信號與系統課程思政建設探索

季策 張高原 曹春紅 耿蓉

摘? 要：在專業課教學過程中開展思政教育，成為高校落實立德樹人根本任務的重要環節。文章在信號與系統課程教學中貫穿思政元素，實現從“思政課程”到“課程思政”的教育轉型，給出具體的課程思政教學方案，做到思政案例和課程內容有效銜接。通過課程思政，激發學生學習的原動力，提升學生的政治素養，堅定學生的政治理念。

關鍵詞：課程思政;信號與系統;思政元素;教學案例

中圖分類號：G641? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）19-0182-04

Abstract： Carrying out ideological and political education in the teaching process of specialized courses has become an important link for colleges and universities to implement the fundamental task of cultivating people by virtue. In this paper， the ideological and political content runs through the Signal and System course. This paper realizes the educational transformation from "ideological and political course" to "curriculum ideological and political"， and puts forward a specific curriculum ideological and political teaching scheme to achieve the effective connection between Ideological and political cases and curriculum content. Through the course of ideological and political education， we can stimulate the motive force of students' learning， improve their political literacy and strengthen their political ideas.

Keywords： curriculum ideology and politics; Signal and System; ideological and political elements; teaching case

2016年12月，在北京召開的全國高校思想政治工作會議上，習近平總書記出席并發表了重要講話，講話內容強調“高校思想政治工作關系高校培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題。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]。2017年12月，為進一步落實黨的十九大和高校思想政治工作會議精神，教育部發布《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》，該綱要中指出要破解高校政治思想工作中的不充分、不平衡問題，大力推動以“課程思政”為目標的教學改革，著力構建一體化育人體系，打通育人“最后一公里”。

習近平總書記在高校思想政治工作會議上指出“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向而行，形成協同效應”[1]。

在這樣的大背景下，作為專任課教師，需要深刻思考如何在專業課教學中增加思政的過程和環節，如何將思政元素引入到專業課教學中，最終把以往純粹的講授專業知識提升到有中國特色的高等教育層面上來。因此，專任教師需要堅持立德樹人，德育為先，做到思政課與專業課攜手同行[2]，讓學生了解未來應成為什么樣的人，畢業后要為社會作出什么樣的貢獻。

一、信號與系統課程思政的必要性

信號與系統是通信工程、電子信息工程等電類專業和部分非電類專業本科生的專業基礎必修課，具有很強的理論性和實踐性，同時也是一門考研課程。通過對本課程的學習，要求學生熟練掌握信號和線性非時變系統的特性和基本分析方法，能建立簡單電路系統的數學模型，并進行求解，能應用這些理論和方法解決實際問題;掌握并理解確定性信號及系統的三大變換-傅里葉變換、拉普拉斯變換和z變換的原理及相互之間的關系;要求學生能夠獨立完成信號與系統的實驗項目和課程設計，通過這些實踐環節，使學生掌握利用計算機進行信號與系統分析的基本方法，訓練學生的實驗技能，提高分析和解決實際問題的能力，進一步為學習網絡理論、通信理論、控制理論和信號處理及檢測等學科的內容打下堅實的基礎[3-4]。

信號與系統課程理論內容多、邏輯性強、數學推導復雜，該課程目前的授課狀況都是以教師講授專業知識為主，學生的視野常常局限于如何做題，如何考試，而忽略了一些能真正激發學習原動力的根本問題[5-6]：為什么要學習這門課？如何樹立正確的世界觀和人生觀 學好這門課對自己未來的職業生涯有什么影響？我國通信行業的現狀和發展趨勢如何？怎樣利用自己的專業知識為國家的通信行業作出貢獻？為此，作為專業課教師，依據信號與系統課程的特點，深入挖掘該課程中所蘊含的思政元素[7-9]，在課堂上，除講授基礎知識之外，和同學們談人生、談理想，使學生視野開闊，內心豐盈，引導青年學子樹立正確的價值觀和職業觀，充分發揮專業課的隱性教育功能，大力推動思政課程向課程思政的教育轉型。

二、信號與系統課程思政內容的引入

現以筆者所在的東北大學通信專業的幾位老師編寫的教材《信號與線性系統分析》（2018年11月，科學出版社）為基礎[10]，將該課程的某些知識點和思政元素相融合，重新規劃教學內容，整合課程思政元素，挖掘課程思政內涵。信號與系統課程的教學單元、教學內容及相應的思政元素見表1。

三、課程思政案例

以下將以《信號與線性系統分析》教材中的“3.12 調制與多路復用”一節為例，詳細介紹課程思政的實施過程。

（一）授課內容

由于原始的基帶信號多是具有一定帶寬的低頻信號，不適宜在信道中直接進行傳輸，因此在通信系統的發送端通常需要有調制過程，而在接收端則需要解調過程。調制和解調是通信領域中最重要的技術之一，通過調制，不僅可以進行頻譜搬移，把調制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調制信號轉換成便于多路復用或適合于信道傳輸的已調信號，而且它對系統傳輸的有效性和可靠性有著很大影響。

為提高通信系統的工作效率，希望一路傳輸介質能同時傳輸多路信息。多路復用就是在數據通信系統中，允許兩個以上的數據源共享同一個傳輸介質。其基本方法是在發送端將若干個獨立的信號合并為可以在同一信道中傳輸的復合信號，在信號的接收端再將復合信號分離為若干個彼此獨立的信號。多路復用的原理如圖1所示。

（二）思政元素內容

由調制解調、多路復用過渡到4G的關鍵技術OFDM，從而引申出如下思政元素。

1. 5G無線通信網絡

4G開啟了基于無線寬帶通信為主導的移動互聯時代，從技術角度看，以4G為代表的無線寬帶通信主要涉及的關鍵技術包括智能天線、OFDM調制、MIMO、軟件無線電等。

5G無線通信網絡將引領世界進入萬物互聯、無人駕駛和人工智能為主導內容的新天地，大數據的發展也將進入黃金時代。隨著5G的來臨，無線通信設備的數據量、準確性、速度和多樣性等動態特性將大規模擴展，數據爆炸也隨之而來。大數據分析和機器學習正在成為無線通信以及高效管理網絡的重要組成部分。

5G關鍵技術主要集中在大規模MIMO、超密集網絡和毫米波技術等。目前，我國5G的用戶數和基站數量均居全球第一，隨著5G終端價格的不斷下降，用戶接入5G網絡的成本也會隨之降低，這進一步推動了5G用戶數量的迅速增長。

2. 6G無線通信網絡

2018年3月，原工信部部長苗圩在接受央視采訪時指出，我國已開啟了6G無線通信網絡的研究。由紫金山實驗室首席科學家、東南大學移動通信國家重點實驗室主任尤肖虎教授領銜，聯合東南大學、北京郵電大學、電子科技大學等國內高校，邀請國際通信領域的頂尖學者，共同撰寫的長篇綜述“Towards 6G wireless communication networks： vision， enabling technologies and new paradigm shifts”中提出了關于6G通信網絡的一些前瞻性概念，全面展望了6G無線通信網絡的最新進展和未來趨勢：與當前的5G相比，6G無線通信網絡期待引入新的應用場景與性能指標，依賴于新的使能技術，6G無線通信網絡將出現“全覆蓋、全頻譜、全應用、強安全”四大發展范式[11-12]。5G無線通信網絡及未來6G無線通信網絡示意圖如圖2、圖3所示。

（三）價值拓展

通過介紹近年來通信行業的快速發展以及我國在國際舞臺上的重要作用，激發學生的學習興趣和愛國熱情，樹立遠大目標和理想，激勵學生不畏艱辛，奮勇前行，在實現自身價值和理想的同時，為我國通信事業的發展貢獻一份力量。

四、結束語

信號與系統課程思政建設旨在將大學生的思想政治教育與專業課程教學相融合，培養學生形成精益求精的信念，樹立追求卓越的目標，激發學生的求知欲望，培養學生的工程意識和創新能力，提高心理素質和思想政治覺悟。

參考文獻：

[1]全國高校思想政治工作會議12月7日至8日在北京召開[EB/OL].[2016-12-08].http：//www.gov.cn/xinwen/2016-12/08/content_5145253.htm#allContent.

[2]余江濤，王文起，徐晏清.專業教師實踐“課程思政”的邏輯及其要領——以理工科課程為例[J].學校黨建與思想教育，2018（1）：64-66.

[3]汪珊.“信號與系統”課程課堂教學方法探索與改革[J].教育教學論壇，2019（24）：61-62.

[4]王晴，張振國，李秀英.“信號與系統”課程教學改革探究[J].電氣電子教學學報，2019（2）：24-27.

[5]張汝峰，項璟，張亞娟，等.“信號與系統”課程思政探討[J].輕紡工業與技術，2020，49（5）：111-112.

[6]龔成瑩，蘭聰花.基于課程思政的“信號與系統”課程建設探索[J].專業與課程建設，2020（4）：19-23.

[7]趙琰，蔣偉，陸靜，等.課程思政的探索與實踐-以信號與系統為例[J].中國教育技術裝備，2019（4）：84-85+88.

[8]寧維蓮.基于MATLAB的“信號與系統實驗”教學改革探索[J].產業與科技論壇，2018，17（12）：177-178.

[9]王強.MATLAB在信號與系統課程教學中的應用[J].教育教學論壇，2019（23）：257-258.

[10]季策，蔣定德，宋清洋，等.信號與線性系統分析[M].北京：科學出版社，2018.

[11]YOU X， WANG C X， HUANG J，et al. Towards 6G wireless communication networks： vision， enabling technologies and new paradigm shifts[J].Science China（Information Sciences），2021，64（1）：5-78.

[12]胡圣波，朱滿琴，楊露露，等.未來無線通信與大數據、人工智能[J].貴州師范大學學報（自然科學版），2020，8（6）：1-10.

基金項目：2017年國家教育部產學合作協同育人教學內容和課程體系改革項目“面向創新人才培養的《信號與系統》課程教學改革”

（201702185012）;東北大學第二批課程思政校級示范課程“信號與線性系統”（無編號）

作者簡介：季策（1969-），女，漢族，遼寧沈陽人，工學博士，副教授，研究方向為信號處理、OFDM關鍵技術。