思政元素融入信号与系统课程建设策略探析

唐亮 王海云 林智慧

摘要：课程思政是实现高校立德树人的重要举措，信号与系统课程是电子信息类专业重要的专业基础课程，如何有效地将思政元素融入专业课程中是值得深入思考的问题。文章通过将思政元素融入信号与系统教学的各个环节，给信号与系统课程的建设提供新的策略和思路。通过具体实践表明将思政元素有效地融入专业课程建设过程，可启发学生的辩证思维，熏陶学生的探索精神，厚植学生的家国情怀。

关键词：信号与系统；课程思政；课程建设

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）36-0152-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 引言

有效地推动课程中思想政治教育的建设是落实习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调的“守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思政课同向同行、形成协同效应”的重要举措，旨在使德育与智育相统一，推动实现全员全过程全方位育人[1]。2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，开创我国高等教育事业发展新局面的讲话给高校的课程改革和课程思政建设指明了方向，这就要求专业课教师在讲好专业知识的同时要在专业课教学中有机地融入思政内容，充分挖掘和发挥专业课教学中的思政元素，增强专业课程的理论性、专业性、思想性、亲和力和针对性，实现专业知识和正确价值观有机统一[2]。

当下社会已经步入以信息化和智能化为主要特征的新工科时代，信号与系统课程作为工科专业电子信息工程、通信工程、自动化、网络工程、物联网等专业的核心基础课程，培养学生自主学习能力、分析和解决问题的能力，以及培养科学思维、实践技能和综合素质，有着较为重要的影响。通过本课程的学习使学生全面了解信号与系统的基本概念、熟练掌握信号与系统的基本的分析与计算方法，具备一定的独立分析问题与解决问题的能力，逐步把学生从电路分析的知识领域引入信号与信息处理的知识领域，培养学生在信号处理领域解决实际问题的综合分析能力、主动获取知识的能力，以及抽象思维能力和严谨的科学作风，从而具有扎实的理论基础和较高的专业理论水平和实践技能 [3]。该课程具有“理论性强、专业性强、应用领域广”等特点，其中蕴含了大量丰富的思政元素，如果能将课程思政与课程教学有机深度融合，启发学生的辩证思维能力，熏陶学生的科学探索精神，厚植学生的家国情怀，那么对于本门课程的教学改革、课程建设以及课程的高质量发展具有重要而长远的影响。因此，作为电子信息类专业的一门专业基础课，特别是理论性非常强的一门课程，应该让课程中存在思政元素，把该课程的讲授和学习看作思政理论在实际专业知识领域的应用，进而对学生的思想、意识、行为、世界观、人生观、价值观等产生影响，但因该课程注重理论和方法，造成课程思政切入点难度较大，因此亟须探索一种有效的方法策略将思政元素融入课程教学中，帮助学生树立正确的人生观、价值观，树立“不忘初心、牢记使命”的时代责任感，使得学生能将知识的获取、能力的提升以及价值的塑造最终融合成一个有机的整体。

1 课程思政元素的融入

课程思政本身就意味着教育结构的变化，即实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一，知识不是被简单传递的，而是通过学生的学习主动构建起来的，教师不能只关注自己讲什么更重要的是要关注学生在学什么，将思想政治教育元素包括思想政治教育的理论知识、价值理念及精神追求等融入信号与系统课程中去，潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响。因此，探索出将课程的培养与课程思政有机融合的策略，从课程教学目标、课程设计、课点、教学方法和课程考核五个方面有机地融入思政元素。

1.1思政元素融入教学目标中

信号与系统课程属于工科类专业课程，要注重强化学生的工程理论教育，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。在制定教学目标时，要体现上述内容，因此信号与系统课程教学目标设置从知识与技能目标、过程与方法目标、情感态度与价值观目标三个方面进行，三个目标并不是割裂的、毫无关系的，而是相互承接、相互联系、相互融合、有机统一的[4]。

知识与技能目标是学生需要熟练掌握课程的基础知识和技能，了解相关知识领域的核心内容、基本概念和原理，以实现课程思政目标。首先，信号与系统课程的基础知识包括信号的产生、传输和处理等内容，通过学习信号与系统的基本原理、基本理论和基本方法，可以培养学生应该具有的科学精神和具备的工程实践能力，而培养学生的社会责任感和创新意识则是思想政治教育所注重的，通过将信号与系统的知识与思政教育相结合，帮助学生深入了解信号传输的意义和应用，培养学生的社会责任感和创新意识。其次，信号与系统的学习需要学生具备一定的数学基础和逻辑思维能力，而培养学生的思辨能力和创新思维能力则是思想政治教育所注重，通过将信号与系统的学习与思政教育相结合，能够增强学生的数学思维和逻辑思维能力，以及培养学生的批判性思维和创造性思维。

过程与方法目标是学生应该了解学习过程，并能够有效地规划学习活动，学生应该能够自主学习和解决问题，提高自己的学习能力，学生掌握不同的学习方法和研究技巧，学生应该能够有效地使用信息和技术资源来获取知识，学生应该了解如何参与协作和团队工作，以达到共同的目标，是将知识与技能导向课程思政目标的方法桥梁；通过问题引入每一个课点，激发学生探知的欲望，获取自主学习的方法；通过具体问题的分析、解决和拓展问题的思考，培养学生实施探究学习方法；通过案例分析，引导学生树立职业道德观念、增强社会责任感；通过教学环节中小组讨论、作业讨论和实验报告的撰写，促进学生理解团队合作对解决实际问题的重要性，培养学生的团队协作意识和有效沟通能力。

情感態度与价值观目标培养学生对学习的兴趣和积极性，激发他们的学习动力；培养学生的自信心和自尊心，鼓励他们积极参与课堂和学校生活，培养学生的社会责任感，意识到自己在社会中的作用和影响，是课程思政目标的直接呈现。情感目标：通过本课程的学习，培养学生不怕困难、勇于探索的品质和求实求真的品格，以及严谨的求知作风；价值观目标：引导学生辩证地看待问题，培养家国情怀和专业认同感。

通过在三个目标点中将信号与系统知识内容与思政相结合，能够为学生提供更广泛的知识背景和促进学生的思维素质发展。这种综合性的教育模式不仅能够帮助学生更好地理解信号与系统的原理和应用，还能培养学生对科学的热爱和激情，以及培养他们实践工程能力、社会责任感、创新能力、思辨能力、创新思维、团队合作能力和沟通能力等素质，使他们成为具有综合素质的科技人才。

1.2 思政元素融入课程设计中

目前信号与系统课程的教学方式通常是采用传统的课堂授课模式，传统的讲授模式对于这种理论性较强的课程来说效果不是很理想。原因主要是教师进行课程的讲授基本是按教材的章节顺序进行，没有对课程章节内容进行解构和重构，没有进行课点的重组。区别于传统的课程设计，通过对信号与系统课程完成三级矩阵的开发再造，对本门课程的知识结构进行重新组合，将原本10章的教学内容通过课程重构分解为一个章节5个项目，5个项目分别为：项目1是连续时间信号与连续时间系统的时域分析、项目2是连续时间信号与连续时间系统的频域分析、项目3是连续时间信号与连续时间系统的复频域分析、项目4是离散时间信号与离散时间系统的Z域分析、项目5是系统的状态空间分析。项目分解后，进行教学设计时对每个项目融入思政元素，例如：教师在讲解项目5系统的状态空间分析内容时，通过对比输入、输出法和状态变量分析法特点，输入输出法关注结果，而状态变量分析法不仅仅关注结果，还关心中间的状态变量的变化，从而引导学生在学习过程中不仅要注重考试成绩，更要注重学习的过程，培养学生自己利用各种教学资源进行自我学习的能力。采用的这样的方式对每个项目进行讲解时做到层层展开、逐步加深，这样的优点很明显，学生也更容易接受。同时学生通过了解各项目的课程思政目标和整个课程的思政目标学会正确看待个体和整体的辩证关系，学会从辩证的角度看待问题，在具体执行时按照工作过程系统化，将5个项目按照由简单到复杂的顺序，难度逐渐增大，让学生体会到所有事情的发展过程并不是一帆风顺的只有经历千辛万苦才能取得成功[5]。

1.3 思政元素融入课点中

在进行课程实施过程中一直困扰绝大多数授课教师最大的问题就是课程思政如何做到“如盐入水”而不是像插播广告一样？答案是教师应对课程内容进行重新认识和重构再造，挖掘背后的思政元素。通过对信号与系统课程知识结构进行分解，将课程思政落实到课点上，比如课点1：信号与系统概述课程，挖掘技能点背后的思政元素，在基本内容概述中穿插讲授通信相关的前沿知识，以及前沿技术的发展过程需要研发人员孜孜不倦，严谨的工作态度，学生也可自行查阅文献资料了解课点背后的科学家以及他们的故事，激发学生对学习的热情，提升学生对学习的自信心。信号与系统课程的发展凝结了多位科学家的心血，如狄拉克、傅里叶、诺伯特.维纳、拉普拉斯和奈奎斯特等多位著名科学家，这些科学家为科技的发展及社会的进步做出巨大贡献。在教学过程中，可让学生自己通过不同的方式了解这些科学家对信号与系统这门课程的贡献以及他们的伟大成就，他们探索科学的过程、追求真理的历程，让学生在学习过程中深切地体会到科学家的钻研精神，从而帮助学生树立远大目标，为社会的进步发展贡献自己的一份力量[6]。如在讲授课点信号的分类的知识内容时，要将模拟信号变成数字信号需要经过抽样，这就涉及抽样定理，抽样定理也叫奈奎斯特定理，借此向学生介绍科学家奈奎斯特的生平事迹，奈奎斯特在科研过程中碰到很多困难，但是他不畏困难、刻苦钻研，最终总结出的奈奎斯特采样定理是信息论特别是通信与信号处理学科中的一个重要基本结论，为近代信息理论发展做出突出贡献。课程1个章节5个项目按照典型工作过程实施，课前教师利用QQ、微信等方式给出本次课程的问题，学生带着问题利用微信公众号、在线视频资源完成相关内容的预习，上课过程中教师采用精讲多练的方式对本节课内容进行讲解，重点讲解学生在自学过程中不懂的内容，为了解决学生难以理解的知识内容，可以通过运用动画的方式进行展示和讲解，课后学生完成相应的习题，同时在线学习平台上也有课程内容相关的习题讲解和练习题，学生可以通过对比来审视自己的学习状况，从而最终达到加强和巩固所学知识的目的。

1.4思政元素融入教学方法中

将思政元素融入课堂教学，是教师开展课程思政的关键和重点，教师需要根据课程特点及其章节内容选择合适的、多样化的教学方法作为辅助手段。通过创设问题情境、价值判断情境、创新教学方法等多种教学手段培养学生分析问题、解决问题的能力，让学生在解决问题的过程中认识问题和知识背后所蕴含的理论思维、价值判断等，激发学生的思想碰撞和情感体验实现对学生的价值引领。信号与系统课程的主要内容是对两类信号与两类系统进行分析，即连续信号与系统的分析和离散信号与系统的分析，通过分析课程内容特点，在教学的过程中，教师可以通过对比的方式对这两部分进行讲解。通过知识点和求解方法可以对比告诉学生他们之间有联系，以此引申出任何事物之间都是普遍联系的，任何事物也都处在发展变化过程中。该方法讲究同中求异、异中求同，既能看到他们之间的联系，又能明显看到他们的差异性。因此，通过对比方法可以完全展示出知识点或事物之间的差异和相似之处，有利于学生更快更深刻掌握相关知识点[7]。除此之外对于三大变换对应的性质、通过系统函数判定连续系统和离散系统的稳定性、利用部分分式法求系统的拉氏逆变换和逆Z变换等知识点，在教学的过程中，均可以使用对比的方式进行讲解。

1. 5思政元素融入课程考核中

在课程的考核过程中，并不是直接地融入思政元素，而是通过改革课程考核方式使学生明白任何事的成功是持之以恒的过程，而非一蹴而就，学生通过考核方式和考核结果了解自身的学习成效和今后努力的方向[8]。信号与系统课程通过不断的考核改革，促使学生在整个课程学习过程中对知识的及时消化吸收，课程的考核体系能公平公正地评价学生对知识的理解和应用能力。课程考核采用平时成绩考核、过程考核与期终考试考核相结合的方式，每一部分的总成绩为100分，平时考核成绩占最终总成绩的20%，平时成绩包括学生的出勤情况、课堂回答问题情况、课堂表现情况等；过程考核成绩占总成绩的20%，包括学生作业的完成情况、实验报告的完成情况、阶段性测评成绩等；期终考核成绩占总成绩的60%。各部分的要求及评分细则会在信号与系统课程的开课说明中详细给出，并在课程开始时告知学生，课程结束时进行公示。通过此考核体系有效地提高学生在整个教学过程中学习积极性及对知识的完整掌握，并对学有余力的同学提供更好的知识和能力的扩展空间。

2 结束语

本文作者结合自己多年的信号与系统课程教学实践经验，从不同角度挖掘信号与系统课程思政元素的切入点，使专业课程和思政元素有机融为一体，有效避免课程和思政“两张皮”的问题，既体现了专业课的育人价值，也实现了自然科学与马克思主义哲学的融会贯通，更为其他类似专业的专业课程如何有效进行思政元素的融入提供了一条新的方法和途径。通过实际的教学效果也说明本文的方法和理论既可以有效提升课程的教学质量，又让学生获得专业知识的同时引发学生对人生的思考，对学生价值观的培养具有积极的意义。

参考文献：

[1] 于渊源.浅谈习近平关于高校思政工作的思想：基于总书记在全国高校思政工作会议上的讲话有感[J].山西青年，2019（1）：125-126.

[2] 刘尊英，孟祥红，辛华龙，等.全方位育人与“课程思政”教育探索与实践[J].教育教学论坛，2020（13）：238-239.

[3] 唐亮，张卫钢，张慧娥.基于OBE理念的“信号与系统”课程教学改革与研究[J].微型电脑应用，2019，35（12）：61-62，66.

[4] 王丽，王威，刘勃妮.信号与系统课课程思政元素挖掘与教学案例设计[J].高教学刊，2023，9（28）：169-172.

[5] 旷永红，田莉.浅谈“信号与系统”课程思政育人融入[J].科教文匯，2023（18）：157-161.

[6] 王晴，郑传涛，吴戈.“信号与系统”思政元素的挖掘与融入[J].电气电子教学学报，2023，45（3）：87-89.

[7] 孙茜，王光艳，李俏俊.“信号与系统”课程思政案例设计[J].教育教学论坛，2023（11）：141-144.

[8] 汪友生.信号与系统课程思政教学设计与实践探索[J].大学教育，2023，12（2）：33-35.

【通联编辑：朱宝贵】