“电子信息技术导论”课程思政建设研究

杨维明 郭 琳 彭菊红 李 璋 张 伟

(湖北大学 计算机与信息工程学院， 武汉 430062)

电子信息科学与技术各相关学科之间的融合、电子信息产业与电子信息学科的交叉，使得“电子信息类专业导论”和局限于某一学科的概论一般都较难反映当前电子信息科学技术发展的实际状况，为此，我们从2009年开始，参与编写了《电子信息科学与技术导论》教材，并开设了“电子信息技术导论”专业基础选修课程。该课程建立在“信息类”所有专业和学科之上，反映了电子信息类学科和专业的交叉融合和发展走向，其教学目标主要是帮助学生建立电子信息科学与技术的整体知识构架，从而可以建立宽广的专业视野，并了解所学课程和工程应用之间关联，增强学生学习的主动性，为学生的学习和择业提供方向性指导[1]。

2019 年中共中央、国务院印发了《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》，要求全面推进高校课程思政建设，充分发掘每一门课程的德育元素，发挥思想政治教育作用，实现其育人功能。将高校思想政治教育融入课程教学和改革的各环节，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，提高高校人才培养质量[2]。

在这一背景下，我们从2019年开始，对“电子信息技术导论”课程的教学目标、教学内容、教学方法和考核评价方式进行又一次改革，树立“知识传授与价值引领相结合”的课程目标，充分挖掘各专题教学内容的思政元素，引入专题研讨教学新形式，帮助学生理解电子信息科学与技术的内涵，理解电子信息类专业的培养目标、毕业要求和课程体系，引导学生主动思考大学教育的理念，规划自己的职业发展。

1 思政元素融入课程教学目标

“电子信息技术导论”是我院电子信息类本科专业在第1学期开设的一门专业基础选修课，也是面向全校学生开设的一门通识教育课。

通过本课程的学习，学生能粗略了解电子信息技术的过去、现在、未来及应用；了解要深入掌握这些技术需要进一步学习的基础理论知识和专业技术知识；大致了解各专业的学科分工及学科之间相互融合的发展趋势，从而明确大学四年的学习方向。

根据《高等学校课程思政建设指导意见纲要》要求，专业课需要挖掘提炼专业基础知识中所蕴含的思想价值和精神内涵，从课程涉及的专业行业、文化历史等角度，增加课程的知识性、人文性；要注重学思结合、知行统一，增强学生解决问题的实践能力和勇于探索的创新精神；将政治认同、家国情怀、文化素养、法律意识、道德修养、工程伦理等思政元素融入到专业课程教学中，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。融入思政元素的课程教学目标如表1所示。

2 课程教学目标引领教学内容与教学方式改革

2.1 专题讲座融合思政教育

“电子信息技术导论”课程主要采取专题讲座教学形式，介绍电子信息技术的过去、现在、未来及应用；了解要深入掌握这些技术需要进一步学习的基础理论知识、专业技术知识、大致了解各专业的学科分工及学科之间相互融合的发展趋势，从而明确大学四年的学习方向。其内容涉及信息的获取、处理、传输、检索与利用等方面，各专题讲座中均可融入思政教育。

1)概论

本讲主要介绍信息与信息技术革命，电子信息技术的发展历程；了解要深入掌握这些技术需要进一步学习的基础理论知识、专业技术知识、大致了解各专业的学科分工及学科之间相互融合的发展趋势，从而明确大学四年的学习方向。

通过介绍技术进步的创新发明事例，帮助学生建立正确的创新思维和培养锲而不舍、勇于实践的科学研究精神。比如，贝尔发明电话—创新源于需求，电子二极管和三极管的发明—发明来自实践，电磁场与电磁波的发现—理论是创新的基础，光纤的发明—意志决定创新的成败。同时从电子信息科学技术发展的全局视野引导学生思考，从中获得启示：推动电子信息技术发展的基础性创新，往往是来自材料、物理学、数学和信号理论所开创的新的理论或技术创新。

表1 课程教学目标

2)信号的数字化及信息处理

本讲主要介绍信息技术涉及的几个基本概念：如信息、消息、信号和信息处理。在此基础上，介绍数字信号处理、数字语音处理。数字图像处理技术，只有当文字、语音和图像数字化以后，人们才能利用计算机对其进行处理、识别、显示和存储，才可能发展“数字化家庭”“数字化网络”“数字化城市”“数字化地球”等。

在教学中引入汉字数字化教学案例，具有典型意义。汉字字体、字数比西方字母多，如一个一号字要由八万多个点组成，因此全部汉字字模的数字化存贮量高得惊人。我国北京大学的王选院士团队发明了一种字形信息压缩和快速复原技术，使存贮量减少到五百万分之一，速度大大加快。这一构思新颖的高分辨率字形、图形发生器和高速字形复原方法，解决了汉字激光照排的关键难题。展示我国在电子信息技术方面的自主创新能力，激发学生的民族自豪感和家国情怀。

在图像与视频编码领域，介绍我国TD+CMMB移动电视产品在北京奥运期间的试播成功，也具有典型意义。随着4G网络的普及，转播信息的终端可以被实时上网的手机所替代，磁带录相机已退出市场，VCD播放机已过时，DVD播放机也被淘汰，现已迈入网络视频时代。引导学生不仅要学好专业技能，也要关注行业技术的发展和市场的需求变化，在设计开发产品过程中，把握技术和市场的综合平衡，思考与专业相关的社会问题，培养学生的社会责任感。

3)信息与通信工程

本讲主要从通信技术、工程和通信网的角度来介绍信息与通信工程学科的发展、基本概念及主要内容，涉及固定电话、移动电话、通信网、QQ和微信、卫星通信和GPS全球导航定位系统等。通过讲述通信发展历史与应用，让学生了解通信技术与人们的生活密切相关，帮助学生理解科学发展和可持续发展理念，激发学生的求知欲，培养专业学习热情；通过介绍我国在第三代移动通信标准TD-SCDMA、5G通信技术以及北斗卫星导航领域取得的成就，激发学生的民族自豪感，通时激发学生努力学习专业本领，为5G新基建和北斗系统的发展、推广应用贡献力量的决心及为中华民族复兴而努力学习的信心。

另一方面，以智能手机的研制为例，指出该产品是信息科学技术多学科交叉融合的成果，引出电子信息产品研制涉及电路、信号、电磁场、计算机4大类电子信息核心专业课程体系，同时涉及数理基础、人文社科知识、工程师能力素质要求等相关内容。引导学生主动思考大学教育的理念，理解专业人才培养方案中培养目标、毕业要求与课程体系的关系，培养学生自主学习和终身学习的意识[2]。

4)计算机科学与技术

本讲主要介绍计算机科学与技术的发展历史、基本概念、工作原理，并从科学与工程技术两个方面，介绍计算机科学与技术研究的主要内容及应用领域。

教学时，选取我国桌面软件的鼻祖WPS 办公软件作为案例，说明其功能与微软 Office 相比差别不大，并且具有个人版永久免费的优势。该款产品的问世，表明中国人的计算机产品设计和开发能力并不弱，从而增强学生的自信心。同时，WPS软件开发者求伯君淡泊名利、精益求精的大国工匠精神，也会影响着广大年轻学子，激发他们为了理想不求回报、树立正确的社会主义核心价值观[3]。

选取Deepin 和鸿蒙系统作为思政案例，深度操作系统(Deepin)是中国第一个具备国际影响力的Linux发行版本，是基于Linux内核，以桌面应用为主的开源GNU/Linux操作系统，支持笔记本、台式机和一体机，用户遍布除了南极洲的其它六大洲；鸿蒙系统是华为研发的面向全场景的分布式操作系统，可以适配智慧屏、手机、平板、电脑、智能汽车、可穿戴设备。这些系统的推广，打破了我国在操作系统领域纯粹依赖国外的局面，增强了学生学习信心；而其在应用生态上的差距，也会唤起他们为中华之崛起而努力拼搏、奋起直追的使命责任感[3]。

5)控制科学与工程

本讲主要针对自动化与控制科学的主要技术和理论进行简单的介绍，控制科学与工程学科是电子信息科学与技术各学科先进技术的融合，是当前工业自动化与信息化的研究热点，也是推进第四次工业革命的关键技术的一门交叉、综合性学科，整个控制过程是一个信息流通的过程，控制是通过信息的传输、变换、加工、处理和应用来实现的。在此基础上，介绍中国在控制工程领域取得的成就，比如，载人航天是多学科协同联合的特大型系统工程，中国载人航天工程在卫星、神舟载人飞船和嫦娥探月三大系统工程中都取得了举世瞩目的成就，其中工程控制技术、控制系统和设备是保证载人航天顺利进行的关键，介绍工程控制论的开创者钱学森艰难回国的经历，介绍他1955年回国后为创建和发展我国的导弹、航天事业作出的杰出贡献。激发学生的爱国情怀，同时启发学生运用系统论、控制论、马克思主义哲学与方法论培养解决复杂工程问题的能力。

6)微电子学与集成电路

本讲介绍微电子学的核心-集成电路技术对电子信息科学与技术的基础性作用和对国民经济发展的战略性影响，同时简要介绍集成电路的制造工艺、设计和生产流程。使学生能对微电子与集成电路产业链有一个初步了解。

教学中引入龙芯芯片作为思政案例，龙芯芯片是我国首枚拥有自主知识产权的通用高性能微处理器芯片，结束了我国计算机产业“无芯”的历史，其各类型号已经在嵌入式、工控、桌面、服务器等不同类型终端中得到广泛应用。设计龙芯芯片的胡伟武为了理想不求回报，他这种无私奉献的家国情怀和精益求精的大国工匠精神堪称年轻学子的楷模。

通过介绍中兴芯片事件，让学生知道科技创新和掌握核心科技的重要性，认清微电子行业国际国内现状，理解国家在微电子领域的重大需求，培养学生科技报国的家国情怀和社会责任感。激发学生发奋学习，积极投身芯片研发事业中，早日完成芯片国产替代化，突破核心技术受制于人的困境。

2.2 专题研讨促进思政教育

2018年及以前，本课程主要采取专题讲座的教学形式，由于班级人数多，部分学生参与度不高，难以实现预期的教学目标。因此，从2020级开始，本课程增设了专题研讨教学环节，设计了4类研讨主题，然后构建4个研讨小组(每个小组30人左右)，每个小组分别从4类专题中选择2个专题进行研讨(各小组题目不重复)。小组成员在课下主动查阅相关文献和资料，小组内部通过研讨形成共识。通过QQ、微信与教师讨论，形成10～15分钟课堂发言报告。课堂发言陈述过程中，其他学生参与评价，教师给出点评。随后，各个小组撰写专题研讨总结报告[4]。

专题研讨开启了学生们的深入思考，以下可见一斑。

1)移动通信专题

(1)任正非，从欠债200万，到移动通信系统设备全球第一的华为创始人，根据其人生经历、产品设计、管理运营等，你有何启示？

(2)华中科技大学杰出校友张晓龙，本科专业为电磁场与微波技术，而他的成就集中在计算机领域，被誉为“微信之父”，对此你有何感想？

2)集成电路专题

(1)TI公司工程师基尔比，1958年研制成世界上第一块集成电路，该电路仅由12个元件组成，焊接工艺也很粗糙，2000年获得了诺贝尔物理学奖，对此你有何想法？

(2)什么是摩尔定律？摩尔定律支配下的电子信息产品有何特点？如何应对硅微电子极限？

3)计算机技术

(1)人工智能、大数据、云计算、物联网、机器学习、深度学习等新一代信息技术的区别和联系是什么？

(2)未来计算体系，如基于自旋的计算体系、类脑计算、量子计算、生物计算成为现实时，我们的知识体系如何重构才能适应新的要求？

4)本科人才培养目标

围绕专业培养目标、毕业要求和课程体系，来理解本科教育的知识、能力与素质要求[4]。

(1)从美国斯坦福大学21世纪的本科教育目标，你对大学阶段的知识、能力与素质的协同培养如何理解？

(2)2015年5月风凰教育(中科院调查)对高考状元调查情况显示：恢复高考以来的30年，约1000名高考状元，没有一位成为行业领袖。对此你有何看法？

通过以上专题研讨的教学形式，一方面帮助学生理解电子信息技术、理解大学教育的目标和电子信息类人才培养方案；另一方面锻炼学生的团队协作能力、表达沟通能力；引导学生深入思考和规划自己的学业与职业规划，增强主动学习的意识。

3 课程教学目标引领考核评价改革

该课程的每个课程目标均由三个考核环节，包含讲座归纳评述报告、专题研讨报告、认知参观报告和课程总结报告三个部分，如表2所示，各环节所占的分数权重如表3所示，根据报告内容对各个课程目标的支撑度进行评价。

表2 课程目标对应的考核环节

表3 考核评分细则 %

4 教学效果和改进措施

4.1 教学效果

“电子信息技术导论”课程从 2019 年开始改革，已经连续进行了两年。从考核结果看，2019级电子信息工程与通信工程2个专业各课程目标达成评价值为0.7748，2020级课程目标达成评价值为0.807，课程目标达成情况稳步提升。表明学生对电子信息科学与技术的内涵、电子信息类专业的培养目标、毕业要求和课程体系有了初步的了解，对学业和职业发展具有明确的目标和规划；表明学生对中国电子信息技术的发展现状比较了解，推动民族复兴和社会进步的责任感较强；表明学生能理解电子信息技术在国民经济和社会发展中的作用、地位，了解制约电子信息技术发展的社会因素。

但课程目标达成情况并不理想，部分学生的课程目标达成值为0.7～0.75之间，经问卷调查反馈，他们缺乏工程背景知识，对一些专业术语和概念不够理解，没有系统概念，建议组织专业认知参观学习活动。

4.2 改进措施

为了更好地帮助学生理解教学内容，本课程下一步拟采取组织认知参观、现场观摩的辅助教学形式，增强学生的感性认识，激发学生学习热情和专业认可度。现场观摩主要是参观专业实验室，通过教师现场实验项目演示，使学生近距离接触专业实验设备仪器，使学生感官了解专业知识；参观电子设计创新基地和工程训练中心，激发学生专业学习求知欲，牢固专业学习动力基础；组织学生参观校外专业实习基地，由企业工程师讲解产品的设计与生产流程，使学生了解专业在实际生产应用及社会需求，帮助学生做好个人的职业规划和大学四年的学业规划[5]。

5 结语

本文以“电子信息技术导论”课程为例进行了课程思政的改革与实践。将课程的思政目标与专业目标相融合，重构新的课程教学目标；采用专题讲座和专题研讨相结合的教学形式，充分挖掘教学内容的思政元素，促进专业教育与思政教育融合；采用专题讲座小结、专题研讨述评、课程总结报告三个环节进行考核评价，各环节的考核紧扣思政目标和专业目标。经过两年的教学实践，课程目标达成情况良好。