工科課程思政教學探索與研究
——以《數字信號處理》課程為例

劉青龍，劉 萍，高 勇

（電子科技大學中山學院電子信息學院，廣東 中山 528400）

0 引言

高校作為我國高水平人才培養的前沿陣地，必須切實完成立德樹人的根本任務。不但要完成對大學生們專業知識的傳授和全方位能力的培養，還要對他們以正確的價值觀引領。這對他們形成正確的世界觀、人生觀、價值觀具有重要的意義。思想政治教育在高等教育中扮演了極其重要的角色。通過將思政教育有機地融入高校現有的課程教學中，可以實現智育和德育相統一、知識傳授和價值塑造相統一，是當前高等教育中教學研究的熱點[1-5]。

高校教師在課堂授課過程中，需要精心準備和周密安排，將課程思政有機地融入課程講授中，實現在傳授科學文化知識的過程中正確引領學生的價值取向，培養學生的愛國主義情懷，使他們成為德、智、體、美、勞全面發展的社會主義建設者和接班人，為實現中華民族的偉大復興貢獻他們自己的力量。由于工學屬于自然科學范疇，主要包括材料科學、計算機、信息、機械、建筑、汽車、儀器等，以揭示應用科學和技術原理、解決實際的工程問題為主，與思想政治教育并無太多直接關聯。因此，在工科課程教學過程中，如何有機地融入課程思政、使學生不感到生硬、唐突是擺在工科課程思政教學中的重點和難點[1]。本文以《數字信號處理》課程為例，基于泛雅平臺，首先闡述了工科課程思政教育的重要性和必要性，然后深入探討了如何在工科課程教授過程中有機地融入課程思政的實施途徑和方法，激發學生科技報國情懷和使命擔當。

1 工科課程思政的重要性和必要性

普通高等學校是人才培養的重要基地，不僅要培養學生科學文化素養、科學研究能力，還要培養學生良好的思想品德和高尚的愛國情懷。通過在課程講授過程中輔以課程思政教學，可以有效達到培養德才兼備高素質人才的目的，對我國高等教育的長遠發展、提高國家的民族凝聚力、實現國家的繁榮富強至關重要。隨著我國國力的不斷增強，在當前新的發展時期，工程科技領域日新月異，人工智能、區塊鏈、邊緣計算、量子計算等新興產業對工科人才的需求日益迫切，新工科人才的培養在高校中占有極其重要的地位。因此，在培養高素質合格人才的前提下，既要將新知識、新技能傳授給學生，又要將愛崗敬業和愛國情懷傳遞給學生，讓學生成為基礎知識扎實、專業技能嫻熟、具有拳拳赤子心，殷殷報國情的國家建設者，讓學生真正成為實現中華民族偉大復興的生力軍。

2 工科課程思政實施路徑

工科課程課堂教學是實施課程思政的重要方面，以下將結合線下和線上教學，以《數字信號處理》課程為例，深入探究工科課程思政教學實施路徑。

2.1 立足專業基礎知識，講科學家故事提高學生學習興趣

《數字信號處理》課程對數學基礎要求很高，涉及的知識面廣，要在課時要求的時間內，使學生全面掌握相關知識點難度較大，高漲的學習興趣對學好該課程占據著極其重要的地位。如何激發出學生的學習興趣和學習樂趣是課程設計中非常重要的一個環節。一方面，傳統的《數字信號處理》課程教學過程中涉及大量的數學推導和結論，除了課堂講授外，需要學生結合自己的知識基礎，自行推導和驗證結論的正確性。另一方面，課程思政的設計可以在講授部分知識點的同時，穿插講解科學家們的科學事跡，以此激發同學們對科學的熱愛，使得他們從看似平淡乏味的數學和工程世界中，體會到科學家們對探索真理的孜孜不倦和為科學而獻身的偉大精神。以講授“周期信號的傅里葉級數”章節為例，傅里葉提出的三角級數直到他的晚年才得到應有的承認的故事，對激發同學們的科學探索和為科學而奉獻的精神是極其寶貴的。

2.2 線上線下教學并用，積極調動學生的愛國熱情

在《數字信號處理》課程教學中，線上和線下教學各有優勢，互為補充。線下教學有助于學生對數字信號處理中理論推導和證明的理解，線上教學有助于充分調動學生的主觀積極性，提高學生的學習興趣。MOOC提供了包括活動、資料、作業、分組任務、討論等在內的多種學習功能，方便學生有效利用各種碎片時間，開展分組任務學習和討論，充分發揮學生的主觀能動性，是一種行之有效的線上教學手段。《數字信號處理》課程在完成線下教學活動后，對于部分知識點，我們可以延伸其傳遞的思想和理念，引導學生進一步深入探討，激發學生們的愛國思想和愛國熱情，使思政教育在不知不覺中融入《數字信號處理》課程的教學過程中，不但加深了學生對知識點的掌握，也培養了他們的愛國主義和無私奉獻的精神，使同學們對學習該課程與報效祖國、建設祖國之間的聯系有了更加深刻地領悟和認識，促使他們積極投身到該課程的學習中去。以MOOC討論板為例，不僅可以有效實現學生與老師之間的互動，還可以使老師有效掌握學生的學習和思想動態，充分調動學生的能動性和積極性。例如，積極引導學生思考數字信號處理對我國國防安全的意義是什么？從國防安全的角度，與同學相互探討數字信號處理的重要性。此外，隨著元宇宙等新技術的發展和應用，在線上教學中，配合應用相關新技術帶來的沉浸式體驗，有望進一步推動其在思政課堂中的應用，積極引導學生成為學習的主人，放飛自我，成就自我，對學生的身心健康發展具有極其重要的意義。

2.3 化愛國為學習動力，激發學生的學習熱忱

《數字信號處理》作為通信工程專業一門重要的專業基礎課，其課堂教學歷來注重理論推導與技術實踐，其思政教學歷來是一個難點。盡管《數字信號處理》是一門專業性很強的技術性課程，不但要對學生傳授專業知識和技能，還要充分培養學生為人民、為社會、為國家服務的意識；不但要培養學生的創造力和創新精神，還要充分調動學生的愛國熱忱，化愛國為學習動力。《數字信號處理》課程所涉及的知識點應用領域廣泛，其中一個重要的應用領域就是國防，例如數字信號處理技術在雷達領域中的應用。通過視頻講解或者組織學生實地參觀的方式，可以非常形象而直觀地讓學生感受到數字信號處理技術發展的日新月異及其在保衛國家安全中的巨大作用，可以極大激發學生的愛國熱情和學習動力。例如，2021年珠海航展中展出了YLC-8E新型高機動反隱身雷達，該型雷達為我國獨創的、采用了先進的數字信號處理技術，可以在短短數十秒內將羽毛球場大小的雷達天線陣列完成折疊或展開，從而在很遠的距離以外即可有效偵測美軍最先進的F35、F22等隱身戰機，使美軍隱形飛機無處遁形，有效地保護了我國的領海與領空安全，也保衛了國家主權和領土完整。該型裝備的講解在同學們中間激起了強烈的民族自豪感和愛國熱情。在了解到數字信號處理技術如此巨大的應用價值后，同學們表現出了濃厚的學習興趣和學習熱情。

3 結語

立德樹人是高等學校人才培養的重要目標之一，工科課程的思政教育要實現專業知識、實踐技能與思想品德的有機融合。在國家培養新工科人才的倡導下，高校教師要充分挖掘工科課程開展思政教育的巨大潛力，把為我國培養出大批德才兼備的創新型新工科人才視為己任，為早日實現中華民族的偉大復興貢獻自己的一份力量。當前工科課程的思政教育研究方興未艾，需要高校教師腳踏實地地摸索和探索，不斷總結教學經驗。以《數字信號處理》課程為例，探索了工科課程的思政教學，經過近2年的研究表明，通過工科課程思政系列的實施路徑，可以在培養工程技術人才的同時對學生進行思想品德教育，顯著提高了學生的學習興趣，激發了學生的愛國熱忱和學習動力。