“三全育人”理念下课程思政的实践与探索——以“信号与系统”课程为例

王世芳，袁一鸣

（安徽工程大学 电气工程学院，安徽 芜湖 241000）

2019年3月18日，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上发表的重要讲话中要求努力培养担当民族复兴大任的时代新人，为新时代高等学校思想政治理论课的建设指明了方向。全体教育工作者要自觉落实立德树人根本任务，努力培养能够担起民族复兴大任的时代新人。

除了思想政治理论课，“其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[1]。在专业课程中融入课程思政元素，是党和国家对高等教育事业的期待，也是落实立德树人根本任务的要求。为深入贯彻习近平总书记关于教育的重要论述和全国高校思想政治工作会议精神，近年来安徽工程大学电气工程学院将课程思政理念与要求融入“信号与系统”课程教学，并取得了一定成效。

一、“信号与系统”课程思政建设的基础

“信号与系统”课程以信号分析为基础，主要介绍信号分析的基本理论和三大变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换），旨在为学生学习信号处理与系统设计奠定坚实的理论基础。同时，它也是电子信息工程及相关专业中一门非常重要的基础课程。本课程所阐述的学科理论与现代信息技术的发展和应用有着密切的联系，对培养学生独立分析问题能力、设计/开发能力以及解决问题能力具有重要作用。

通过不断总结和实践，安徽工程大学电气工程学院的“信号与系统”教学团队在课程体系、教学内容、教学资源、教学方法和教学手段等方面持续完善和改进，教学水平也有了较大提高。教学团队教学经验丰富，为“信号与系统”课程思政建设奠定了扎实的基础。通过建设，该课程已经配备了多套完整的多媒体课件和电子教案，部分章节还设置了视频公开课，建成了较完整的测试题库，制定了符合本专业人才培养目标的课程教学大纲；教学团队的思想素质和业务素质较高，教学内容能够体现素质、能力和知识三者相结合；积极创新教学方法和教学模式，合理运用现代信息化教学工具和手段，教学质量和教学效果较好。

二、“信号与系统”课程思政建设实践

为了清楚地了解学生的学习需求，在课前做了关于学情的调查。据调查，学生普遍存在既渴望学好，又害怕学不好的矛盾和焦虑心理。渴望学好是因为大多数学生考研都要考这门课，并且工作后在相当长时间里也会用到这门课中的相关理论和技术；害怕学不好是因为这门课有许多前修课程，如“高等数学”“电路分析”等数学公共课和专业基础课，学生难免会担心：前修课程没学好，会不会影响这门课的学习？为了减轻学生的心理负担，消除其恐惧心理，教师尽力挖掘蕴藏在本课程中的思政元素，增加知识的趣味性，提高学生的学习兴趣和自信心，让学生感受到课程之美、生活之美的同时，也提高了课堂教学质量和教学效果。

（一）创建课程思政的教学案例库

从某种意义上讲，我们生活的世界是模拟的世界，而模拟的信号要用功能庞大的数字系统进行处理，势必就要用到A/D转换技术。2020年是很不寻常的一年，新冠肺炎病毒在全国蔓延，团队教师抓住了大学生关心时事的心理，研发了我国首个5G医用测温巡逻机器人，助力疫情防控。此机器人通过红外线能在5m以内迅速测出行人的体温和辨认过往行人是否佩戴了口罩[2]，这就用到了本课程中的A/D转换技术和信号识别技术。教师以此让学生深刻认识到学习本课程的意义和重要性，引导学生认真学习相关专业知识，努力拼搏，为建设科技强国贡献自己的力量。

抽样是进行A/D转换的第一步。抽样间隔应该怎么选取呢？为了帮助学生理解课程内容，课程组选了一些歌曲作为信号进行演示，而且在歌曲选择上精心挑选了红色歌曲。例如，在讲解如何进行信号抽样时，选用《我和我的祖国》作为信号制作教学案例；在讲解语音信号的抗混叠滤波时，选用《映山红》作为信号制作教学案例。通过演示，让学生深刻体会抽样时间间隔不能取得太大也不能取得太小，只有找到最佳的抽样间隔才不会失真，才能既保证抽样的精度又保证抽样的效率。选用这两个教学案例的目的是利用专业知识传递革命精神和爱国主义思想，唤起学生对中国共产党的热爱和对革命先烈的缅怀，教育学生珍惜来之不易的幸福生活，使学生意识到作为“强国一代”的使命和担当，让勤奋学习和增长本领助力青春飞扬[3]46。

在讲到傅里叶变换在通信系统中的应用时，不得不提5G技术，它是最新的移动通信技术。5G的标准是华为制定的，但华为却遭到美国的打压、封杀。在课堂上和学生探讨这些事件，以此培养学生的家国情怀和使命担当，引导学生牢固树立为国效力的志向和以助推中国科学发展为己任的爱国意识。向学生指出：作为当代青年大学生，应该树立民族自豪感和自信心，踏踏实实学好科学文化知识，努力把自己培养锻炼成国家建设的有用人才。要用努力学习的实际行动回击西方敌对势力的险恶图谋。让学生认识到，只要在科技创新的道路上艰苦奋斗，我们国家一样可以做得更好，甚至引领世界，我国人民的生活也会更加美好。培养学生在科技强国道路上的责任感和使命感，让学生认识到，只有认真学习、脚踏实地和不断拼搏奋斗，才能使祖国越来越强大[4]。

“信号与系统”课程凝结了一批杰出科学家的心血，如傅里叶、欧拉、奈奎斯特等。科技是推动社会发展的动力，这些科学家为人类科技的进步做出了伟大的贡献。教师在课堂教学过程中，利用信息化的教学工具，给学生推送介绍科学家生平的相关文献或链接，讲述他们探索科学的艰难过程和追求真理的奋斗历程。引导学生学习这些科学家身上体现出的奋进精神和求实精神，让学生树立远大目标，立志为社会的发展和进步出一份力[5]。

（二）充分利用各个实践环节，培养学生的集体荣誉感和团队协作精神

课程组加强实践教学环节，通过开展基于问题驱动的研究性教学专题研讨，使学生具备将所学理论知识与具体工程实践相结合的思维方式，培养其提出问题、分析问题和解决问题的能力，同时也培养学生良好的团结协作精神。专题研讨结合实际情况进行设计，按照内容难易程度分级设置，既有基本原理的简单应用，又有知识提升的综合应用，还包含高阶性、创新性和挑战性的内容。例如，在课程中开展“滤波器的设计”专题研讨，教师提前准备好电阻、电容、面包板等器件，课上以小组为单位分发元器件，小组成员分工进行理论分析设计和实践操作，设计不同种类的滤波器以滤除混杂着噪声的音频信号。此专题综合考查学生问题分析、信息整合、团队合作等方面的能力和素质。此项成绩以小组整体水平评定，小组成员之间的分工和合作显得更加重要。通过这种方式，让每名学生都有充分发挥自己优势和展现自己能力的机会，从而调动学生的主观能动性，让他们能更加积极地投入到课堂中。通过理论联系实际，增强学生的集体荣誉感和团队协作精神。

（三）邀请名校名师和企业专家进课堂授课

对学生进行思想政治教育，是思政课教师、专业教师以及企业专家的共同任务，要多方合作，协同育人。为进一步提升课堂教学实效，邀请清华大学名师走进信号与系统课堂，结合学校办学定位、专业培养要求和课程目标，为学生举办了题为“信号与系统的工程应用”的专题汇报。名师结合自己的科研经历和最前沿的工程案例，集中讲授课程中知识的典型应用案例，使学生对课程的实用性和前沿性有了新的认识。名师进课堂为“信号与系统”课程引进了更加优质的教学资源，推动了课程创新性和高阶性的提升，为课堂增添了新机的同时也促进了授课教师的成长。

为进一步拓展学生知识应用能力，在“信号与系统”授课过程中，邀请中航华东光电有限公司高级工程师走进课堂，结合企业实践项目、专业培养要求，为学生举办了题为“机载显示设备的视频信号处理”专题讲座。企业专家以《空天猎》电影作为开场，介绍机载显示产品、FPGA在机载显示器中的应用以及飞机视频噪点去除过程中遇到的问题，并与学生们分享了分析问题、解决问题的思路和很多宝贵的实战经验，给同学们上了既有高度又接地气的精彩一课。此外，还讲授了信号处理技术在该公司的应用以及该公司的企业文化和管理制度，让学生深受启发。通过校企合作，不但能够让学生体会到专业课的理论知识如何同实际相结合，而且能够引导学生学以致用，让学生在专业领域里更具竞争力[6]。

（四）智慧教学工具助力“课程思政”实施

采用诱导启发式、案例式等教学方法，开展“课程思政”与专业知识学习融合协同的教学活动，提高了学生的课堂参与度，激发了学生的学习兴趣，提高了学生学习的积极性。通过参与实验课和学科竞赛，引导学生树立将所学理论知识与工作实践相结合的意识。

为提高课程的高阶性与挑战度，课程组设置了以问题为中心、以设计为主线的授课方式，重视学生的学习投入、参与、体验和收获。在教学中增加了研究、探索等模块，教师可以多角度地设置问题与悬念，培养学生分析、解决问题的综合能力。倡导研究性学习，多布置探究性的课下作业和需要小组合作才能完成的大作业，加强知识应用能力的拓展，使学生产生疑问，进而激发他们的学习热情，主动学习，主动实践，提高创新意识与创新能力。课前利用“雨课堂”“学习通”等现代化信息工具，向学生推送与核心知识点相关的文献和实践案例，让其主动思考，并发布相关的讨论话题，通过回帖数量与质量及时了解学生的学习状态。课中利用多媒体强大的功能，使授课内容丰富多彩。课后教师布置思考题，学生以小组为单位协同完成，同时注重角色转换，让每一位学生都能成为课堂中的主角，每个小组需准备PPT进行汇报，除了教师点评外还要求小组与小组之间互相评分，强化学生的参与意识，激发学生的学习兴趣和热情。另外还开设线上答疑环节，师生共同开展课后讨论，在讨论的过程中仍然以学生为主体，培养学生自学和独立思考问题的能力，追求学以致用，让学生在课堂上积极活跃，在课下忙起来。

三、提高教师立德树人的能力

教师是课程思政建设的关键。教师是课堂教学活动的指导者，也是学生日常接触和模仿的对象。在培养学生的品行、学识和能力方面，教师是引导者和示范者，其人格力量和人格魅力是课程思政取得成功的重要条件。教师只有自身具有正确的世界观、积极向上的人生观和服务社会的价值观，才能对学生起到示范和引领的作用，才能将这些精神传递给学生，潜移默化地提升学生的政治修养。教师通过典型案例，引导学生科学地分析问题，提升学生的逻辑思维能力和实践应用能力；教师通过“言传身教”的方式，引导学生养成良好的学习态度和学习习惯；教师通过组织小组学习的形式，引导学生注重学习的过程，锻炼自我学习和团队合作的能力；教师通过介绍行业发展动态和当代中国的伟大成就，引导学生认识到掌握专业知识的重要性和必要性，鼓舞学生坚定信心，树立远大抱负，求真务实，脚踏实地，为实现中华民族伟大复兴的中国梦努力奋斗；通过讲述科学家的丰功伟绩，激发学生学习的主动性，培养学生自主学习能力，引导学生树立终生学习的意识[7]。

“信号与系统”课程教学团队是一支爱岗敬业、德才兼优的队伍。有些主讲教师是省级“教学名师”、校级“教学骨干”和“我心中的好老师”，曾多次参加校级、省级教学比赛并取得优异成绩，具有丰富的授课经验。本课程按照“化繁为简、理实结合、学以致用”的教学理念，精心设计了教学内容，紧密结合工程实际，引入课程思政内容，力求把重点讲实、难点讲透、疑点讲清。

四、结语

安徽工程大学电气工程学院“信号与系统”课程的思政建设仍处于起步阶段，还需要继续探索和完善。通过课程思政实现教书与育人目标的统一，也是教学相长、共同提高的过程。教师应以“四有”好老师、“四个引路人”和“四个相统一”的标准严格要求自己，加强对思想政治教育内涵的理解。在“课程思政”建设和实施中不断提高自身的师德修养和专业水平，潜心探索教育规律，掌握科学思维方法和学科知识，提炼并挖掘能够影响学生精神和意志的课程资源。此外，教师应该始终保持坚定的教育自信，自觉走中国特色的社会主义教育事业健康发展之路；要坚守立德树人根本任务，立志培养肩负民族复兴大任的时代新人。实践表明，只要用心用情，专业课也能上成一堂人生大课[3]48。