工科课程思政教学探索与研究——以《数字信号处理》课程为例

刘青龙，刘 萍，高 勇

（电子科技大学中山学院电子信息学院，广东 中山 528400）

0 引言

高校作为我国高水平人才培养的前沿阵地，必须切实完成立德树人的根本任务。不但要完成对大学生们专业知识的传授和全方位能力的培养，还要对他们以正确的价值观引领。这对他们形成正确的世界观、人生观、价值观具有重要的意义。思想政治教育在高等教育中扮演了极其重要的角色。通过将思政教育有机地融入高校现有的课程教学中，可以实现智育和德育相统一、知识传授和价值塑造相统一，是当前高等教育中教学研究的热点[1-5]。

高校教师在课堂授课过程中，需要精心准备和周密安排，将课程思政有机地融入课程讲授中，实现在传授科学文化知识的过程中正确引领学生的价值取向，培养学生的爱国主义情怀，使他们成为德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人，为实现中华民族的伟大复兴贡献他们自己的力量。由于工学属于自然科学范畴，主要包括材料科学、计算机、信息、机械、建筑、汽车、仪器等，以揭示应用科学和技术原理、解决实际的工程问题为主，与思想政治教育并无太多直接关联。因此，在工科课程教学过程中，如何有机地融入课程思政、使学生不感到生硬、唐突是摆在工科课程思政教学中的重点和难点[1]。本文以《数字信号处理》课程为例，基于泛雅平台，首先阐述了工科课程思政教育的重要性和必要性，然后深入探讨了如何在工科课程教授过程中有机地融入课程思政的实施途径和方法，激发学生科技报国情怀和使命担当。

1 工科课程思政的重要性和必要性

普通高等学校是人才培养的重要基地，不仅要培养学生科学文化素养、科学研究能力，还要培养学生良好的思想品德和高尚的爱国情怀。通过在课程讲授过程中辅以课程思政教学，可以有效达到培养德才兼备高素质人才的目的，对我国高等教育的长远发展、提高国家的民族凝聚力、实现国家的繁荣富强至关重要。随着我国国力的不断增强，在当前新的发展时期，工程科技领域日新月异，人工智能、区块链、边缘计算、量子计算等新兴产业对工科人才的需求日益迫切，新工科人才的培养在高校中占有极其重要的地位。因此，在培养高素质合格人才的前提下，既要将新知识、新技能传授给学生，又要将爱岗敬业和爱国情怀传递给学生，让学生成为基础知识扎实、专业技能娴熟、具有拳拳赤子心，殷殷报国情的国家建设者，让学生真正成为实现中华民族伟大复兴的生力军。

2 工科课程思政实施路径

工科课程课堂教学是实施课程思政的重要方面，以下将结合线下和线上教学，以《数字信号处理》课程为例，深入探究工科课程思政教学实施路径。

2.1 立足专业基础知识，讲科学家故事提高学生学习兴趣

《数字信号处理》课程对数学基础要求很高，涉及的知识面广，要在课时要求的时间内，使学生全面掌握相关知识点难度较大，高涨的学习兴趣对学好该课程占据着极其重要的地位。如何激发出学生的学习兴趣和学习乐趣是课程设计中非常重要的一个环节。一方面，传统的《数字信号处理》课程教学过程中涉及大量的数学推导和结论，除了课堂讲授外，需要学生结合自己的知识基础，自行推导和验证结论的正确性。另一方面，课程思政的设计可以在讲授部分知识点的同时，穿插讲解科学家们的科学事迹，以此激发同学们对科学的热爱，使得他们从看似平淡乏味的数学和工程世界中，体会到科学家们对探索真理的孜孜不倦和为科学而献身的伟大精神。以讲授“周期信号的傅里叶级数”章节为例，傅里叶提出的三角级数直到他的晚年才得到应有的承认的故事，对激发同学们的科学探索和为科学而奉献的精神是极其宝贵的。

2.2 线上线下教学并用，积极调动学生的爱国热情

在《数字信号处理》课程教学中，线上和线下教学各有优势，互为补充。线下教学有助于学生对数字信号处理中理论推导和证明的理解，线上教学有助于充分调动学生的主观积极性，提高学生的学习兴趣。MOOC提供了包括活动、资料、作业、分组任务、讨论等在内的多种学习功能，方便学生有效利用各种碎片时间，开展分组任务学习和讨论，充分发挥学生的主观能动性，是一种行之有效的线上教学手段。《数字信号处理》课程在完成线下教学活动后，对于部分知识点，我们可以延伸其传递的思想和理念，引导学生进一步深入探讨，激发学生们的爱国思想和爱国热情，使思政教育在不知不觉中融入《数字信号处理》课程的教学过程中，不但加深了学生对知识点的掌握，也培养了他们的爱国主义和无私奉献的精神，使同学们对学习该课程与报效祖国、建设祖国之间的联系有了更加深刻地领悟和认识，促使他们积极投身到该课程的学习中去。以MOOC讨论板为例，不仅可以有效实现学生与老师之间的互动，还可以使老师有效掌握学生的学习和思想动态，充分调动学生的能动性和积极性。例如，积极引导学生思考数字信号处理对我国国防安全的意义是什么？从国防安全的角度，与同学相互探讨数字信号处理的重要性。此外，随着元宇宙等新技术的发展和应用，在线上教学中，配合应用相关新技术带来的沉浸式体验，有望进一步推动其在思政课堂中的应用，积极引导学生成为学习的主人，放飞自我，成就自我，对学生的身心健康发展具有极其重要的意义。

2.3 化爱国为学习动力，激发学生的学习热忱

《数字信号处理》作为通信工程专业一门重要的专业基础课，其课堂教学历来注重理论推导与技术实践，其思政教学历来是一个难点。尽管《数字信号处理》是一门专业性很强的技术性课程，不但要对学生传授专业知识和技能，还要充分培养学生为人民、为社会、为国家服务的意识；不但要培养学生的创造力和创新精神，还要充分调动学生的爱国热忱，化爱国为学习动力。《数字信号处理》课程所涉及的知识点应用领域广泛，其中一个重要的应用领域就是国防，例如数字信号处理技术在雷达领域中的应用。通过视频讲解或者组织学生实地参观的方式，可以非常形象而直观地让学生感受到数字信号处理技术发展的日新月异及其在保卫国家安全中的巨大作用，可以极大激发学生的爱国热情和学习动力。例如，2021年珠海航展中展出了YLC-8E新型高机动反隐身雷达，该型雷达为我国独创的、采用了先进的数字信号处理技术，可以在短短数十秒内将羽毛球场大小的雷达天线阵列完成折叠或展开，从而在很远的距离以外即可有效侦测美军最先进的F35、F22等隐身战机，使美军隐形飞机无处遁形，有效地保护了我国的领海与领空安全，也保卫了国家主权和领土完整。该型装备的讲解在同学们中间激起了强烈的民族自豪感和爱国热情。在了解到数字信号处理技术如此巨大的应用价值后，同学们表现出了浓厚的学习兴趣和学习热情。

3 结语

立德树人是高等学校人才培养的重要目标之一，工科课程的思政教育要实现专业知识、实践技能与思想品德的有机融合。在国家培养新工科人才的倡导下，高校教师要充分挖掘工科课程开展思政教育的巨大潜力，把为我国培养出大批德才兼备的创新型新工科人才视为己任，为早日实现中华民族的伟大复兴贡献自己的一份力量。当前工科课程的思政教育研究方兴未艾，需要高校教师脚踏实地地摸索和探索，不断总结教学经验。以《数字信号处理》课程为例，探索了工科课程的思政教学，经过近2年的研究表明，通过工科课程思政系列的实施路径，可以在培养工程技术人才的同时对学生进行思想品德教育，显著提高了学生的学习兴趣，激发了学生的爱国热忱和学习动力。