課程思政視域下《信號與系統(tǒng)》的教學(xué)探索

馮娜娜，郝介一 ，馮娟娟，楊延寧

（1.延安大學(xué)物理與電子信息學(xué)院；2.延安大學(xué)陜西省能源大數(shù)據(jù)智能處理省市共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 延安 716000；3.沈陽工業(yè)大學(xué) 電氣工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110870；4.昆明理工大學(xué) 馬克思主義學(xué)院，云南 昆明 650000）

全國高校思想政治工作會議上指出，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，堅(jiān)持知識傳授和價值引領(lǐng)相結(jié)合。在社會多元價值交織復(fù)雜背景下，單純或過度依賴思想政治課對大學(xué)生進(jìn)行價值引導(dǎo)的局限性日益凸顯，亟須發(fā)揮多學(xué)科優(yōu)勢。為此，近年來，很多教師在課程思政方面做了研究和探索。課程思政并不是單純講解思政知識，而是在專業(yè)課學(xué)習(xí)中內(nèi)化正確的思想觀念。高校教學(xué)具有特殊性，教師不僅要傳授專業(yè)知識，而且要傳授正確的思維方法及科學(xué)的研究方法，實(shí)現(xiàn)知識傳遞者到價值引領(lǐng)者的角色轉(zhuǎn)換。所謂“授人魚，不如授人漁”，教師必須具有扎實(shí)的專業(yè)功底，以德立身，以德施教，才能起到“其身正，不令而行”的作用。在高校教學(xué)中，教師自身需強(qiáng)化課程思政理念，不能以單純“完成”上級任務(wù)為目標(biāo)，而是以提高課堂教學(xué)質(zhì)量為根本。教師只有將思政融入的過程看成教師教書育人的分內(nèi)事，是為學(xué)生的未來發(fā)展服務(wù)，這樣才能將專業(yè)育人與思政育人同頻共振，充分發(fā)揮專業(yè)課程的教書育人功能。

1 專業(yè)課中隱性思政元素的挖掘

自2019年12月新冠肺炎（簡稱COVID-19）爆發(fā)以來，疫情就是命令，崗位就是戰(zhàn)場。疫情雖讓人隔離，但工作、學(xué)習(xí)不能停。在特殊時期，課程思政教育彰顯重要，本著“停課不停學(xué)”的原則，結(jié)合雨課堂和QQ平臺特點(diǎn)，針對專業(yè)課的課程特點(diǎn)尋找德育元素，深度挖掘“信號與系統(tǒng)”課程與思想價值體系相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，將道德教育隱性滲透到教學(xué)中，融合傳統(tǒng)教學(xué)與思想政治教育，豐富教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程建設(shè)。

如何在疫情期間教與學(xué)時空分離的情況下，還能像課堂教學(xué)一樣實(shí)現(xiàn)教對學(xué)的促進(jìn)作用。在教學(xué)過程中主要采用線上教學(xué)，將教育教學(xué)活動從物理空間和人類社會關(guān)系空間的兩空間轉(zhuǎn)變?yōu)榧尤搿熬W(wǎng)絡(luò)空間”的三空間模式。以雨課堂作為主要教學(xué)平臺，教學(xué)過程將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榘ㄕn前預(yù)習(xí)、課堂講解、課后作業(yè)三部分。每章制作思維導(dǎo)圖，促進(jìn)知識點(diǎn)的內(nèi)化，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。其實(shí)，“課程思政”下的教育教學(xué)除了正面引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)外，還需輔以紀(jì)律約束。教師公布每次作業(yè)完成情況，并公開化的考核打分有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在“潤物細(xì)無聲”的知識學(xué)習(xí)中融入理想信念層面的精神引領(lǐng)，這是對教師德育能力的考驗(yàn)。如何使專業(yè)課教學(xué)既有“思政課”味道，又沒有“思政課”痕跡。其實(shí)，“信號與系統(tǒng)”課程理論性強(qiáng)、技術(shù)性要求高，一些概念抽象難懂，乏味無趣。而傳統(tǒng)教學(xué)只注重公式推導(dǎo)，數(shù)學(xué)計算的過程，忽略了課程本身的趣味性，故教學(xué)效果欠佳。多角度探尋概念教學(xué)與思政元素的切入點(diǎn)并自然融入于教學(xué)，可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。下面通過具體知識點(diǎn)的教學(xué)案例進(jìn)行闡述。

案例一：在學(xué)習(xí)信號、系統(tǒng)的概念直接導(dǎo)入概念及兩者之間關(guān)系時，學(xué)生接收比較困難。其實(shí)，信號、系統(tǒng)的概念來源于生活又服務(wù)于生活。古時候，烽火傳送邊疆警報，利用光信號傳輸消息。目前，打電話實(shí)現(xiàn)兩地間的聲信號傳輸。現(xiàn)代通信方式已經(jīng)不是兩點(diǎn)之間消息的直接傳輸，而是利用某些中轉(zhuǎn)設(shè)施組成復(fù)雜信息網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)“交換”實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)之間信號傳輸。其中，復(fù)雜信息網(wǎng)絡(luò)稱為系統(tǒng)，傳送信息的物質(zhì)載體稱為信號。教學(xué)中，教師以知識點(diǎn)融合實(shí)際問題，多關(guān)注身邊小事，從小事入手，從實(shí)際背景中理解復(fù)雜概念，更能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

案例二：講述時域和頻域關(guān)系時，引出傅里葉變換（FT）是信號時域和頻域的橋梁。如果信號在時域分析問題比較繁瑣，采用FT將時域中時間變量變換成頻域中的頻率變量，換個角度分析則更為簡練。時域和頻域兩者互相聯(lián)系，相輔相成。學(xué)生從中體會換位思考問題可能使其變得更加簡單。在國外疫情持續(xù)蔓延的背景下，與疫情沾邊人遭遇“歧視”的現(xiàn)象屢見不鮮，甚至有人建議“關(guān)閉國門”。如果每個人能夠站在對方角度考慮，增加理解度、接受度，面對他人的過激行為時，自己不會過于偏激。

案例三：在講述信號流圖一節(jié)中，信號只能沿著箭頭傳輸，不能逆著箭頭方向傳輸。如果違背原則，根據(jù)梅森公式求出的系統(tǒng)函數(shù)則不正確。在疫情期間，如果你有COVID-19相關(guān)癥狀，請及時隔離就醫(yī)，病情最佳治療時間一去不復(fù)返。如果違反事物發(fā)展規(guī)律，隱瞞病情只會害人害己，從而引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識疫情，共同努力，共抗疫情。

2 思政視域下專業(yè)課教學(xué)的實(shí)踐路徑

“信號與系統(tǒng)”教學(xué)主要采用引導(dǎo)式、啟發(fā)式和故事性的教學(xué)方式，適當(dāng)輔以小組討論、互評、分享以及辯論等手段。在課堂中，教師無須太多理論術(shù)語，只需在恰當(dāng)?shù)臅r機(jī)用通俗易懂的語言表達(dá)進(jìn)行多維度認(rèn)知引導(dǎo)，灌輸和滲透相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)感性到理性的思考，達(dá)到春風(fēng)化雨的效果。

2.1 引導(dǎo)式教學(xué)

以學(xué)習(xí)“連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析”為例，采用引導(dǎo)式教學(xué)。教師提出問題：在抗擊疫情中，舉例說明涉及信號、系統(tǒng)及兩者建立方程并求解的過程。同學(xué)們紛紛踴躍回答，例如，電子體溫計、每日健康打卡等。電子體溫計測量不同的人，即體溫計得到不同的輸入信號，經(jīng)過體溫計系統(tǒng)感知，輸出不同的體溫。通過列寫一個系統(tǒng)函數(shù)，不同的輸入信號（激勵）經(jīng)過相同系統(tǒng)分析求解得到輸出信號（響應(yīng)）具有一定差異性。

對于精密且復(fù)雜的人體系統(tǒng)，輸入任何信號（激勵）都會產(chǎn)生響應(yīng)（輸出信號），即有因必有果，體現(xiàn)因果關(guān)系。也就是說，輸入的信息決定輸出的行為，如果你在人生路上努力學(xué)習(xí)過，堅(jiān)持奮斗過，那么，勝利的腳步就會一步步靠近。疫情防控一線的醫(yī)務(wù)人員、警察、工人們戮力同心，他們尊重、維護(hù)他人的尊嚴(yán)和價值，關(guān)切他人的生存和幸福，那么，他們也同樣得到了他人的尊重。

2.2 啟發(fā)式教學(xué)

思考：COVID-19期間，在嚴(yán)格封閉環(huán)境中，人們?nèi)绾闻c外界保持正常通信？信息如何正常并及時地互相傳送呢？

教師通過播放火神山醫(yī)院遠(yuǎn)程會診短視頻引出COVID-19，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)便成為民眾宅在家里或奮戰(zhàn)一線的民眾“剛需”，是觀望國內(nèi)外疫情的眼睛和耳朵，是醫(yī)生遠(yuǎn)程會診、手術(shù)等的利器，是普通民眾科學(xué)防護(hù)的知識寶典。中國三大運(yùn)營商履行自己的責(zé)任使命，積極承擔(dān)企業(yè)應(yīng)提升公共服務(wù)的社會責(zé)任，共同努力下24小時建成火神山醫(yī)院5G基站，36小時開通雷神山醫(yī)院通信網(wǎng)絡(luò)，全力保障疫情通信。哪里有疫情，哪里就有通信，相比英國的網(wǎng)絡(luò)全面癱瘓、美國的網(wǎng)絡(luò)故障不斷上升，中國的通信更加順暢，同時，還免費(fèi)開放云會議、云課堂系統(tǒng)助力政企單位、學(xué)校復(fù)工復(fù)課。這一切均得益于多年的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通信質(zhì)量優(yōu)、覆蓋廣，鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)中需腳踏實(shí)地，方能在遇到荊棘時有能力解決。疫情并不可怕，迎難而上才是硬道理。災(zāi)區(qū)人民身處水深火熱之時，全國各地的醫(yī)生、護(hù)士冒著生命危險自愿援鄂，抗戰(zhàn)疫情。這樣啟發(fā)式的課堂引入使學(xué)生能夠意識到在國家危難之時，每位公民、每種職業(yè)都具有責(zé)任感和使命感，進(jìn)而提升大學(xué)生明辨是非、緣事析理的能力。

2.3 故事性教學(xué)

專業(yè)課教學(xué)中，教師通過“講故事”進(jìn)行說理、思想、觀念以及理論知識教育。故事作為載體，教師實(shí)現(xiàn)以教促學(xué)將學(xué)生被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉徦己吞剿鳌＠纾v傅里葉變換（FT）前，教師講述FT的主人公傅里葉生平科學(xué)研究的故事及其對整個通信與信號處理學(xué)科乃至社會發(fā)展做出的重大貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生對此人研究理論的學(xué)習(xí)熱情，從中體會科學(xué)家的鉆研精神。

以小組為單位討論：學(xué)習(xí)中如果面對問題時，每個人鉆研程度的差異性。教師只需要從身邊事物入手，繞開學(xué)生潛意識的防御，進(jìn)而影響其思想，追溯科學(xué)概念產(chǎn)生和發(fā)展，掌握學(xué)習(xí)方法科學(xué)思維，感悟工程實(shí)踐的本質(zhì)。專業(yè)課教學(xué)與思政課的教學(xué)質(zhì)量能夠達(dá)到“實(shí)質(zhì)等效”。

3 結(jié)語

思政元素融入專業(yè)課教學(xué)，有效落實(shí)了全國高校思想政治工作會議的精神，充分挖掘了非思政課蘊(yùn)含的文化基因和價值范式。COVID-19期間，針對“信號與系統(tǒng)”理論性強(qiáng)、知識面廣等特點(diǎn)，輔以雨課堂，采用引導(dǎo)式、啟發(fā)式和故事性方法開展教學(xué)，挖掘疫情下思政元素與知識的有效融合。思政視域下的“信號與系統(tǒng)”教學(xué)促進(jìn)學(xué)生對知識的理解把握，實(shí)現(xiàn)“教”和“育”的有機(jī)統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生正確的價值取向。