《DSP 技術與應用》課程思政教學的探索

廖文良,陳海蘭,蔡宏浩,雷國偉

（集美大學 理學院，福建 廈門）

一 引言

隨著嵌入式系統在物聯網、智能家居等領域的廣泛應用，DSP 技術也在迅速發展，DSP 工程師也越來越受到業界的青睞。 因此，許多高校按照“厚基礎、廣口徑”的應用型本科人才培養模式開設了DSP 課程。《DSP 技術與應用》已成為通信、電子、自動化、光電工程等專業學生的一門專業課。本課程的教學目的是，要求學生了解數字信號處理器的工作原理和特點，了解DSP 應用系統的典型結構和設計方法，掌握一種常用的數字信號處理器( 如TMS320C5000)的芯片結構、指令系統、典型應用系統以及開發工具的使用方法，把在信號處理課程中所學到的理論運用到實際系統中，使理論更密切地聯系實際[1]。

一方面，《DSP 技術與應用》涉及到數字信號處理、電路分析等理論基礎，也涉及到單片機、嵌入式等應用技術[2]，具有范圍廣、概念多、難度大、靈活度高等特點。因此，填鴨式、滿堂灌的教學方法和手段，已經不再適合于本門課程的教學。另一方面，作為專業技術類課程，教學上更強調電子工程師素養的培養[3]。一個良好的工程師素養應從以下六項指標進行：一是謙虛好學的品質；二是求知探索的品質；三是踏實認真的品質；四是實事求是的品質；五是團隊協作的品質；六是忠貞愛國的品質。

基于此，本課程深入挖掘內在思想政治元素，將專業知識傳授與思政育人進行深度融和，做到知識教育與思政教育的同向并行，實現知識教育與思政教育相互促進，最終達到“三全育人”的教育目標。

二 實施課程思政的必要性

《DSP 技術與應用》是本校光電信息科學與工程專業的一門高年級課程。作為專業課，知識和技能的學習對學生將來安身立命起到重要的作用。就好比一輛汽車的馬達，能決定其走多遠。但學生的思想道德更重要，因為一輛汽車如果方向盤打錯，無論多快的速度，最后終將南轅北轍或誤入歧途。高年級的大學生將面臨一次人生的重大抉擇：讀研或者就業。讀研意味著未來將成為國家的高層次、高科技人才。就業意味著走向社會，走向企業，走向學校或政府機關等，成為社會主義建設的勞動者。因此，如果高校教師不在課堂上對學生進行思想引導，學生則可能會產生一些不良的想法。比如，可能會覺得自己國家實力不強，技術不先進。更有甚者，可能會覺得國外的月亮都比較圓。因此，如何在這門課的教學過程中，適時、適量、合理地融入思政教育，讓學生的思維在社會主義核心價值觀的軌道上運行是很有必要的[4]。

2019 年3 月18 日，習近平總書記在學校思想政治理論課教師座談會上強調，我們黨立志于中華民族千秋偉業，必須培養一代又一代擁護中國共產黨領導和我國社會主義制度，立志為中國特色社會主義事業奮斗終生的有用人才。深刻回答了“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”這一根本性問題[5-6]。緊接著，2020 年6 月，教育部印發了《高等學校課程思政建設指導綱要》，可以說專業類課程中的課程思政建設已經走向制度化，這是高等教育全方位育人的必然要求。

最后，在課程考核方面，大多數專業課程偏重于理論知識和技能的考察，而對于科學素養、創新品質、人文精神等考核，普遍比較欠缺[7]。所以，按照“四個回歸”的基本要求和“學生中心、成果導向、持續改進”的理念，有必要完善課程考核方式，立足“兩性一度”的基本原則，嚴格按照工程認證的要求，豐富與細化課程目標與畢業要求指標點的對應關系。融合素質教育，推動課程思政精品的教學改革。

三 思政元素的挖掘

（一） 民族自信和文化自信

在DSP 課程的教學中，可以不經意間將愛國主義思想融合進去。比如，在講到我國科技發展的一系列成果時，也應告訴學生，目前由于國外在半導體領域特別是光刻機方面比國內領先，導致國內芯片的發展受制于西方國家。但是，另一方面，我們應當讓學生明白，這種領先一定是暫時的。我們國家有決心、有能力迎頭趕上，正如當年老一輩科學家利用短短的時間，從一窮二白的基礎上造出了兩彈一星。所以，我們既要學習西方國家的先進理念和技術，也不要忘記中華民族自強不息的優良傳統。從而增強民族自信和文化自信，激發學生的愛國熱情,為祖國的偉大復興添磚加瓦。

（二） 團隊協作精神

在教學過程中，可以適當提煉理論知識背后的哲學思想，從而對學生進行思政教育。例如，給學生闡述指令周期、機器周期、晶振頻率等概念之間的關系時，讓學生明白DSP 器件內部各部件之間以及與外部設備之間的統一、協調工作是離不開時鐘信號的指揮的。只有這樣，才能完成一條條指令，進而完成各種復雜的工作任務。由此引申出，一個國家的發展要達到預期目標，就一定要緊密團結在黨中央周圍，聽黨指揮，堅決執行上級傳達的命令。

（三） 創新精神

透過DSP 芯片的不斷更迭，告訴新時代大學生，應該具備創新意識，用創新思維獨立解決實際問題。比如CPU 的迭代更新，從定點型到浮點型，從串行到并行，從馮諾依曼結構到哈佛結構。無不體現了萬事萬物由低級到高級、由粗糙到精簡的演進過程。因此，教育學生看問題不能墨守成規，要有發展的眼光。鼓勵學生在今后的學習、工作中要勇于創新，大膽求變。

（四） 工匠精神

習近平總書記說過：“在工廠車間，就要弘揚工匠精神，精心打磨每一個零部件，生產優質的產品。”在教學中，教師還應結合課程應用性強的特點，充分挖掘其技術問題、技術瓶頸和技術現狀，激發學生的責任感。更要體會大國工匠精神，要挖掘一些推動歷史發展的著名科學家的勵志故事，激發學生艱苦奮斗，堅持不懈的精神。例如，在講授到傅里葉變換時，通過數學理論的精巧變化，給學生傳達數學之美，凸顯數學基礎在理工科中的重要地位。恰如華為掌舵人任正非所言：“我們真正的突破是數學，手機、系統設備是以數學為中心。”

總之，可以根據以上幾個方面，開展思政元素的挖掘。在具體的授課內容上，我們將“DSP 技術與應用”知識點與課程思政點進行了映射(如表1 所示)。

表1 《DSP 技術與應用》知識點與課程思政點的映射

四 課程思政的教學實踐

首先，我們從工程認證的角度，將思政元素融入了新教學大綱、新教學計劃、新課件、新教案的編寫。同時，正在抓緊將思政元素融入線上課程資源的建設，包括幕課、網絡課堂等。在全校范圍內，定期舉辦課程思政師資班沙龍，以報告會、研討會、培訓班等豐富多彩的形式，提升專任教師對課程思政的參與度和評價質量。

其次，重新編寫實驗實踐教學的指導教材。以前基礎的實驗項目比較固化，難以體現以學生為主體的能動性，應結合社會企業的需求，進一步強調與學生科研等應用實踐的融合[8]。將EDA、DSP、ARM、Python、Linux、互聯網等單一課程結合起來，實現實驗項目的時代性、應用性、綜合性、拓展性等要求。從而提升學生的就業能力，提高學生就業的匹配度。比如，“基于智能手機的蘋果糖度光譜檢測”“基于光譜分析的海洋溢油監測報警系統”“光電智能垃圾分揀車”“基于紅外與雙譜的熱病患智能巡視小車”等這些實驗課題，很好地促進學生在光學、電子、計算機、互聯網等方面的能力訓練。

最后，響應黨中央關于“大眾創業、萬眾創新”的號召，以大學生科研項目申報為契機，提升學生科研創新能力，引導學生參加“互聯網+”和“三創”等全國性大賽，提高學生參加國內外電子信息類競賽的能力。學生科研是學生在課堂之外進行能力拓展的一項重要活動。作為從事《DSP 技術與應用》教學的教師，有責任把握當今最新科技動態,介紹新技術、新思想，融入到本門課程的教學計劃當中。

經過幾年來的改革和探索，依托DSP 實驗室、電子測量實驗室、嵌入式實驗室等物理系專業實驗室，在學科建設、學生培養等方面取得了豐碩的成果。指導學生獲得兩項國家級大創項目、三項省級大創項目、若干校級大創項目的立項。學生的綜合實踐能力得到了進一步培養。在全國大學生“互聯網+”創新創業大賽、全國光電設計大賽、全國大學生電子設計競賽、“挑戰杯”課外科技作品競賽、中美青年創客大賽中屢獲嘉獎。同時，學生科研成果以論文形式發表多篇[9-12]，其中以學生為第一作者，在中文核心期刊《無線電工程》上發表論文[12]。以學生為主體，申請實用新型專利、軟著多項。

五 結語

雖然不同專業有不同的特點，但課程教學的首要任務始終是培養人。“課程思政”提升了課程的教學效果與質量，具有一定的普適性和推廣價值，有利于專業課教學與思政教育的深度融合。隨著信息技術的日新月異，在高校教授信息電子類課程的教師應不斷自我學習，與時俱進，與時代發展保持同步。同時，應繼續完善和深入DSP課程思政的改革與創新。在“大思政”格局下，實現專業技能傳授和價值引領的有機統一，培養全面合格的社會主義建設者和接班人。