新工科背景下高?！靶盘柵c系統”課程思政的探索與實踐
——以肇慶學院為例

范 羽，吳海濤，陳榮榮，陳金塔，楊秀芷

（肇慶學院 電子與電氣工程學院，廣東 肇慶 526061）

習總書記在全國高校思想政治工作會議中強調：“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，實現全程育人、全方位育人、努力開創我國高等教育事業發展新局面[1]”.

“新工科”建設是教育部門為主動應對新一輪科技革命與產業變革而采取的深化教育改革行動.其建設的目的是為了適應當前我國以“中國制造2025”為目標的相關產業的轉型與升級.相較于傳統高校工科教育，其中一個鮮明且有代表性的標志就在于培養德學兼修、德才兼備的復合型、綜合型理工科學生和未來的工科從業者.這就要求高校要實現專業授課中知識的傳授與價值引導有機統一，用好課堂教學這個主渠道，在專業課程中實現課程思政，發揮專業課程的德育功能，堅持把立德樹人作為中心環節，提升思想政治教育的親和力和針對性，滿足學生成長的發展需求和期待.“信號與系統”課程是肇慶學院電子與電氣工程學院電子信息科學與技術、通信工程和自動化類等工科專業的基礎必修課.因其具有理論性強、技術性強、覆蓋面廣、隨當代信息科學技術發展快的特點備受關注，另外也是許多高校相關專業研究生入學考試初試和復試的重要科目.本文就新工科背景下我院教學團隊在“信號與系統”課程思政上的探索與實踐展開探討.

1 “信號與系統”課程思政的重要性

課程思政是“三全育人”的重要形式，是高校立德樹人，培養主流價值觀和愛國主義情懷的重要環節[2].近些年，上海市推行的“課程思政”改革，形成了“上海經驗”，達到育人潤物細無聲的效果[3].在校大學生正處在剛成年和走入社會的重要過渡期，是形成價值觀、人生觀和世界觀的重要時期，正常開設的思政課一般僅3～4 門課，且2～3 個學期即可完成，僅僅依靠思政課程對學生進行教育是不夠的.而專業課則貫穿于大學生在校的每個學年，專業課教師與學生接觸的時間最長，影響也最深，因此在專業課堂中融入思政元素，實現課程育人，是思政課堂的延伸.

“信號與系統”課程以高等數學、電路分析等課程為學習基礎，又是通信原理、數字信號處理和移動通信系統等專業課的基礎，在專業課體系中具有重要的過渡作用，學生通過這門課程的學習，不僅可以掌握信號與系統的基本理論和分析方法，更重要的是培養對本專業的學習興趣.傳統的授課過程中，在授課教師層面，只注重數學上的計算推導過程，而忽略了課程本身趣味性；只注重于按學時完成教學目標，而忽略了對學生個人和職業發展需求等方面的培養.在學生層面，接受到的是枯燥乏味的數學推導和專業術語極強的概念和定義，機械地完成作業和實驗.因此，為緊跟新時代課程思政的教育理念，依據專業課程特點，學院教學團隊融合“新工科”建設的目標，以卓越工程師培養為契機，開展本課程的課堂教學改革.本文旨在通過引入實際工程應用案例、國內重要時事或著名工程師的故事就教師如何在課堂上主動且深入地挖掘專業課程內容的育人資源，開展課程思政教育進行探索，做到科學性與價值性、知識性與思想性相統一，進而促使課堂氣氛活躍，提高學生對課程學習的興趣和積極性.

2 融入課程思政 探索課堂改革路徑

2.1 強化使命推動，服務國家和地方需求

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，要正確認識時代責任和歷史使命，用中國夢激揚青春夢，為學生點亮理想的燈、照亮前行的路，激勵學生自覺將個人的理想追求融入國家和民族的事業中[1].在講述信號與系統緒論部分時，教師可以通過講授我國自行研制的北斗衛星導航系統的事例；講授“當代畢昇”國家最高科學技術獎獲得者王選院士的傳奇故事來激發學生的學習動力和學習熱情，從而引導學生了解我國信號處理技術發展與發達國家之間的差距，關注信號處理技術發展前沿，培養學生愛國、愛黨、愛專業的情懷，增強學生為國爭光的使命感和責任感.

隨著經濟的快速發展，社會對于人才的需求量也越來越大，就肇慶本地而言，今年以來，肇慶全力推進新區電子信息產業園建設，坐落于肇慶新區粵港澳大灣區生態科技園內的電子信息產業園項目重點引進“電子加工、半導體制造、精密儀器制造”等產業類型，以加快高端電子信息業集聚和發展.肇慶學院電子與電氣工程學院作為“培養未來工程師的搖籃”，在培養綜合素質高、應用型的電子信息專業人才，積極為地方經濟發展和產業轉型升級提供了有力的科技支撐.近年來學院結合本地電子企業特色，通過校企合作培養，組建創新團隊、建設科技協同創新平臺，邀請企業專家進入課堂開設講座.每年組織學生參加全國大學生電子設計競賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽和中國“互聯網+”大學生創新創業大賽等，夯實學生專業基礎和自身良好的專業素質，使學生在專業領域更具有競爭力.

2.2 講述工程應用案例，樹立工程教育新理念

高等教育發展水平是一個國家發展水平和發展潛力的重要標志.習近平總書記指出，“我們對高等教育比以往任何時候都要更加迫切，對科學知識和人才的渴求比以往任何時候都更加強烈”.當前世界范圍內新一輪科技革命和產業變革加速進行，綜合國力競爭愈加激烈.工程教育與產業發展緊密聯系、相互支撐[4].工程教育認證是國際通行的工程教育的質量保證，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎.2016年6月，我國工程教育正式加入《華盛頓協議》，實現了人才培養質量的國際化等效.2019年4月教育部啟動“六卓越——拔尖”2.0計劃，全面推進新工科建設，要求深化工程教育改革，掀起高教質量革命，提高高校服務經濟社會發展能力，實施卓越工程師教育培養計劃和基礎學科拔尖學生培養計劃，為提升國家硬實力和國際競爭力加快培養工程科技人才，打造世界工程創新中心和人才高地[5].卓越計劃2.0是對我國高等教育質量的新要求、新定位和全面提升，也是新一輪科技革命與產業變革對我國高等工程教育人才培養質量提出的更高要求.我國高等教育工程教育改革發展已經站在新的歷史起點.

在講述信號作用在線性時不變系統理論時，可以通過播放我國2019 年那場采用4K 超高清和全程5.1環繞聲，并借助5G 網絡實時把各分會場的鏡頭回傳到央視總臺的春節聯歡晚會，來展示它所帶給人們的更高清晰度、更寬色域、更高動態范圍視頻的整體實力；可以講授從1G 模擬通信、2G 數字通信、3G 寬帶通信、4G 移動互聯到5G 智能物聯整個移動通信的發展史，來彰顯我國企業從一路陪跑到5G 開始領跑，最后在智能互聯網領域這方面的綜合實力.從而引導學生不僅要有工程應用的意識，而且更要強調學生將理論學習與專業實踐和生活實踐相結合[6].知識來源于實踐，能力來自于實踐，素質更需要在實踐中養成，所以要鼓勵學生多參加課外科技活動和各類競賽，熟練運用各種實驗儀器和設備，及時將自己學到的理論知識轉化為實踐能力，縮小自我追求和社會需求之間的差距，畢業之后可以更快地投入到國家和社會的建設當中.

“新工科”背景下的工程教育，主要應以提高人才培養質量為核心，打造具有國際競爭力的工程教育“新質量”，把適應經濟社會發展需求、促進人的全面發展作為衡量人才培養質量的根本標準，全面提高學生的社會責任感、創新精神和實踐能力，增強我國工程教育的國際競爭力[7].“新工科”教育與工程教育理念的實質等效，其目的都是為了培養有理想、有本領、有擔當的一流人才，促進國家的國際競爭力.這與我們開展信號與系統課程思政，將社會主義核心價值觀貫穿于課堂也是一致的.這就要求我們要與以往重視投入的傳統評估模式不同，工程教育專業認證強調的是“產出導向”，主要檢測對象是“畢業生素質”.學生需要創新學習方式，在傳統理論知識的基礎上，進行一些強綜合性的實驗或實訓，投入更多時間鍛煉動手操作能力，才能慢慢累積在工程實施過程中遇到問題解決問題的能力，才能推進人才培養質量的持續改進和提升，最終確保人才培養質量滿足相應職業的崗位需求.

2.3 密切聯系行業熱點，培養卓越工程師

新時期工科院校大學生的素質培養，要密切聯系行業熱點，借鑒國際主流工程教育標準，明確未來工程人才的能力體系.對比分析歐洲工程師能力標準、英國工程師專業能力標準、美國ABET認證標準、德國ASIIN認證標準以及我國工程教育認證標準等，分析未來工程人才應具備的素質，以及在專業領域應具備的能力體系.

信號與系統課程里對信號、系統的描述主要包括時域和變換域分析.在變換域中最先討論的是傅里葉變換，傅里葉分析的研究和應用至今已經歷了一百余年，后來又出現了“快速傅里葉變換（FFT）”.采用變換域的分析方法較之經典的時域方法有許多突出的特點，已成了信號分析與系統設計不可缺少的重要工具.課堂上我們增加當前最熱門之一的語音識別技術.語音信號處理技術是計算機智能接口與人機交互的重要手段之一，其應用市場前景廣泛，已經成為一個具有競爭性的新興高技術產業.特別是說話人識別技術，近年來已經在安全加密、銀行信息電話查詢、公安機關在破案和法庭取證方面得到了很好的應用[8].

如圖1所示是兩段語音信號對應的時域和頻域波形，語音信號在時域中是隨時間變化的無規則信號，變換到頻域之后是頻帶有限的信號，此外，要進行語音信號識別，就要利用頻域分析來提取語音信號的本質特征.通過舉例并拓展，學生帶著問題進行學習，既有助于學生對信號從時域轉換到頻域的理解，激發學生學習興趣，又可以培養其學習能力和分析問題的能力.電子信息類專業是工科專業，需要培養學生形成精益求精的信念，樹立追求卓越的目標，提升學生的工程意識、實踐能力、學習能力、創新精神和工匠精神.科技發展日新月異，只有主動學習、持續學習、適應社會、實現自我，才能成為適應發展的新時代卓越工程師.

圖1 語音信號的時域和頻域波形

3 課程思政與思政教育協同

依據本學院專業人才培養方案中的專業培養目標、畢業要求和后續課程的需求，研究并確定本課程專業課講授內容，確定各教學章節與課程目標的關系，按照上述課程思政的總體思路，初步確定了教學內容及相應的思政融入點的對照關系，如表1所示.

表1 “信號與系統”課程思政案例設計

4 結語

本文以肇慶學院電子與電氣工程學院“通信與信息處理”教學團隊在講授“信號與系統”的課程為例，緊跟新時代“新工科”的要求，以課堂為主渠道，依據專業課教學目標，深入挖掘《信號與系統》課程中蘊含的思政元素，充分發揮專業課程的隱性教育功能，將專業與育人相結合，引導學生扎實專業基本功，志存高遠、勇于奮斗，努力成為現代化建設的有用之才.

通過近兩年的“信號與系統”課程思政的改革實踐，已經取得了階段性成果.主要表現在教學效果方面，從學生評教結果反映來看，學生普遍認為課堂氣氛活躍，思政知識點的融入豐富且具有激勵性，任教老師的評分都在90分以上，位列學院前列；學生受益方面，能很好地理解本課程的知識點并積極應用，近兩年來學院電子專業和通信專業學生在參加全國大學生電子設計競賽、廣東省電子設計競賽和全國大學生“大創”訓練中表現優異，國獎省獎數量連年增多；在考研方面，初試和復試考《信號與系統》課程的學生專業課成績較高，總分也不錯，大部分能考上理想的院校繼續深造.實踐證明，課程思政是系統工程，還有很多不足和提升空間，接下來，我們的目標將聚焦在如何更優化思政點的融入，細化工程實例和實驗教學中的思政指導原則，避免盲目追求華麗的事例而脫離課程核心內容.