張 林， 王艷芬， 蘆楠楠

(中國礦業(yè)大學 信息與控制工程學院， 徐州 221116)

課程思政屬于隱性思想政治教育，緣起于全國高校思想政治工作會議，是實現(xiàn)“立德樹人”根本教育任務的有效途徑[1]。所謂課程思政，就是在大學專業(yè)課(非思政課)教學中，融入思想觀念、政治觀點、道德規(guī)范、價值觀等思想政治教育。從高等教育“育人”的本質(zhì)出發(fā)，充分挖掘?qū)I(yè)課程的德育元素，充分發(fā)揮課堂教學承載的立德樹人的職責功能，促使學生在特別設計的教學活動中潛移默化地接受思想政治教育。在教學過程中力求實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)的有機統(tǒng)一，把知識教育與價值觀教育、能力教育結(jié)合起來，與思政課程同向同行、協(xié)同發(fā)展，從全員、全過程、全方位“三全育人”的廣度深化課程思政建設，從根本上樹立教書育人、立德樹人。

“數(shù)字信號處理”課程是電子信息工程專業(yè)一門傳統(tǒng)的工科課程。表面上看，其教學與培養(yǎng)思想政治情操無關(guān)，但從多年的該課程的教學實踐基礎(chǔ)上，我們充分認識到：該課程，乃至于所有的工科課程講授的不僅是一套準確的科學理論，更是一種理工科思維模式和素養(yǎng)。因此，圍繞“數(shù)字信號處理”教學平臺，作者探索高校工科課程思政新要求，充分發(fā)掘該課程的特點，對教學模式和教學方法的改革，將素質(zhì)教育貫穿教學全過程，潤物無聲地給學生以情的熏陶。

根據(jù)“知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合”的課程目標，突出“以人為本”的課程理念，強化顯性思政、細化隱性思政，圍繞課程教學內(nèi)容及相關(guān)課程思政方法進行了有效地改革，構(gòu)建全課程育人格局。課程改革分別從培養(yǎng)學生的“科學思維”、“國家意識”、“專業(yè)責任感”、“團結(jié)協(xié)作精神”及“嚴謹認真態(tài)度”等多個角度進行剖析和融合，對課程內(nèi)容的編排及課堂的講授方式等進行改進，充分發(fā)掘課程的思政資源，開闊了學生視野，加深了專業(yè)自信，強化了學生的創(chuàng)新能力、職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神的養(yǎng)成。整個教學過程也更注重培養(yǎng)學生的專業(yè)責任感和主人翁意識，鼓勵探索精神、創(chuàng)新精神、團隊協(xié)作以及堅忍不拔的毅力，營造尊重科學、崇尚科學的氛圍[2-4]。

1 “科學思維”、“國家意識”及“專業(yè)責任感”的培養(yǎng)

《朱子語類》卷九《論知行》篇中說：“不可去名上理會。須求其所以然[5]?！币虼?，在課程的內(nèi)容編排上，面對一些新的方法，引領(lǐng)學生建立“3W+1H”的科學思維模式，將復雜問題分解為“What”、“Why”、“Where”和“How”四個角度。比如，在課程緒論中的模擬信號數(shù)字化處理知識點講解過程中，將原先的數(shù)字信號處理系統(tǒng)的特點、數(shù)字信號處理系統(tǒng)的組成以及數(shù)字信號處理系統(tǒng)的應用等幾個方面的內(nèi)容經(jīng)過重新組織和整合，融匯成“3W+1H”，包括“模擬信號數(shù)字化處理是什么？”、“為什么要對模擬信號進行數(shù)字化處理？”、“模擬信號數(shù)字化處理可以干什么？”以及“怎么樣實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化處理？”四個問題。按照“3W+1H”的思維模式，課程教學過程中分別針對模擬信號數(shù)字化處理的定義、數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)相比的優(yōu)點、數(shù)字系統(tǒng)的典型應用及模擬信號數(shù)字化處理的流程分別進行分析和講解。通過此類教學思路，著重開發(fā)學生分析和處理復雜問題的科學思維方式。

分析比較是人類由此及彼，由表及里，全面深刻認識事物，辨別失誤的優(yōu)劣、高低、美丑的重要科學思維方法。在“Why”環(huán)節(jié)，我們可以引導學生通過比較分析的科學方法，對模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)分別從系統(tǒng)精度、可靠性、靈活性、性能指標的達成等多個方面進行比較，深入理解數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)點。在此過程中著重訓練學生設疑、析疑的邏輯思維和能力。在“Where”環(huán)節(jié)，我們則通過中國獨創(chuàng)的射電望遠鏡的介紹，幫助學生了解先進的與課程相關(guān)的科學成果。同時，特別強調(diào)被譽為“天眼之父”的中國科學院首席科學家南懷仁帶領(lǐng)科研團隊，克服重重困難，建成世界最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST(Five hundred meters Aperture Spherical Telescope)，為我國探索宇宙科學提供了新的科學裝置，終其一生讓中國領(lǐng)先全球20年。這是人類認識宇宙、探索宇宙奧秘的標志性成果之一，不僅可作為經(jīng)典的專業(yè)知識教學案例，也是極好的培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和科學思維的思政素材，既展示了我國老一輩科學家的奉獻精神，也強烈地激發(fā)了學生為實現(xiàn)中華民族偉大復興而發(fā)憤刻苦的自覺性和責任感。

與此類似，在本課程的改革過程中，我們在模擬信號的數(shù)字化處理、快速傅里葉變換，尤其是數(shù)字信號處理的應用等知識點中，均引入案例及相關(guān)科學家故事，將“國家、責任、榮譽”等信念融入教學各環(huán)節(jié)，注重“工匠文化”熏陶，不斷挖掘?qū)I(yè)課程中孕育的思政元素，從教學目標、教學內(nèi)容、教學方法等多方面融入價值引領(lǐng)內(nèi)容，實現(xiàn)社會主義核心價值觀的內(nèi)化于心、外化于行，幫助學生樹立“功成不必在我、功成必定有我”的家國情懷和堅定的理想信念。

2 團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代，社會需求愈來愈呈現(xiàn)多樣化，人們在工作學習中所面臨的環(huán)境和問題極其復雜，競爭日益激烈。在很多情況下，單靠個人能力已經(jīng)很難全方位地處理各種錯綜復雜的問題并采取切實高效的行動，因此，團隊意識、合作意識的培養(yǎng)勢在必行。

孔子云：“三人行，必有我?guī)熝?！”小溪只能泛起細碎的浪花，海納百川才能激發(fā)驚濤駭浪，個人和團隊的關(guān)系猶如小溪和大海。因此，每個人都要將自己充分地融入團隊，才能在團隊中發(fā)揮個人的作用。本課程在編排過程中也充分地考慮了學生的團結(jié)協(xié)作精神培養(yǎng)的因素，對學生進行分組結(jié)對，充分利用各種教育教學資源，開展翻轉(zhuǎn)、探究和研討等各種教學活動[1]。分組的討論和研討，讓學生意識到團隊的力量和團結(jié)的優(yōu)勢，在無形中從收益上強化了他們的團結(jié)協(xié)作意識。

正如2019-2020年度秋季學期開課班級中的學生在課程報告中總結(jié)道：“通過本門課程的學習，我們更深地感受到自身對專業(yè)發(fā)展的重要性，對理論知識的掌握更加牢靠，提高了自己的實踐能力，同時，通過分組討論，我們認識到了同學之間相互合作的重要性。想把所學的內(nèi)容融會貫通，只學好課本知識是不夠的，要把所學習的知識加以應用?！?/p>

3 嚴謹認真態(tài)度的養(yǎng)成

俗語云：“細節(jié)決定成敗”。嚴謹細致，即對一切都抱有認真、負責的態(tài)度，一絲不茍、精益求精，在細微處顯精神，在細微處顯境界，在細微處顯水平。把做好每件事情的著力點放到每一個細節(jié)、步驟上，不心浮氣躁，不好高騖遠，從一件一件的小事做起。作為一種工作態(tài)度，反映在學習中是一種學習習慣，反映到工作中則代表著一種工作作風。本課程主要通過對比案例的編排實現(xiàn)端正學生嚴謹認真態(tài)度教育的環(huán)節(jié)。

比如，數(shù)字濾波器相關(guān)知識點以簡單的一階濾波器為例，無形中讓學生切身體會嚴謹認真態(tài)度的重要性。典型的一階濾波器的信號流圖如圖1所示，可通過差分方程y(n)=x(n)+ay(n-1)加以描述[2, 3]。

圖1 一階數(shù)字濾波器的信號流圖

以該系統(tǒng)為例，首先引導學生比較a=0.9和-0.9兩種情況。當a=0.9時，系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性曲線如圖2(a)所示，可見該系統(tǒng)為低通濾波器；a=-0.9時系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性曲線如圖2(b)所示，此時，該系統(tǒng)為高通濾波器。兩個系統(tǒng)之間只是系數(shù)a的符號相反，但頻率特性截然相反。

其次，引導學生分析符號相同數(shù)值不同的系數(shù)a構(gòu)成的系統(tǒng)，如a=-0.9和a=-0.4。a=-0.4時系統(tǒng)的頻率特性曲線如圖2(c)所示。比較圖2(b)和(c)可以看出，a=-0.9和a=-0.4時兩個系統(tǒng)均可實現(xiàn)高通濾波，但前者的頻率選擇性明顯優(yōu)于后者。差之毫厘，謬以千里。通過類似案例的對比，學生在無形中能夠體會工程上嚴謹認真、實事求是有多么重要。

(a)a=0.9時系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性曲線

同時，遵循“3W+1H”的科學思維模式，進一步引導學生從系統(tǒng)函數(shù)H(z)、零極點位置等角度深入分析上述系統(tǒng)出現(xiàn)差別的本質(zhì)原因，強化學生對“零點位置主要影響頻響谷值、極點位置主要影響頻響峰值”等結(jié)論的認知，反向鞏固“系統(tǒng)頻率響應”相關(guān)基本理論。

4 結(jié)語

通過這一系列的教學目標、教學模式、教學方法以及考核機制的改革，本次教學改革活動在2019年秋季學期的課程全過程獲得應用。

課程結(jié)束后，學生反饋收益頗豐，他們以小組總結(jié)發(fā)言的形式表達了心聲。

xx小組總結(jié)說：“通過本門課程的學習，鍛煉了我們自學能力和團隊協(xié)作的能力。”

xx小組總結(jié)說：“通過本門課程的學習，我們深深地感受到我的國真的厲害了，也更深地感受到我們對專業(yè)發(fā)展的重要性。同時通過豐富的課堂活動我們對理論知識的掌握更加牢靠，提高了自己的實踐能力，同時，通過分組討論，我們認識到了同學之間相互合作的重要性。想把所學的內(nèi)容融會貫通，只學好課本知識是不夠的，要把所學習的知識加以利用?！?/p>

xx小組總結(jié)說：“……最后也希望學院可以多多設立翻轉(zhuǎn)課堂和探究課題，可以提高學生獨立思考和實驗能力。”

可見，專業(yè)課程是載體，思政教育是靈魂。課程育人是目的，以專業(yè)技能知識為載體開展育人工作，在知識傳授中強調(diào)主流價值引領(lǐng)，真正做到顯性教育與隱性教育的融會貫通，思想政治理論要與專業(yè)教育協(xié)調(diào)同步、相得益彰，才能起到“潤物細無聲”的效果，從而真正實現(xiàn)課堂教學主渠道“寓道于教，寓德于教，寓教于樂”，實現(xiàn)“立德樹人”的最終目標。