思政元素融入信號與系統課程建設策略探析

唐亮 王海云 林智慧

摘要：課程思政是實現高校立德樹人的重要舉措，信號與系統課程是電子信息類專業重要的專業基礎課程，如何有效地將思政元素融入專業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教學的各個環節，給信號與系統課程的建設提供新的策略和思路。通過具體實踐表明將思政元素有效地融入專業課程建設過程，可啟發學生的辯證思維，熏陶學生的探索精神，厚植學生的家國情懷。

關鍵詞：信號與系統；課程思政；課程建設

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）36-0152-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0 引言

有效地推動課程中思想政治教育的建設是落實習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調的“守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思政課同向同行、形成協同效應”的重要舉措，旨在使德育與智育相統一，推動實現全員全過程全方位育人[1]。2016年，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，開創我國高等教育事業發展新局面的講話給高校的課程改革和課程思政建設指明了方向，這就要求專業課教師在講好專業知識的同時要在專業課教學中有機地融入思政內容，充分挖掘和發揮專業課教學中的思政元素，增強專業課程的理論性、專業性、思想性、親和力和針對性，實現專業知識和正確價值觀有機統一[2]。

當下社會已經步入以信息化和智能化為主要特征的新工科時代，信號與系統課程作為工科專業電子信息工程、通信工程、自動化、網絡工程、物聯網等專業的核心基礎課程，培養學生自主學習能力、分析和解決問題的能力，以及培養科學思維、實踐技能和綜合素質，有著較為重要的影響。通過本課程的學習使學生全面了解信號與系統的基本概念、熟練掌握信號與系統的基本的分析與計算方法，具備一定的獨立分析問題與解決問題的能力，逐步把學生從電路分析的知識領域引入信號與信息處理的知識領域，培養學生在信號處理領域解決實際問題的綜合分析能力、主動獲取知識的能力，以及抽象思維能力和嚴謹的科學作風，從而具有扎實的理論基礎和較高的專業理論水平和實踐技能 [3]。該課程具有“理論性強、專業性強、應用領域廣”等特點，其中蘊含了大量豐富的思政元素，如果能將課程思政與課程教學有機深度融合，啟發學生的辯證思維能力，熏陶學生的科學探索精神，厚植學生的家國情懷，那么對于本門課程的教學改革、課程建設以及課程的高質量發展具有重要而長遠的影響。因此，作為電子信息類專業的一門專業基礎課，特別是理論性非常強的一門課程，應該讓課程中存在思政元素，把該課程的講授和學習看作思政理論在實際專業知識領域的應用，進而對學生的思想、意識、行為、世界觀、人生觀、價值觀等產生影響，但因該課程注重理論和方法，造成課程思政切入點難度較大，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中，幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀，樹立“不忘初心、牢記使命”的時代責任感，使得學生能將知識的獲取、能力的提升以及價值的塑造最終融合成一個有機的整體。

1 課程思政元素的融入

課程思政本身就意味著教育結構的變化，即實現知識傳授、價值塑造和能力培養的多元統一，知識不是被簡單傳遞的，而是通過學生的學習主動構建起來的，教師不能只關注自己講什么更重要的是要關注學生在學什么，將思想政治教育元素包括思想政治教育的理論知識、價值理念及精神追求等融入信號與系統課程中去，潛移默化地對學生的思想意識、行為舉止產生影響。因此，探索出將課程的培養與課程思政有機融合的策略，從課程教學目標、課程設計、課點、教學方法和課程考核五個方面有機地融入思政元素。

1.1思政元素融入教學目標中

信號與系統課程屬于工科類專業課程，要注重強化學生的工程理論教育，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。在制定教學目標時，要體現上述內容，因此信號與系統課程教學目標設置從知識與技能目標、過程與方法目標、情感態度與價值觀目標三個方面進行，三個目標并不是割裂的、毫無關系的，而是相互承接、相互聯系、相互融合、有機統一的[4]。

知識與技能目標是學生需要熟練掌握課程的基礎知識和技能，了解相關知識領域的核心內容、基本概念和原理，以實現課程思政目標。首先，信號與系統課程的基礎知識包括信號的產生、傳輸和處理等內容，通過學習信號與系統的基本原理、基本理論和基本方法，可以培養學生應該具有的科學精神和具備的工程實踐能力，而培養學生的社會責任感和創新意識則是思想政治教育所注重的，通過將信號與系統的知識與思政教育相結合，幫助學生深入了解信號傳輸的意義和應用，培養學生的社會責任感和創新意識。其次，信號與系統的學習需要學生具備一定的數學基礎和邏輯思維能力，而培養學生的思辨能力和創新思維能力則是思想政治教育所注重，通過將信號與系統的學習與思政教育相結合，能夠增強學生的數學思維和邏輯思維能力，以及培養學生的批判性思維和創造性思維。

過程與方法目標是學生應該了解學習過程，并能夠有效地規劃學習活動，學生應該能夠自主學習和解決問題，提高自己的學習能力，學生掌握不同的學習方法和研究技巧，學生應該能夠有效地使用信息和技術資源來獲取知識，學生應該了解如何參與協作和團隊工作，以達到共同的目標，是將知識與技能導向課程思政目標的方法橋梁；通過問題引入每一個課點，激發學生探知的欲望，獲取自主學習的方法；通過具體問題的分析、解決和拓展問題的思考，培養學生實施探究學習方法；通過案例分析，引導學生樹立職業道德觀念、增強社會責任感；通過教學環節中小組討論、作業討論和實驗報告的撰寫，促進學生理解團隊合作對解決實際問題的重要性，培養學生的團隊協作意識和有效溝通能力。

情感態度與價值觀目標培養學生對學習的興趣和積極性，激發他們的學習動力；培養學生的自信心和自尊心，鼓勵他們積極參與課堂和學校生活，培養學生的社會責任感，意識到自己在社會中的作用和影響，是課程思政目標的直接呈現。情感目標：通過本課程的學習，培養學生不怕困難、勇于探索的品質和求實求真的品格，以及嚴謹的求知作風；價值觀目標：引導學生辯證地看待問題，培養家國情懷和專業認同感。

通過在三個目標點中將信號與系統知識內容與思政相結合，能夠為學生提供更廣泛的知識背景和促進學生的思維素質發展。這種綜合性的教育模式不僅能夠幫助學生更好地理解信號與系統的原理和應用，還能培養學生對科學的熱愛和激情，以及培養他們實踐工程能力、社會責任感、創新能力、思辨能力、創新思維、團隊合作能力和溝通能力等素質，使他們成為具有綜合素質的科技人才。

1.2 思政元素融入課程設計中

目前信號與系統課程的教學方式通常是采用傳統的課堂授課模式，傳統的講授模式對于這種理論性較強的課程來說效果不是很理想。原因主要是教師進行課程的講授基本是按教材的章節順序進行，沒有對課程章節內容進行解構和重構，沒有進行課點的重組。區別于傳統的課程設計，通過對信號與系統課程完成三級矩陣的開發再造，對本門課程的知識結構進行重新組合，將原本10章的教學內容通過課程重構分解為一個章節5個項目，5個項目分別為：項目1是連續時間信號與連續時間系統的時域分析、項目2是連續時間信號與連續時間系統的頻域分析、項目3是連續時間信號與連續時間系統的復頻域分析、項目4是離散時間信號與離散時間系統的Z域分析、項目5是系統的狀態空間分析。項目分解后，進行教學設計時對每個項目融入思政元素，例如：教師在講解項目5系統的狀態空間分析內容時，通過對比輸入、輸出法和狀態變量分析法特點，輸入輸出法關注結果，而狀態變量分析法不僅僅關注結果，還關心中間的狀態變量的變化，從而引導學生在學習過程中不僅要注重考試成績，更要注重學習的過程，培養學生自己利用各種教學資源進行自我學習的能力。采用的這樣的方式對每個項目進行講解時做到層層展開、逐步加深，這樣的優點很明顯，學生也更容易接受。同時學生通過了解各項目的課程思政目標和整個課程的思政目標學會正確看待個體和整體的辯證關系，學會從辯證的角度看待問題，在具體執行時按照工作過程系統化，將5個項目按照由簡單到復雜的順序，難度逐漸增大，讓學生體會到所有事情的發展過程并不是一帆風順的只有經歷千辛萬苦才能取得成功[5]。

1.3 思政元素融入課點中

在進行課程實施過程中一直困擾絕大多數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？答案是教師應對課程內容進行重新認識和重構再造，挖掘背后的思政元素。通過對信號與系統課程知識結構進行分解，將課程思政落實到課點上，比如課點1：信號與系統概述課程，挖掘技能點背后的思政元素，在基本內容概述中穿插講授通信相關的前沿知識，以及前沿技術的發展過程需要研發人員孜孜不倦，嚴謹的工作態度，學生也可自行查閱文獻資料了解課點背后的科學家以及他們的故事，激發學生對學習的熱情，提升學生對學習的自信心。信號與系統課程的發展凝結了多位科學家的心血，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家，這些科學家為科技的發展及社會的進步做出巨大貢獻。在教學過程中，可讓學生自己通過不同的方式了解這些科學家對信號與系統這門課程的貢獻以及他們的偉大成就，他們探索科學的過程、追求真理的歷程，讓學生在學習過程中深切地體會到科學家的鉆研精神，從而幫助學生樹立遠大目標，為社會的進步發展貢獻自己的一份力量[6]。如在講授課點信號的分類的知識內容時，要將模擬信號變成數字信號需要經過抽樣，這就涉及抽樣定理，抽樣定理也叫奈奎斯特定理，借此向學生介紹科學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科中的一個重要基本結論，為近代信息理論發展做出突出貢獻。課程1個章節5個項目按照典型工作過程實施，課前教師利用QQ、微信等方式給出本次課程的問題，學生帶著問題利用微信公眾號、在線視頻資源完成相關內容的預習，上課過程中教師采用精講多練的方式對本節課內容進行講解，重點講解學生在自學過程中不懂的內容，為了解決學生難以理解的知識內容，可以通過運用動畫的方式進行展示和講解，課后學生完成相應的習題，同時在線學習平臺上也有課程內容相關的習題講解和練習題，學生可以通過對比來審視自己的學習狀況，從而最終達到加強和鞏固所學知識的目的。

1.4思政元素融入教學方法中

將思政元素融入課堂教學，是教師開展課程思政的關鍵和重點，教師需要根據課程特點及其章節內容選擇合適的、多樣化的教學方法作為輔助手段。通過創設問題情境、價值判斷情境、創新教學方法等多種教學手段培養學生分析問題、解決問題的能力，讓學生在解決問題的過程中認識問題和知識背后所蘊含的理論思維、價值判斷等，激發學生的思想碰撞和情感體驗實現對學生的價值引領。信號與系統課程的主要內容是對兩類信號與兩類系統進行分析，即連續信號與系統的分析和離散信號與系統的分析，通過分析課程內容特點，在教學的過程中，教師可以通過對比的方式對這兩部分進行講解。通過知識點和求解方法可以對比告訴學生他們之間有聯系，以此引申出任何事物之間都是普遍聯系的，任何事物也都處在發展變化過程中。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或事物之間的差異和相似之處，有利于學生更快更深刻掌握相關知識點[7]。除此之外對于三大變換對應的性質、通過系統函數判定連續系統和離散系統的穩定性、利用部分分式法求系統的拉氏逆變換和逆Z變換等知識點，在教學的過程中，均可以使用對比的方式進行講解。

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生明白任何事的成功是持之以恒的過程，而非一蹴而就，學生通過考核方式和考核結果了解自身的學習成效和今后努力的方向[8]。信號與系統課程通過不斷的考核改革，促使學生在整個課程學習過程中對知識的及時消化吸收，課程的考核體系能公平公正地評價學生對知識的理解和應用能力。課程考核采用平時成績考核、過程考核與期終考試考核相結合的方式，每一部分的總成績為100分，平時考核成績占最終總成績的20%，平時成績包括學生的出勤情況、課堂回答問題情況、課堂表現情況等；過程考核成績占總成績的20%，包括學生作業的完成情況、實驗報告的完成情況、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則會在信號與系統課程的開課說明中詳細給出，并在課程開始時告知學生，課程結束時進行公示。通過此考核體系有效地提高學生在整個教學過程中學習積極性及對知識的完整掌握，并對學有余力的同學提供更好的知識和能力的擴展空間。

2 結束語

本文作者結合自己多年的信號與系統課程教學實踐經驗，從不同角度挖掘信號與系統課程思政元素的切入點，使專業課程和思政元素有機融為一體，有效避免課程和思政“兩張皮”的問題，既體現了專業課的育人價值，也實現了自然科學與馬克思主義哲學的融會貫通，更為其他類似專業的專業課程如何有效進行思政元素的融入提供了一條新的方法和途徑。通過實際的教學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質量，又讓學生獲得專業知識的同時引發學生對人生的思考，對學生價值觀的培養具有積極的意義。

參考文獻：

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[4] 王麗，王威，劉勃妮.信號與系統課課程思政元素挖掘與教學案例設計[J].高教學刊，2023，9（28）：169-172.

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[7] 孫茜，王光艷，李俏俊.“信號與系統”課程思政案例設計[J].教育教學論壇，2023（11）：141-144.

[8] 汪友生.信號與系統課程思政教學設計與實踐探索[J].大學教育，2023，12（2）：33-35.

【通聯編輯：朱寶貴】