理工类专业的专业思政探索

摘 要：围绕电子信息工程专业高素质、专业化新型人才的培养目标，结合军校着重培养学生忠诚使命、爱国情怀、科学思维和岗位任职等能力素质的特点，该文从专业课课程整体出发，探索构建军校电子信息工程专业的专业思政体系，实现思政元素由点到面、思政路线由齐头并进到有序递进、思政模式由单打独斗到协同统一的转变。重点以电子信息工程专业的电路分析基础、信号与系统、数字信号处理三门基础专业课为例，提炼科学思维培养的典型思政案例，阐述专业思政体系构建的实施路径与方法，实现专业知识教学与思政教育的同向同行。

关键词：理工类专业；专业思政；军校电子信息工程专业；科学思维培养；意志品质锻炼

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）26-0043-06

Abstract： Centering on the training goal of high-quality and professional talents of electronic information engineering major， and combining with the characteristics of the military academy focusing on the cultivation of students' loyalty， mission， patriotism， scientific thinking and job holding， this paper explores the construction of a professional ideological and political system of electronic information engineering major of them ilitary academy from the perspective of professional courses. The ideological and political elements have changed from the point to the surface， the ideological and political lines have changed from simultaneous development to orderly progress， and the ideological and political modes have changed from solo efforts to coordinated unification. Focusing on three basic professional courses of electronic information engineering， namely Basic Circuit Analysis， Signal and System， and Digital Signal Processing， the typical ideological and political cases of scientific thinking training are refined， and the implementation paths and methods of professional ideological and political system construction are expounded， so as to realize the same direction of professional knowledge teaching and ideological and political education.

Keywords： science and engineering major; political and ideological work; electronic information engineering of military school; training of scientific thinking; will quality exercise

2020年5月，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》（以下简称《纲要》），为各高校全面深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神指明了方向[1-2]。《纲要》实施以来，各高校各学科全面推进课程思政建设，促使课程思政的理念形成广泛共识，广大教师开展课程思政建设的意识和能力全面提升，高校立德树人教学教育成效进一步提高。在理工科类专业中，各专业课教师挖掘专业课程的思政元素，将专业课程中所蕴涵的理论知识、思维素养、价值理念、精神追求等元素融入日常教学[3-7]。在理工类专业的思政建设如火如荼的背景下，电子信息工程专业课程思政研究也取得了不少理论和实践经验，尤其是在专业知识点引入和工程应用方面积累了较多素材，但各门专业课的思政元素“点”状分布，未充分利用理工类专业知识点的内在联系。此外，对军校电子信息工程专业而言，需结合军校“立德树人、为战育人”的人才培养特点，理清各门专业课知识点的内在联系，从向战为战的角度构建专业思政体系。

一 电子信息工程专业的思政研究现状

电子信息工程专业以物理、数学为基础，聚焦电子技术和信息技术，专业课课程内容的理论性与实践性结合、专业性与整体性结合，属于典型的理工类学科[8-9]。根据笔者教学经验和调研相关文献发现，近几年，电子信息工程专业的课程思政研究备受重视，专业课教师积极打磨教学方法、积累教学经验、发掘思政元素，尤其是在专业先驱创新精神、成功应用案例、国防民生工程背景等方面提炼了较多思政元素，在培养学生价值理念、精神追求方面发挥了不小的作用。但是目前电子信息工程专业的思政建设倾向于单个课程与立德树人相融合的教学方法探索之上，各门课程思政建设各自为战，课程思政元素零零散散，研究视野相对局限，没有科学统筹，缺乏系统性、协同性，有待发掘课程与课程、课程与专业的深层次联系。

此外，电子信息工程专业的专业思政建设还不完善。专业思政是以专业为载体，发掘专业特点和优势，通过专业核心价值体系引领，贯通教育教学全过程、全要素的融合性设计，实现专业教育与思想政治教育和谐统一发展，形成特色鲜明的专业人才培养模式[10-12]。《纲要》发布以来，虽然电子信息工程专业课程思政成果数量总体上较之前明显激增，但从学科、专业的视角出发的体系化专业思政研究较少，也未形成清晰有效的教学方法和实施方案。早在2018年，教育部就专门印发了《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》（以下简称《意见》），明确提出了“强化课程思政和专业思政”的要求，但是在专业思政体系构建和实施时，需要任课教师在熟悉培养方案和育人目标的基础上，吃透弄懂专业课课程体系，理清专业课课程之间的本质联系，挖掘贯穿统一的思政元素，形成统筹协同的育人思路，对任课教师的教学经验、行业背景、学情掌握有较高的要求。从调研来看，目前电子信息工程专业的专业思政还未得到充分研究，也未达到各专业课协同育人的效果。

另一方面，《纲要》中明确提出理工类学科要“注重科学思维方法的训练”，但从调研情况来看，电子信息工程专业的专业课课程思政元素的挖掘一般集中在培养学生价值理念和精神追求方面，从科学思维方法的角度开展课程思政、专业思政的讨论和探索较少[13-14]。笔者认为，相比公共课程，专业课课程除了在价值理念和精神追求上激发学生外，更适合也更应该充分利用课程中典型知识点的讲授培养训练学生的科学思维意识和能力。

再者，与地方高校相比，军校学生具有独特的毕业分配制度，人才培养的指向性非常强，学生在其入学之日就确定其将来的职业是军人。军校的育人要求是：为战育人，服务打仗，培养“有灵魂、有本事、有血性、有品德”的新一代革命军人。在这个总的要求下，各专业学生培养时，除了岗位任职能力外，尤其应该注重学生意志品质的培养锻炼。

二 军校电子信息工程专业的专业思政构建思路

针对电子信息工程专业思政建设中各个专业课课程思政“单打独斗”、科学思维思政要素考虑不足、专业思政整体性谋划欠缺的问题。笔者根据所在教学团队多年一线教学经验，结合军校特点，依托专业课课程的思政建设，探索构建了基于科学思维培养和意志品质锻炼的专业思政体系。同时注重课内与课外的结合，实现全方位体系化育人，通过课程思政筑基、专业思政筑魂，为国防事业培养德才兼备的高素质、专业化新型军事接班人。

目前，军校电子信息工程专业开设的专业课课程主要包括：电路分析基础、电子技术、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、传感器原理、电磁场与波、电子测量技术、通信原理、天线技术、无线通信、无线电信号监测技术、无线电测向与定位及军事通信信号分析等。此外，还包括第二课堂的专业读书教育和学科竞赛俱乐部。专业课程又可以分为基础专业课（一般开设在大一下学期、大二上学期和大二下学期）和核心专业课（一般开设在大三上学期、大三下学期和大四上学期）。在构建专业思政体系时，“外化于形”提升学生业务能力，“内化于心”培养学生的综合素质，即在讲授专业课课程知识点培养和提升学生业务能力的同时，可依照专业课开设顺序，基础专业课阶段侧重培养学生的科学思维意识和能力，核心专业课阶段侧重锻炼学生的意志品质。

在基础专业课阶段，通过专业课知识点的讲解侧重培养学生的科学思维素养。如表1所示，本文以电路分析基础、信号与系统、数字信号处理三门基础专业课为例展开阐述。其中，电路分析基础可以形象地总结为“电流电压的跋山涉水”，通过学习掌握各种复杂电路建模与电流电压在回路中逻辑关系分析，分析清楚电流电压走向和关系，通过思政元素和案例的设计重点提升学员逻辑思维能力；信号与系统可形象地总结为“对模拟信号此呼彼应的见仁见智”，通过学习掌握模拟信号激励系统响应的时频变换多角度分析，强化把一个复杂信号分解为多个基信号组合的思维，启发学员从时域、频域等多角度来分析信号过系统的变化，通过思政元素和案例的设计重点提升学员发散思维能力；数字信号处理可形象地总结为“看我数字信号72变”，通过学习掌握实际应用中离散时间信号的滤波处理与过系统分析应用，例如数字信号的各种低通滤波、带通滤波、高通滤波以及数字下变频等原理方法，强调对数字信号的各种灵活处理应用来解决实际问题，通过思政元素和案例的设计重点提升学员创新思维能力。

在核心专业课阶段，通过相关技能的训练锻炼学生的意志品质。由表2可知，本文以无线电信号监测技术、无线电测向与定位、军事通信信号分析三门核心专业课程为例展开阐述。其中，无线电信号监测技术可形象总结为“大海捞针”，通过学习全谱条件下微弱信号快速发现和精准识别能力，在大海捞针过程中要一遍一遍地寻找通信信号，锻炼学员细心、耐心的品质；无线电测向与定位可形象地总结为“探路寻迹”，通过学习掌握抗干扰测向定位与高精度轨迹跟踪能力，测向定位需要多个岗位同步完成，锻炼学员齐心协力品质，对于定位跟踪需要联合网台情知识精益求精的测量，锻炼学员精心品质；军事通信信号分析可形象总结为“耳聪目明”，通过学习掌握复杂背景下通信信号听辨、识图与抄收能力，只有具有工匠精神和持之以恒的反复训练才能快速准确地抄收电报，锻炼学员匠心和恒心的品质。

综上所述，本文以专业课程群为载体构建体系化专业思政，聚焦专业课程中培养科学思维、锻炼意志品质的思政元素挖掘，阐述专业课程中知识点的内在联系，实现专业思政与课程思政的整体性设计、一体化建设融合式推进。

三 专业思政建设的典型思政案例分析

在上一节中已阐明了电子信息工程专业体系化专业思政的构建思路。本节通过典型案例阐述如何通过专业课中知识点的讲授来培养学生的科学思维意识和能力，进而明确专业思政建设中专业课课程和科学思维的对应关系。

（一） 电路分析基础之抽象思维

电路分析基础课程是电子信息工程专业的基础必修课，着重介绍电流电压的“跋山涉水”，各种复杂电路建模与电流电压在回路中的逻辑关系分析方法，课程理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景，在电子信息工程专业课程体系中，通过讲授该课程着重培养学生的抽象思维。抽象思维是在分析事物时抽取事物最本质的特性而形成概念、规律，并运用概念、规律进行推理、判断的思维活动，使人能在认识客观规律的基础上科学地预见事物和现象的发展趋势。下面通过举例阐述电路分析基础课程如何培养学生的抽象思维。

收音机是生活中常见的家用电器，图1为经典的单管收音机，收音机可以从复杂电磁环境中选出特定频段的信号，那么它是如何实现信号选择（选频）的呢？

想要搞明白这个问题，需要从收音机的工作原理出发，如图1（b）所示，收音机包含众多元件，包括电阻、电容、电感、二极管、三极管和喇叭等。利用电路分析基础课程中基本知识点，即上述元件的属性和符号，抽象建模实际收音机的电路图，如图2所示，包括信号接收、选频、检波、放大、扬声和供电等几大功能模块。由抽象电路可分析单管调幅（AM）收音机的工作原理：首先收音机通过天线将空间中的高频信号接收下来，而后可调电容和线圈构成信号频率选择回路，实现信号选频，而后经过检波电路得到音频信号，再经功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。

其中选频电路是实现信号选择的主要模块，如图2中左下角虚线框内部件所示，选频模块建模为可调电容与电感并联，如图3（a），即LC并联谐振回路。利用电路分析基础的基本知识点──LC谐振回路的工作原理分析选频特性，当输入信号的频率ωi等于谐振回路的共振频率ωLC，即ωi=ωLC=１/2π√LC时，收音机才可接收到该信号。因此，在收音机选台时，可通过调节电容改变共振频率，将不同频率的信号接入到收音机中，如图3（b）所示。

通过以上方法可抽象建模出电子系统的核心部分，利用电路知识点分析电学系统的基本工作原理，找到基本规律，解决电学系统设计和优化的现实问题，进而培养利用抽象电路图分析电学系统/电学模块工作原理和特性的意识和习惯，提升学生“万物归一”的抽象思维能力。

（二） 信号与系统之发散思维

信号与系统课程同为电子信息工程专业的基础必修课，着重介绍模拟信号激励系统响应的时频变换多角度分析方法，强调对模拟信号“此呼彼应”的见仁见智。在电子信息工程专业课程体系中，信号与系统课程承上启下，通过讲授该课程着重培养学生的发散思维。发散思维是指从不同角度进行探索，从不同层面进行分析，从正反两极进行比较，思维呈现出多维发散状，因而视野开阔，思维活跃。下面通过举例阐述信号与系统课程如何培养学生的发散思维。

音频是我们对音乐最普遍的理解，它是一个随着时间变化的震动，在信号与系统中将上述一维信号描述为时域信号，如图4（a）所示。音频一般包含若干种频率成分的分音，从图4（a）时域波形看出，很难清晰地分析信号的构成，不便后期做滤波处理。图4（b）展示了图4（a）所示音频信号的频域表示，可以看出该音频信号的最高频率在14 kHz左右，而且低频成分比高频成分的占比高。对比图4（a）和图4（b），从时域中可以看出信号随时间的强度变化，而在频域则清晰显示了信号的频率成分，便于后期的带通滤波处理。

利用信号与系统的时频域分析方法，可得到同一段音频信号的频率成分，如图5所示。

信号与系统课程通过类似信号时频域分析等知识点的讲授，可以培养学生从多个角度、多个方面看待事物、思考问题的意识和习惯，丰富学生对自然世界的认知，提升学生的“一物多面”的发散思维能力。

（三） 数字信号处理之创新思维

数字信号处理课程也是电子信息工程专业的基础必修课，着重介绍实际应用中离散时间信号的滤波处理与过系统分析方法，看数字信号“72变”。在电子信息工程专业课程体系中，课程从应用层面出发，通过讲授该课程着重培养学生的创新思维。创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。下面通过举例阐述数字信号处理课程如何培养学生的创新思维。

傅里叶变换是数字信号处理中处理信号数据的基本操作，广泛应用于表述及分析离散时域信号领域。离散傅立叶变换（Discrete Fourier Transform， DFT）所针对的信号在频域和时域都是离散的，便于计算机处理，因此离散傅立叶变换可以通过编程实现并应用于实际的信号处理。对于长度为N的序列x（n），其DFT为

式中：X（k）为变换后的频谱序列。实现x（n）的DFT，即求出N个X（k）需要N2次复数乘法。

利用周期性和对称性，可将N点序列的DFT分解成两组N/2点DFT运算，然后取和，如图6所示，将式（1）中的序列分为偶数序列和奇数序列。利用递归思想，进一步将分解后的偶数序列和奇数序列分别再次分解为偶数序列和奇数序列的和，以此类推，直至分解到序列仅包含两个元素，无法进一步分解。

图7展示了长度为4的序列的FFT计算过程，从图7中可以看出，其结构酷似蝴蝶，故称蝶式计算。一次蝶式运算只需要1次复数乘法，若进行迭代则对于2m阶序列，只需要m层蝶式运算便可求解出该序列的DFT，对长度为N的序列仅需要N log2 N次复数乘法。FFT将复数乘法的计算次数从N2次降低N log2 N次，以TS201芯片计算1 024点DFT运算为例，原来需要3.5 ms计算时间，而应用FFT以后计算时间降为3.46 us，减少1 000倍，大大降低了计算量，节约了计算时间。

FFT算法是数字信号处理的核心知识点，数字信号处理课程通过类似FFT变换等知识点的讲授，可以使学生明白巧妙地设计方法可以降低算法的计算量、增强工程应用的适用性，进而培养学生从用新的思路和方法去解决现实问题的意识和习惯，提升学生的“一物多变”的创新思维能力。

四 结束语

本文从专业思政建设与发展的层面，对思政教学体系进行整体性构建，旨在解决课程思政缺乏科学统筹、难以形成育人合力的问题。具体而言，本文从理工类专业各专业课程之间承上启下、联系紧密的属性入手，以专业课程群为载体开展，构建基于科学思维培养和意志品质锻炼的体系化专业思政。以军校电子信息工程专业为例，通过阐述基础专业课侧重学生科学思维培养、核心专业课侧重学生意志品质锻炼，阐明了电子信息工程专业以多门核心课程为基础的体系化专业思政建设思路。后期将进一步发掘通信原理、无线通信、数字电子技术、无线电检测与处理、无线电信号监测技术、无线电测向与定位、军事通信信号分析等其他专业课程中典型知识点对应科学思维、意志品质的思政元素，建设针对电子信息工程专业的体系化专业思政资源平台，力求专业教育在进行业务能力培养的同时，具备培养与提升学生素质素养的功能，形成育人合力。

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基金项目：河南省高等教育教学改革研究与实践项目“基于OBE的军队院校工科人才培养体系研究——以通信工程本科专业为例”（2021SJGLX297）

第一作者简介：唐涛（1981-），男，汉族，湖北荆门人，博士，教授，系主任，博士研究生导师。研究方向为无线电信号处理。

*通信作者：栾银森（1989-），男，汉族，河南漯河人，博士，讲师。研究方向为无线电信号处理。