新工科背景下信號與系統課程思政教學探索與實踐

徐昕 楊蕾 陳東

摘? 要：信號與系統是測控技術與儀器業重要的專業基礎課程，探索和研究其在新工科背景下的課程思政教學具有深遠的意義。該文對相關課程思政教學的實施方案進行探索，在具體實施方法中強調以教師作為主導，加強教師的思想道德水平建設；在教學內容上完善課程內容，建立課程思政素材庫；采用“智慧課堂+課程思政”的教學方式，實現將課程思政融入到課前、課堂和課后的全部學習過程中；在課程中加入實踐環節，培養學生的團結協作精神，同時將思政元素和實踐內容巧妙地結合。結合對學生的教學成果考核和對老師的教學效果評價，促進思政教學內容和教學方法的不斷優化。通過以上探索與實踐，信號與系統課程在課程思政的教學中已取得一定的效果。

關鍵詞：信號與系統；課程思政；智慧課堂；課程思政評價；教學方式

Abstract： Signal and System is an important professional basic course for electronic information and instrument majors， and it is of crucial significance to explore and study its curriculum ideological and political teaching under the background of new engineering. The implementation plan of ideological and political teaching in related courses is explored. For the specific implementation methods， the leading role of the teacher is emphasized and the construction of teachers' ideological and moral standards is strengthened. For teaching content， the course content is improved， and the material library of curriculum ideology and politics is established. Taking advantage of the teaching method of "smart classroom + curriculum ideology"， the integration of curriculum ideology into the entire learning process before， during and after class is realized. To cultivate students' spirit of unity and cooperation， practical sessions is added， which combines the ideological and political elements. Combining with the evaluation of students' teaching results and teachers' teaching effect， ideological and political teaching content and teaching methods are promoted and optimized. Through the above exploration and practice， the course of Signal and System has achieved certain effects in the course ideological and political teaching.

Keywords： Signal and System; curriculum ideology and politics; smart classroom; evaluation of curriculum ideology and politics; teaching mode

新工科建設是基于國家新時代的戰略發展新需求，為滿足新的國際競爭形勢，由教育部提出我國工程教育改革的新理念，發展人才培養的新模式[1-2]。為滿足這一時代發展的新背景，我國高等教育也應與時俱進，在立足“為誰培養人、培養什么樣的人和如何培養人”這三個根本問題的基礎上，順應新工科革命性變化的同時，逐步由注重科學研究向注重研究與實踐并舉轉型，堅持與新時代同向同行，培養黨和國家事業發展需要的優秀人才[3-4]。這其中，課程思政的教學實施至關重要[5]。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調，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。因此，開展新工科背景下課程思政教學的探索與實踐，無論是對于我國社會發展的新形勢，還是對大學生道德素質的培養，都具有重要意義。

信號與系統作為大學測控技術與儀器專業的一門專業基礎課，在整個本科教學知識體系中占有重要的地位。學生通過本門課程的學習，不僅能理解信號的函數表示與系統分析方法，掌握連續時間系統和離散時間系統的時域分析和頻域分析，連續時間系統的S域分析和離散時間系統的Z域分析等，還能了解建立實際應用的物理模型、數學模型及最終解決實際問題的研究過程，并學會系統設計的基本方法，為進一步研究和掌握專用系統及其處理技術奠定基礎。在這一教學過程中，如何結合當代新工科的發展背景，將課程思政內容巧妙地融入知識傳授過程中，是課程思政教學建設的關鍵。本文針對這一問題，對信號與系統在新工科背景下的課程思政教學進行了初步地探索和實踐。

一? 信號與系統課程思政教學的實施方法探索

信號與系統課程組以構建全員、全程、全方位育人格局的形式，將課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，以人才培養為核心，潛心立德樹人，立足戰略高度，著眼于儀器類專業拔尖創新人才培養模式和機制的全方位創新，將習近平總書記提出的“要深化教育改革，推進素質教育，創新教育方法，提高人才培養質量，努力形成有利于創新人才成長的育人環境”和合肥工業大學“工程基礎厚、工作作風實、創業能力強”的人才培養特色相結合，將課程思政貫徹到信號與系統教學的全過程中，總體實施方法如下。

（一）? 加強教師思想道德水平建設，明確教師思政育人的責任

教師作為學生學習道路上的引路人，對學生思想道德、愛國主義情懷的培養具有非常重大的責任。因此，作為任課教師，應當首先加強自身的思想道德修養，認真學習習近平總書記在全國高校思想政治工作會議和全國教育大會上的講話精神，加深對“為誰培養人”“誰來培養人”“怎樣培養人”等基本問題的理解，從而深化對實施課程思政重要性和必要性的認識。加強教師自身思想理論學習，明確教師的德育責任，注重教師育人能力的鍛煉與提升，樹立教師的德行示范作用，強調教師不但在課堂中要起育人作用，在平時中更要言傳身教，按高標準凝練出實踐課程思政教學的理念。另外，教師還應注重自身思政教學能力的培養，積極改革、創新教學方法，將教學內容和思政教育相互融合，避免簡單的說教，提高學生的參與意識，構建新時代的全新課程教學體系。

（二）? 完善課程內容，建立課程思政素材庫

信號與系統是一門專業基礎課，重點討論了信號和線性時不變系統，其中所涉及的一些基本概念和分析問題、處理問題的方法對所有工程類專業非常重要。學生通過學習，掌握線性時不變系統的時域與頻域理論和方法，形成工程中發現問題、解決問題的思維，并掌握解決復雜工程問題的能力。在此基礎上，將思政元素融入各個知識點的教學過程中，完善課程內容，建立課程思政素材庫，最終形成系統的思政教學體系，讓學生在學習的過程中接受思政教育，提升愛國情懷，增強民族自豪感。結合我校“育人為本，德育為先，創新為魂，實踐為根，理論奠基，能力導向，全面發展”的人才培養理念，信號與系統課程思政建設的原則是增強課程內涵與勞模精神、結合工匠精神、堅持教學改革與我國發展戰略相結合，課后積極探索創新創業項目，創建課程實驗教學體系、校內實踐創新體系、校外平臺擴展體系的“三位一體”實踐教學體系，進而充分挖掘課程思政教學的資源。

具體設計思路和教學案例如下。①融入時政事件：在講解線性系統的頻域分析內容時，可簡要介紹在通信領域我國華為的5G技術即使面對西方國家的打壓和封鎖，也已經處于世界領先地位，這極大地激發了學生學習民族品牌華為的企業精神，為國家和民族的振興而努力學習的動力；②注重培養學生嚴謹的科學態度和工匠精神：在學習拉普拉斯變化的工程中，結合拉普拉斯、奧本海默等人物的故事，培養學生認真負責、踏實敬業的工作態度，以及嚴謹求實、一絲不茍的工作作風和積極進取的創新精神；③弘揚愛國主義情懷：將我國傳統文化中的烽火狼煙、擊鼓鳴金等作為例子，講解信號的基本形式，增強學生對我國傳統文化的認識，增加愛國情懷；④培養學生積極向上的人生態度：利用帕塞瓦爾定理可以將復雜的時域積分轉換成簡單的頻域積分，由此教育學生在遇到難題時轉換角度、思路，復雜的問題就可能迎刃而解。

（三）? 實施“智慧課堂+課程思政”的教學方式

目前，互聯網和多媒體技術已普遍應用于課堂教學過程中，教師也應緊跟新媒體新技術的發展，充分利用“智慧課堂”等新型教學手段，使教學過程更加符合新一代大學生的認知和學習習慣。通過智慧課堂的方式讓學生從自己的感受、發現、思考和實踐中真正接受教師所傳遞的內容，讓學生對這些內容的認可度更高，也能讓思政內容獲得更為長久深遠的影響，最終內化為學生的正確認識。而教師則需要不斷更新自己的認識，結合學生的特征，不斷優化智慧課堂教學內容，結合信息化手段，提高自己自主性、研究性、探究性的能力，從多角度找到課程與思政的結合點。“智慧課堂+課程思政”的教學方式實施過程如圖1所示。課前，教師將準備好的預習內容和相關的課程思政要點通過“智慧課堂”發送給學生，學生在“智慧課堂”上按照要求完成課前預習；在課堂教學過程中，教師可充分利用“智慧課堂”中的多媒體及互聯網資源展示思政內容，潛移默化地引導學生學習和思考，而不是生硬地將思政加入到知識點的講解中；課堂上，教師可由“智慧課堂”發布思政相關的討論題，學生可以通過發布彈幕或者投稿的方式參與討論、發表觀點；課后學生在“智慧課堂”完成教師布置的包含有思政元素的課后作業，鞏固學習效果。通過“智慧課堂+課程思政”的教學方式，將課程思政與課堂教學完美融合，鼓勵學生多思考、討論和創新，在學習過程中領悟課程內容中暗含的思政元素。

以信號與系統中采樣定理一節為例，采用“智慧課堂+課程思政”教學方式的具體過程見表1。

（四）? 利用實踐環節，培養學生的團結協作精神

新工科背景下的信號與系統課程更加強調實踐環節，通過開展基于問題驅動的實踐教學環節，使學生具備將所學理論知識與具體工程實踐相結合的思維方式，培育其提出問題、分析問題和解決問題的能力，同時培養學生良好的團結協作精神。因此，在基礎的教學環節之外設計了實踐操作環節，該環節以小組為單位進行，每組3～4名學生，其中組長負責組織本組成員分工協作，小組學生共同完成實踐課題的研究、報告撰寫和成果展示，極大地培養了學生的團隊意識和團結合作精神。實踐環節中利用MATLAB和LabVIEW等軟件工具，加強對學生解決實際問題能力的培養，此外也將思政元素融入了實踐環節的課題中，讓學生在完成實踐環節的同時加強了思政教育。下面是信號的調制與解調一節中設計的實踐環節——基于MATLAB的頻分多址（FDMA）模型仿真研究，實驗內容和思政要點具體如下。

實驗內容：利用如圖2所示的原理圖，對通信中的頻分多址（FDMA）過程進行仿真研究。要求錄入三段不同的語音信號并進行頻譜分析，根據頻譜對原始信號進行調制并復用。經過同一信道傳輸后，在信號接收端選擇合適的濾波器解調信號，最終得到恢復后的信號，對比恢復后的信號與原始信號。

思政內容：實驗結束后引導學生思考，一般情況下，信道中可傳遞的是高頻信號，當需要傳遞低頻信號的時候，可以轉換思路，將低頻的調制信號加載到高頻的載波信號上，即可實現低頻信號在信道中的傳遞。同樣，在學習、生活中碰到各種困難、挫折在所難免，但是不能被苦難所擊倒，而應該轉變思路，采取“調制、解調”的方法，從不同角度和視野去分析問題，或許就使問題變得簡單。

通過以上實踐環節，不僅能夠培養學生的團結協作精神，還可以提升學生面對困難的抗壓能力；另一方面，多角度多方式分析問題的方法有助于學生創新能力的培養。據學生反饋，通過實踐環節：體驗到了“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”；真正感受到了“1+1>2”的效果，提高了團隊合作能力；培養了接受新思想的能力和永不滿足、追求卓越的學習態度。

二? 信號與系統課程思政教學的考核方法探索

課程思政教學目的為在新工科背景下潛移默化地培養學生的愛國情懷和正確的世界觀、人生觀、價值觀。而對課程教學效果進行考核的目的是，在評價課程思政對學生影響效果的基礎上，進一步評價教師的教學效果，并為后續課程思政教學方案的改進提供基礎和依據。目前，信號與系統課程采用的考核方法如圖3所示，整個考核體系分為對學生教學成果的考核和對教師教學效果的評價。

對學生課程思政教學成果的考核：信號與系統課程的考核注重過程性和階段性的評價，已具有一套完善的考核機制。學生的成績包括智慧課堂答題情況、課堂討論、課堂測試、平時作業、課程設計報告和期末考試。根據各模塊的內容課時比例，制定不同的學分比例，每個模塊不同的主題與項目也進行量化考核，最后獲得課程綜合得分。在課堂上，利用智慧課堂工具布置具有啟發性、探索性的研究性題目，引導學生聯系實際進行分析，綜合運用所學知識解決實際問題；課后通過作業和課程設計報告，既考核了學生對專業理論知識和技能的掌握程度，也要考核學生思想和言行表現，把品行修養、團隊精神、創新精神納入考核體系。在課堂測試、課后作業和課程設計報告中，適當增加主觀題型，將課程知識和當前社會、科學發展問題相結合，既能測驗學生對專業知識的掌握程度，又能考查學生對科學、可持續發展問題的思考，增強社會責任感與歷史使命感。

對教師的課程思政教學效果的評價：課程進行過程中，邀請學院教學督導組老師旁聽課程，對教師的課程思政融入情況、教學效果進行綜合評價；學期結束后，通過對學生進行問卷調查以及學校教務的評教系統，對教師的課程思政教學進行打分和評價。并將以上意見和建議匯總后反饋給任課老師，便于任課老師對課程思政教學工作做進一步的改進。

通過以上課程思政教學考核體系，思政教學不斷改進，已取得了一定的成果。根據學生課程總結的反饋，學生普遍認為創新意識、團隊合作能力得到明顯提高，并且深刻認識到了自身擔負的使命。校內外專家旁聽課程后，一致認為信號與系統課程內容緊貼現代先進科學技術，對培養學生具備從事復雜系統分析、設計等方面的能力具有重要意義，同時思政內容與課程內容的融合，對學生的德育培養起到了重要作用。目前，課程已取得了良好的示范性作用。

三? 結束語

信號與系統是測控技術與儀器專業重要的一門專業基礎課程。本文在新工科這一發展背景下，分析了信號與系統課程進行課程思政教學的必要性，同時提出了思政教學的實施方法探索。其中，通過具體案例，具體闡述了“智慧課堂+課程思政”和實踐環節的教學方式，真正實現將思政元素和授課內容巧妙地結合，如鹽入水，潤物無聲。此外，為推動課程思政教學的不斷發展，本文還進行了信號與系統課程思政教學的考核方法探索，通過結合對學生的教學成果考核和對教師的教學效果評價，促進思政教學內容和方法的不斷優化。

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