古人云：“不識廬山真面目，只緣身在此山中。”也就是說，我們必須堅持系統(tǒng)觀念，只有用普遍聯(lián)系的、全面系統(tǒng)的、發(fā)展變化的觀點觀察事物，才能準(zhǔn)確把握事物發(fā)展規(guī)律。筆者接著講述了經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護之間的關(guān)系，引用黨的二十大報告中“人與自然是生命共同體，無止境地向自然索取甚至破壞自然必然會遭到大自然的報復(fù)”“堅持可持續(xù)發(fā)展，堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針，像保護眼睛一樣保護自然和生態(tài)環(huán)境，堅定不移走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展”[6]的論述，引導(dǎo)學(xué)生堅持“綠水青山就是金山銀山”的理念，要敬畏自然、順應(yīng)自然。

（二） 理論教學(xué)中的世界觀思政教育

專業(yè)基礎(chǔ)課普通物理課程是研究客觀世界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、運動以及物質(zhì)之間相互作用的自然科學(xué)[7]，其蘊藏著的人類認識客觀世界的哲學(xué)思想，能夠幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，正確觀察世界，深入分析問題。

例如，筆者在進行曲線運動的教學(xué)時，先分析了曲線運動和直線運動的區(qū)別與聯(lián)系：兩者的運動軌跡是不同的，前者的運動軌跡為曲線，后者的運動軌跡為直線；但在極短的時間內(nèi)，曲線可以看成極短的一段直線，因此曲線運動可以分解成兩個互相垂直的方向上的直線運動。接著總結(jié)了“橫看成嶺側(cè)成峰，遠近高低各不同”的含義，即如果改變看問題的角度，看似不同的兩種事物是可以辯證統(tǒng)一的。再引申到關(guān)于科學(xué)世界觀的思政教育：事物的對立統(tǒng)一規(guī)律是辯證唯物主義三大基本規(guī)律之一，也是最根本的規(guī)律，其認為一切事物都具有對立面，對立面之間存在著互為統(tǒng)一的辯證關(guān)系。由此教育學(xué)生一切事物內(nèi)部、事物之間都存在矛盾。在面對復(fù)雜的社會和人際關(guān)系時，應(yīng)該保持對立統(tǒng)一的辯證思維模式，尊重社會多樣性，協(xié)調(diào)各方利益，推動社會和諧發(fā)展。

又如，筆者在講授物質(zhì)的氣相、液相、固相三種物態(tài)之間的相變時，舉例水在受熱時，溫度不斷升高，當(dāng)溫度達到100℃時，水會開始沸騰，形成水蒸氣，水的物態(tài)由液相變?yōu)闅庀?。這是因為水在受熱時，分子不斷運動，當(dāng)溫度升高到一定程度時，分子運動速度變快，分子間的相互作用力變?nèi)酰肿用撾x液體表面，形成水蒸氣。而水在遇冷時，溫度不斷降低，當(dāng)溫度降到0℃后，水會開始結(jié)晶，變成冰，水的物態(tài)由液相變?yōu)楣滔?。這是因為水在遇冷時，水分子運動變慢，分子間的引力使變慢的水分子慢慢進行有序的排列，水分子的運動空間變小，就成為結(jié)晶體狀的冰。筆者總結(jié)了物質(zhì)的相變是一種由量變引起質(zhì)變的現(xiàn)象，然后引申到關(guān)于科學(xué)世界觀的思政教育：量變質(zhì)變規(guī)律是辯證唯物主義的基本規(guī)律之二，其認為任何事物的發(fā)展都必須從微小的量變開始，當(dāng)量變積累到一定程度，才能引起事物性質(zhì)的變化、飛躍和發(fā)展。由此引申到關(guān)于科學(xué)世界觀的思政教育：九層之臺起于壘土，勿以惡小而為之；千里之堤潰于蟻穴，勿以善小而不為。積善成德厚德載物，千里之行始于足下。

再如，筆者在講授人類對宇宙的認識歷程時，介紹了中國古代盤古開天辟地的傳說、古希臘天文學(xué)家歐多克斯的地心說、波蘭天文學(xué)家哥白尼的日心說，及近代德國物理學(xué)家愛因斯坦的超圓體假說、現(xiàn)代宇宙大爆炸理論及其佐證——宇宙微波背景輻射，總結(jié)了人類對宇宙的認識發(fā)展不是直線式前進而是螺旋式前進的。由此引申到關(guān)于科學(xué)世界觀的思政教育：否定之否定規(guī)律是辯證唯物主義的基本規(guī)律之三，揭示了事物發(fā)展的特點是自我否定、向?qū)α⒚孓D(zhuǎn)化，是前進性與曲折性的統(tǒng)一。學(xué)生應(yīng)正確對待學(xué)業(yè)發(fā)展過程中遇到的各種問題，不忘初心、牢記使命，櫛風(fēng)沐雨，砥礪前行。

（三）理論教學(xué)中的價值觀思政教育

在教學(xué)專業(yè)相關(guān)理論和技術(shù)的應(yīng)用時，可以補充介紹世界領(lǐng)先的我國自主研發(fā)相關(guān)技術(shù)的案例，對學(xué)生進行“愛國、敬業(yè)”等社會主義核心價值觀的思政教育，以激發(fā)學(xué)生對祖國、對專業(yè)的自豪感和“為中國崛起而讀書”的使命感。例如，筆者在專業(yè)基礎(chǔ)課程計算機應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)中介紹了我國自主研制的、世界上首臺峰值性能超過十億億次每秒的超級計算機“神威·太湖之光”，其曾應(yīng)用到對我國第一個載人航天飛行器“天宮一號”返回路徑的數(shù)值模擬，為“天宮一號”順利返航提供精確預(yù)測[8]。又如，在專業(yè)課程數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中介紹了門電路的應(yīng)用——芯片設(shè)計，并引入近年華為自主研發(fā)的麒麟系列手機芯片，突破了美國對其手機芯片封鎖的案例[9]。再如，在專業(yè)課程通信原理教學(xué)中介紹了相移鍵控調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用——衛(wèi)星導(dǎo)航，并介紹了我國基于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要自主研發(fā)的、獨立運行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其是聯(lián)合國認可的四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一，于2023年正式加入國際民航組織標(biāo)準(zhǔn)，成為全球民航通用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，推進了國際化、市場化、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

二、 實踐課程思政教育

實踐出真知。信息類專業(yè)實踐課程教學(xué)作為培養(yǎng)信息類專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)結(jié)合實踐內(nèi)容有效融入科學(xué)方法、科學(xué)精神、職業(yè)素養(yǎng)以及心理健康等方面的素質(zhì)教育。

（一） 實驗教學(xué)方面

在傳統(tǒng)的以實驗箱為主要實驗工具的實驗課程中，教師可以增加相應(yīng)的仿真軟件實驗，例如數(shù)字電子技術(shù)實驗可以增加Multisim電路仿真實驗，通信原理實驗可以增加MATLAB通信仿真實驗，并要求學(xué)生將軟件仿真結(jié)果和實驗箱操作結(jié)果進行對比，分析誤差產(chǎn)生的原因，強調(diào)實驗數(shù)據(jù)要實事求是、實驗報告不得抄襲，由此可以對學(xué)生進行求真務(wù)實、學(xué)術(shù)誠信等科學(xué)精神的思政教育。

在傳統(tǒng)的以MATLAB編程軟件為主要實驗工具的實驗課程中，教師可以增加人工智能的基本編程實現(xiàn)方法——Python編程實驗。例如，數(shù)字信號處理實驗可以增加FIR和IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計實驗[10]；數(shù)字圖像處理實驗可以增加圖像變換、圖像增強和圖像分割等Python編程實驗[11]。要求學(xué)生對比兩種編程實現(xiàn)方法的信號分析與處理效果以及編程復(fù)雜度，由此可以對學(xué)生進行關(guān)于科學(xué)思維方法的思政教育：新辦法解決老問題。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人工智能技術(shù)與本專業(yè)交叉融合的新前沿新趨勢，由此可以對學(xué)生進行勇于創(chuàng)新、與時俱進等科學(xué)素養(yǎng)的思政教育。

（二）" 課程設(shè)計方面

課程設(shè)計是信息類專業(yè)理論課程的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。以單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計為例，要求學(xué)生綜合運用相關(guān)理論課程知識進行基于單片機的電子作品設(shè)計，一般由三名學(xué)生組隊共同討論決定總體設(shè)計方案，其中一名學(xué)生負責(zé)硬件設(shè)計，一名學(xué)生負責(zé)程序設(shè)計，一名學(xué)生負責(zé)系統(tǒng)集成和性能測試，每名學(xué)生獨立撰寫課程設(shè)計報告。指導(dǎo)教師可以安排一次中期檢查，在發(fā)現(xiàn)設(shè)計進度滯后、學(xué)生受挫消極等情況時，及時進行“抗挫折”思政教育：要積極樂觀地面對挫折困難，即把挫折困難當(dāng)作發(fā)現(xiàn)問題、完善自我的機會，要堅持“辦法總比困難多”“沒有時間解決不了的問題”的信念，幫助學(xué)生調(diào)整心態(tài)、樹立信心，避免學(xué)生鉆牛角尖甚至走極端的情況發(fā)生。指導(dǎo)教師要寬容耐心地幫助學(xué)生分析查找設(shè)計關(guān)鍵問題，引導(dǎo)學(xué)生尋找切實可行的解決辦法，鼓勵學(xué)生在應(yīng)對挑戰(zhàn)的過程中提升分析問題、解決問題的能力。

三、結(jié)語

針對目前信息類專業(yè)教學(xué)中存在的問題，筆者結(jié)合“立德樹人”的教育理念及新工科整體改革目標(biāo)，根據(jù)因材施教的基本原則，在信息類專業(yè)的理論課程教學(xué)和實踐課程教學(xué)兩方面就如何提高課程思政教育質(zhì)量進行了研究與實踐。信息類專業(yè)課程思政要從新工科人才培養(yǎng)的要求出發(fā)，在專業(yè)課程教學(xué)過程中潛移默化地對學(xué)生進行具有專業(yè)特色的端正“三觀”、科學(xué)方法、科學(xué)精神、職業(yè)素養(yǎng)以及心理健康等思政教育，以提高學(xué)生的品德素質(zhì)，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞男鹿た迫瞬拧?/p>

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 中華人民共和國教育部. 教育部辦公廳關(guān)于推薦新工科研究與實踐項目的通知[EB/OL].（2017-06-21）[2023-11-15].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201707/t20170703_308464.html.

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［責(zé)任編輯：鐘 嵐］