應用型本科“數字信號處理”課程思政教學方法設計

潘子宇 宋宇飛 余雨

[摘 要] “數字信號處理”是普通本科電子信息類專業的一門重要的專業課。為應對新教育形勢下的人才培養目標，提高人才培養效果，對該課程的知識體系進行全面梳理，對教學方法和考核方式進行全面改革，以提高教學質量。探索在“數字信號處理”課程中融入課程思政教育理念，積極發掘思想政治教育元素，滲透思想政治教育內容，從而促進學生的全面高質量發展。基于此，分析了“數字信號處理”教學與課程思政的關系，提出了三點有效的教學方法，希望對課程思政在“數字信號處理”中的滲透教學有所幫助。

[關鍵詞] 數字信號處理;課程思政;教學方法;設計

[基金項目] 2019年度江蘇省青藍工程項目、江蘇省高等教育教學改革研究課題“新工科背景下‘智能+’復合型工程人才跨界培養的研究與實踐”（2019JSJG139）;2020年度教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會教改項目“電子信息類應用型本科專業教師發展性分類評價研究與實踐”（2020-YB-46）;2021年度南京工程學院“課程思政”示范課程項目（KCXZ2021P13）;2019年度南京工程學院高等教育研究課題（2019ZD01）

[作者簡介] 潘子宇（1984—），男，江蘇姜堰人，博士，南京工程學院信息與通信工程學院高級實驗師，主要從事無線通信、信號處理研究;宋宇飛（1979—），男，河北宣化人，碩士，南京工程學院信息與通信工程學院副教授，電子信息工程系主任，主要從事電子系統設計和信號處理研究;余 雨（1990—），男，江蘇南京人，博士，南京工程學院信息與通信工程學院講師，主要從事無線通信理論、數字信號處理研究。

[中圖分類號] G645.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）15-0129-04 [收稿日期] 2021-10-16

引言

課程思政指以構建全員、全程、全方位育人格局的形式，將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，把立德樹人作為教育的根本任務的一種綜合教育理念。“數字信號處理”是電子信息類專業課程體系中的一門重要的專業課程。在該課程的教學過程中融入思想政治教育是可行的、有利的，也是必要的。通過有效利用“數字信號處理”的導向功能和育人功能，可以與思想政治教育形成重要合力，促進課程思政的全面發展。

一、課程思政與“數字信號處理”的關系

新時期教育背景下，德行作為做人的根本，需要在教學過程中為學生提供凈化的環境，注重將學生培養成擁有良好德行的國家棟梁之材。當前，美德和學歷是學生所追求和必備的，為了幫助學生更好地擁護黨的教育方針政策，培養學生良好的思想品德，高校需要將教育教學和思想政治教育有機融合。

目前，在大學課程教學中，教師思想觀念的局限，教學方法的相對保守，學生學習的主動性不夠，課程中滲入思想政治教育較少等問題都應得到充分重視。眼下，高校對大學生的培養片面強調學習成績、競賽獲獎及創新性成果等，卻忽略了思想道德的教育及行為和意識形態的正確引導，這對于大學生的全面發展及我國高等教育事業的發展都是極為不利的。為了更好地在“數字信號處理”課程教學中培養學生良好的學習思想和核心素質，教師應在課堂教學中重視思想政治，不斷引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

課程思政不是簡單地將思想政治理論搬移到專業課課堂上，而是一種教學理念的創新，需要針對思想政治教育課程的內涵進行挖掘，體現并滲透到教育教學的全過程中，最終實現對學生在思想、道德、情感及價值觀等方面的積極引導。本科“數字信號處理”的課程目標既規定了此課程的理論性、工具性和應用性，又規定了其人文性。因此，該課程教學不僅要提高學生運用數字信號處理工具解決復雜問題的能力，還要注重學生人文素質的培養。課程思政理念的引入，為本科課程教育的思想認識和人文修養指明了道路，幫助教師明確了課程思政融入的重要性，在教會學生相關理論知識、提高其實際動手能力的同時，也要重視思想政治內容的滲透，達到立德樹人的目的[1]。

二、“數字信號處理”課程融入課程思政的構思

（一）確定融合課程思政元素的課程目標

“數字信號處理”是一門具有相當多的理論知識和實踐要求的課程。其中的許多內容，尤其是信息處理和濾波器設計，都涉及對具體案例的分析和數據計算。這讓不少基礎不夠扎實的學生望而生畏，需要在學習過程中查閱教輔資料，反復咀嚼教師所講解的課程內容。教師也要讓他們對這門課程的認識，從記憶和運用所學的理論知識，上升到學會怎樣利用課程知識處理課后材料。因此，確定幫助學生完全掌握所學知識的課程思政目標，使得該課程教學存在科學的目標，能夠推動學生在專業領域的成長。

（二）落實對學生職業教育精神的培育

“數字信號處理”課程作為電子信息類本科專業的核心課程，始終處于以學生為主題的教學環境中。這使得不少人無法認清自己，也無法認清學習這門課程的目的與意義，從而降低對該課程的學習要求、不重視學習的效率和效果。部分學生把完成作業、通過考試作為唯一標準，忽略了自身的職業培養，最終不具備參與專業職業的就業資格。因此，專業教師要把握好教育的尺度，讓他們認清社會對自身職業能力和職業精神方面的需求，培育其運用數字信號處理工具解決實際工程問題的行為意識，使多數人成為合格的專業領域工作者。

（三）增強法律和道德意識的教育

“數字信號處理”課程的教學工作，是把培養學生專業技能作為目的的一項工作。這讓以往實施的諸多教學工作，把關注點完全放在了如何講解課程內容方面，未能考慮學生理解和運用知識的思維，對他們進行思想意識形態方面的德育教育。一些電子信息類專業的高才生，因為自身的不當行為觸及企業的利益，被拒絕面試或進入相關行業工作。甚至有少部分學生進入相關行業工作后，利用自己的專業知識從事違法犯罪活動。因此，專業教師要讓大家在學習中，了解法律和道德對個人行為的要求，使他們能夠理解和運用與企業、個人生存相關的法律知識。

（四）合理規劃課程教學內容

教師在教學工作中的所有行為都會對學生的思想起到引導作用。教師要結合課程思政元素，主動做好“數字信號處理”課程的規劃，讓學生了解哪些知識點是教材中需要理解的內容，哪些案例與他們今后的職業生涯有關。同時，針對學生提出的學習難點，進行結合教材和解題思路的整理，合理規劃對習題部分的課堂講解，幫助學生更好地理解和運用“數字信號處理”課程內容。

三、“數字信號處理”中課程思政的教學方法

（一）課程思政與“數字信號處理”相結合制定課程目標

對于一門課程而言，課程思政的建設應當貫穿于整個教學過程之中，而課程目標的科學界定首當其沖。專業課程中滲入課程思政絕不是按照思想政治理論課的教學模式來講授專業課，而是在專業課程的教學過程中，把馬列主義觀點的基本理論和思想政治教育的要求，內化到專業課程的教材、課堂教學及教學評價體系中，深入挖掘專業課程中的德育要素，引導學生形成積極的德育思想和科學的思維方法，將以德育人的教育理念融入整個課程教學體系中[2]。具體到“數字信號處理”這門課程，其核心的課程目標是讓學生掌握信號分析與信息處理、濾波器設計的基本理論，培養學生解決通信與信息處理領域復雜工程問題的能力，同時通過課程思政的學習，促進學生德與智的全面發展。

（二）通過教材案例引入職業精神

教師要改造“數字信號處理”課程的教學環境，使學生能夠接觸到更多的社會真實案例，分析案例中涉及的工程問題及如何將實際問題轉化為信號處理與濾波器設計相關的問題。這能夠讓他們加深對課程內容的理解，具備分析具體案例并抽象成數學模型的客觀邏輯思維能力，同時不把個人主觀意愿和情緒帶入學習生活和今后的職業工作中。學生僅把作業、考試作為學習的標準目標。這主要是源于他們對現實社會知之甚少。我們教師在這方面需要做學生的引路人和掌舵人。教師要通過講解教材中的案例，幫助學生重新解讀他們大腦中的案例，增加對案例中職業精神的解讀，使他們能夠站在個人從事職業工作的高度，理性分析個人行為可能產生的后果甚至可能造成的社會危害，以嚴謹的法律知識要求自己的學習思想。與此同時，還要做好“數字信號處理”課程的學習要求，讓學生對本專業的職業道德有所了解，能夠意識到職業精神的重要性。

（三）結合法律知識實行思想政治教育

“數字信號處理”課程雖然是以理論和工程應用為背景的，但其中也蘊含了大量的法律常識和職業行為要求。教師需要嘗試將相關法律常識融入課程教學的有關環節。這樣，一方面能夠增強學生的法律意識，避免自身的合法權益受到侵害;另一方面也能夠提高學生的自我分辨能力，避免因不知法不懂法而出現過分維護自身或企業利益的行為。例如，在講解濾波器設計時，可以結合“斯諾登事件”，告知學生，利用通信工具竊聽竊取他人信息不僅僅是職業道德問題，更是違法犯罪行為。這能讓學生在專業知識的學習過程中，意識到法律和道德存在的規范性和標桿作用。

（四）轉變教學理念與模式，多角度將課程思政融入課堂

傳統的大學課堂通常以教師為中心，以知識講授為主要的教學形式，以傳播和掌握知識為主要教學目標，教學的重點往往在于如何提高學生對數字信號處理相關理論知識的認知和實際動手能力，并沒有充分認識到課程思政在教學過程中的重要性。因此，要想在“數字信號處理”的教學過程中實現思想政治教育，教師必須首先轉變教學觀念，其次通過自身政治修養的提高、思想領導責任意識的增強，成為新時代稱職的思想政治教育工作者，更好地擔負起指導和引領學生身心健康成長的重擔。在專業課程教學過程中，不僅要重視數字信號處理相關知識的講解和工程能力的培養，同時也要注意把價值觀與思想觀念的引導和塑造融入教學的各個方面，貫穿整個教學過程，幫助學生樹立正確的意識形態，從而培養出既正直又能適應新時代社會主義發展需要的高素質專業人才[3]。

轉變教學模式、多角度融入課程思政就是要發揮教師的主觀能動性，使其主動改革教學模式。通過課程思政改革，將“數字信號處理”課程中的理論知識與做事的基本原則、社會主義核心價值觀、中華民族偉大復興等有機地結合起來，以潛移默化的方式實現對學生的德育教育。主要教學方法包含以下五個方面。

1.逐步細化章節知識，結合課程知識的理論，將思想政治教育在課程內精確定位，拓展德育的內涵，與知識教學有機結合，融入整個教學過程，實現知識傳授和價值引導的雙重作用。在“數字信號處理”課程教學中，主要融入以下三方面的思想政治教育內容：其一，民族精神。將數字信號處理的專業知識與國家的科技發展相結合，引導學生學以致用，推動社會主義建設水平提高，鼓勵更多的學生弘揚民族精神，發揮創新活力，根據所學理論推動創新夢，堅定理想信念，堅定使命，踐行報國志向[4]。其二，科學家的研究精神。通過向學生介紹信號分析與處理領域的代表人物，比如傅里葉、拉普拉斯等，讓學生感受到科學家的人格魅力，增強職業認同感，激發學生的創新精神、開拓精神和科研熱情，增強自信心和自豪感。其三，社會主義核心價值觀。在介紹完中國在信號處理與分析方面的成就之后，通過中西方比較，激發學生的文化自信，增強學生的愛國情懷。

2.深入鉆研教材內容。除了在已有的教材中挖掘思想政治教育元素之外，還需要結合科技發展對教材內容進行整合和更新。教材是重要的教學工具，教師是教案的第一設計人，將課程教育的教育理念與教育要素的積累相結合，在教材內容設計上，逐步發展成為寫進新教材的積極要素，可為教師進行德育教育提供指導[5]。

3.增加實踐課程。“數字信號處理”課程內容相對枯燥，在教學過程中，需要充分利用實驗課，通過一系列基礎性、綜合性實驗項目的實踐，讓學生親身體會實驗的魅力，提高學習興趣，感受科技創新和團隊合作的樂趣和艱辛，提高其民族自豪感，增強責任心，從而幫助其肩負起為祖國富強而奮斗的斗志和勇氣。

4.加強學生的主體地位。學生是學習的主體，其學習效果是課程改革的重要指標之一。因此，在專業課程的思想政治教育改革中，學生既是教學的對象，也是課程思政建設的參與者之一[6]。從學生的角度看，在課堂上，學生可以積極參與課堂活動，在教師的指導下，學生分享自己的經驗和意見，更容易在同學之間形成共鳴，獲得心靈的理解和提升。

5.優化教學流程。教師可以在教學活動開展之前，做好課程思政滲透的準備工作。例如，教師可以運用學習平臺，課前向學生推送一些和思想政治教學知識及課堂知識有關的名詞、圖片信息等，引導學生探究其中的思想政治教育元素。為了掌握學生的課前預習情況，教師可以結合學習平臺，考查和評價學生實際的課前預習效果，為接下來的課堂教學工作提供參考和便利。

結語

綜上所述，課程思政融入專業課程，既豐富了專業課程的知識內涵，又升華了課程的精神價值。特別是理工類專業課程，通過與思想政治教育的有機結合，將更加富有活力和魅力。教師對新時代開展課程思政的認識，要上升到學生能力培養和德育教育質量的提高上來。在講解“數字信號處理”課程教材內容的基礎上，拓展學生分析問題、構建模型的思維方法，使他們具備實踐個人能力的思想意識。在對案例的講解思路上，增強對學生職業道德和法律常識的學習引導，讓他們具備從事電子信息類相關專業工作的職業精神，能夠運用法律武器維護自身權益，抵御社會上的不良誘惑和風氣。課程思政建設是一項長期的教學改革工程，既要發揮專業教師的主導作用，又要重視學生的參與和反饋。只有通過知識共融的教學研究、改革和創新，才能不斷豐富知識傳授、能力培養和價值塑造等教學理念的內涵，實現高等教育培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人的人才培養目標。

參考文獻

[1]魏明哲.數字信號處理課程教學改革實踐與探索[J].產業與科技論壇，2021，20（16）：190-191.

[2]蔣桂梅.將德育教育理念融入初中英語教學的方法研究[J].中國校外教育，2019（7）：87-87.

[3]張麗麗，張宏偉，王鳳嬪，等.基于OBE的數字信號處理課程教學分析[J].集成電路應用，2021，38（7）：78-80.

[4]殷世民，李定樣，方成，等.數字信號處理課程思政初探[J].大學教育，2021（6）：128-130.

[5]馬佩，陳輝，常敏.課程思政融入工科專業課程教學中的實踐與探索[J].教育教學論壇，2020（6）：165-166.

[6]王丹，王坤容.淺析課程思政建設面臨的問題與解決途徑[J].教育教學論壇，2020（1）：350-351.

Design of Ideological and Political Teaching Method for Applied Undergraduate Course of Digital Signal Processing

PAN Zi-yu， SONG Yu-fei， YU Yu

（School of Information and Communication Engineering， Nanjing Institute of Engineering， Nanjing， Jiangsu 211167， China）

Abstract： Digital Signal Processing is an important professional course for electronic information majors of undergraduates. In response to the talent training objectives under the new education situation and improve the talent training effect， this paper comprehensively combs the knowledge system of the course， and comprehensively reforms the teaching methods and assessment methods to improve the teaching quality. This paper explores how to integrate the concept of ideological and political education into the course， actively find out the elements of ideological and political education， and infiltrate the content of ideological and political education， so as to promote the comprehensive and high-quality development of students. Based on this， this paper analyzes the relationship between Digital Signal Processing teaching and curriculum ideological and political education， and puts forward three effective teaching methods， which can be helpful to the teaching of ideological and political education in the course of Digital Signal Processing.

Key words： Digital Signal Processing; curriculum ideological and political education; teaching method; design