廖文良,陳海蘭,蔡宏浩,雷國偉

（集美大學(xué) 理學(xué)院，福建 廈門）

一 引言

隨著嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，DSP 技術(shù)也在迅速發(fā)展，DSP 工程師也越來越受到業(yè)界的青睞。 因此，許多高校按照“厚基礎(chǔ)、廣口徑”的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式開設(shè)了DSP 課程?！禗SP 技術(shù)與應(yīng)用》已成為通信、電子、自動(dòng)化、光電工程等專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)課。本課程的教學(xué)目的是，要求學(xué)生了解數(shù)字信號處理器的工作原理和特點(diǎn)，了解DSP 應(yīng)用系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，掌握一種常用的數(shù)字信號處理器( 如TMS320C5000)的芯片結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、典型應(yīng)用系統(tǒng)以及開發(fā)工具的使用方法，把在信號處理課程中所學(xué)到的理論運(yùn)用到實(shí)際系統(tǒng)中，使理論更密切地聯(lián)系實(shí)際[1]。

一方面，《DSP 技術(shù)與應(yīng)用》涉及到數(shù)字信號處理、電路分析等理論基礎(chǔ)，也涉及到單片機(jī)、嵌入式等應(yīng)用技術(shù)[2]，具有范圍廣、概念多、難度大、靈活度高等特點(diǎn)。因此，填鴨式、滿堂灌的教學(xué)方法和手段，已經(jīng)不再適合于本門課程的教學(xué)。另一方面，作為專業(yè)技術(shù)類課程，教學(xué)上更強(qiáng)調(diào)電子工程師素養(yǎng)的培養(yǎng)[3]。一個(gè)良好的工程師素養(yǎng)應(yīng)從以下六項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行：一是謙虛好學(xué)的品質(zhì)；二是求知探索的品質(zhì)；三是踏實(shí)認(rèn)真的品質(zhì)；四是實(shí)事求是的品質(zhì)；五是團(tuán)隊(duì)協(xié)作的品質(zhì)；六是忠貞愛國的品質(zhì)。

基于此，本課程深入挖掘內(nèi)在思想政治元素，將專業(yè)知識傳授與思政育人進(jìn)行深度融和，做到知識教育與思政教育的同向并行，實(shí)現(xiàn)知識教育與思政教育相互促進(jìn)，最終達(dá)到“三全育人”的教育目標(biāo)。

二 實(shí)施課程思政的必要性

《DSP 技術(shù)與應(yīng)用》是本校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的一門高年級課程。作為專業(yè)課，知識和技能的學(xué)習(xí)對學(xué)生將來安身立命起到重要的作用。就好比一輛汽車的馬達(dá)，能決定其走多遠(yuǎn)。但學(xué)生的思想道德更重要，因?yàn)橐惠v汽車如果方向盤打錯(cuò)，無論多快的速度，最后終將南轅北轍或誤入歧途。高年級的大學(xué)生將面臨一次人生的重大抉擇：讀研或者就業(yè)。讀研意味著未來將成為國家的高層次、高科技人才。就業(yè)意味著走向社會(huì)，走向企業(yè)，走向?qū)W?；蛘畽C(jī)關(guān)等，成為社會(huì)主義建設(shè)的勞動(dòng)者。因此，如果高校教師不在課堂上對學(xué)生進(jìn)行思想引導(dǎo)，學(xué)生則可能會(huì)產(chǎn)生一些不良的想法。比如，可能會(huì)覺得自己國家實(shí)力不強(qiáng)，技術(shù)不先進(jìn)。更有甚者，可能會(huì)覺得國外的月亮都比較圓。因此，如何在這門課的教學(xué)過程中，適時(shí)、適量、合理地融入思政教育，讓學(xué)生的思維在社會(huì)主義核心價(jià)值觀的軌道上運(yùn)行是很有必要的[4]。

2019 年3 月18 日，習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)，我們黨立志于中華民族千秋偉業(yè)，必須培養(yǎng)一代又一代擁護(hù)中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)和我國社會(huì)主義制度，立志為中國特色社會(huì)主義事業(yè)奮斗終生的有用人才。深刻回答了“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一根本性問題[5-6]。緊接著，2020 年6 月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，可以說專業(yè)類課程中的課程思政建設(shè)已經(jīng)走向制度化，這是高等教育全方位育人的必然要求。

最后，在課程考核方面，大多數(shù)專業(yè)課程偏重于理論知識和技能的考察，而對于科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新品質(zhì)、人文精神等考核，普遍比較欠缺[7]。所以，按照“四個(gè)回歸”的基本要求和“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念，有必要完善課程考核方式，立足“兩性一度”的基本原則，嚴(yán)格按照工程認(rèn)證的要求，豐富與細(xì)化課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系。融合素質(zhì)教育，推動(dòng)課程思政精品的教學(xué)改革。

三 思政元素的挖掘

（一） 民族自信和文化自信

在DSP 課程的教學(xué)中，可以不經(jīng)意間將愛國主義思想融合進(jìn)去。比如，在講到我國科技發(fā)展的一系列成果時(shí)，也應(yīng)告訴學(xué)生，目前由于國外在半導(dǎo)體領(lǐng)域特別是光刻機(jī)方面比國內(nèi)領(lǐng)先，導(dǎo)致國內(nèi)芯片的發(fā)展受制于西方國家。但是，另一方面，我們應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生明白，這種領(lǐng)先一定是暫時(shí)的。我們國家有決心、有能力迎頭趕上，正如當(dāng)年老一輩科學(xué)家利用短短的時(shí)間，從一窮二白的基礎(chǔ)上造出了兩彈一星。所以，我們既要學(xué)習(xí)西方國家的先進(jìn)理念和技術(shù)，也不要忘記中華民族自強(qiáng)不息的優(yōu)良傳統(tǒng)。從而增強(qiáng)民族自信和文化自信，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情,為祖國的偉大復(fù)興添磚加瓦。

（二） 團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神

在教學(xué)過程中，可以適當(dāng)提煉理論知識背后的哲學(xué)思想，從而對學(xué)生進(jìn)行思政教育。例如，給學(xué)生闡述指令周期、機(jī)器周期、晶振頻率等概念之間的關(guān)系時(shí)，讓學(xué)生明白DSP 器件內(nèi)部各部件之間以及與外部設(shè)備之間的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)工作是離不開時(shí)鐘信號的指揮的。只有這樣，才能完成一條條指令，進(jìn)而完成各種復(fù)雜的工作任務(wù)。由此引申出，一個(gè)國家的發(fā)展要達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，就一定要緊密團(tuán)結(jié)在黨中央周圍，聽黨指揮，堅(jiān)決執(zhí)行上級傳達(dá)的命令。

（三） 創(chuàng)新精神

透過DSP 芯片的不斷更迭，告訴新時(shí)代大學(xué)生，應(yīng)該具備創(chuàng)新意識，用創(chuàng)新思維獨(dú)立解決實(shí)際問題。比如CPU 的迭代更新，從定點(diǎn)型到浮點(diǎn)型，從串行到并行，從馮諾依曼結(jié)構(gòu)到哈佛結(jié)構(gòu)。無不體現(xiàn)了萬事萬物由低級到高級、由粗糙到精簡的演進(jìn)過程。因此，教育學(xué)生看問題不能墨守成規(guī)，要有發(fā)展的眼光。鼓勵(lì)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)、工作中要勇于創(chuàng)新，大膽求變。

（四） 工匠精神

習(xí)近平總書記說過：“在工廠車間，就要弘揚(yáng)工匠精神，精心打磨每一個(gè)零部件，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品?！痹诮虒W(xué)中，教師還應(yīng)結(jié)合課程應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，充分挖掘其技術(shù)問題、技術(shù)瓶頸和技術(shù)現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感。更要體會(huì)大國工匠精神，要挖掘一些推動(dòng)歷史發(fā)展的著名科學(xué)家的勵(lì)志故事，激發(fā)學(xué)生艱苦奮斗，堅(jiān)持不懈的精神。例如，在講授到傅里葉變換時(shí)，通過數(shù)學(xué)理論的精巧變化，給學(xué)生傳達(dá)數(shù)學(xué)之美，凸顯數(shù)學(xué)基礎(chǔ)在理工科中的重要地位。恰如華為掌舵人任正非所言：“我們真正的突破是數(shù)學(xué)，手機(jī)、系統(tǒng)設(shè)備是以數(shù)學(xué)為中心?！?/p>

總之，可以根據(jù)以上幾個(gè)方面，開展思政元素的挖掘。在具體的授課內(nèi)容上，我們將“DSP 技術(shù)與應(yīng)用”知識點(diǎn)與課程思政點(diǎn)進(jìn)行了映射(如表1 所示)。

表1 《DSP 技術(shù)與應(yīng)用》知識點(diǎn)與課程思政點(diǎn)的映射

四 課程思政的教學(xué)實(shí)踐

首先，我們從工程認(rèn)證的角度，將思政元素融入了新教學(xué)大綱、新教學(xué)計(jì)劃、新課件、新教案的編寫。同時(shí)，正在抓緊將思政元素融入線上課程資源的建設(shè)，包括幕課、網(wǎng)絡(luò)課堂等。在全校范圍內(nèi)，定期舉辦課程思政師資班沙龍，以報(bào)告會(huì)、研討會(huì)、培訓(xùn)班等豐富多彩的形式，提升專任教師對課程思政的參與度和評價(jià)質(zhì)量。

其次，重新編寫實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的指導(dǎo)教材。以前基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較固化，難以體現(xiàn)以學(xué)生為主體的能動(dòng)性，應(yīng)結(jié)合社會(huì)企業(yè)的需求，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)與學(xué)生科研等應(yīng)用實(shí)踐的融合[8]。將EDA、DSP、ARM、Python、Linux、互聯(lián)網(wǎng)等單一課程結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)代性、應(yīng)用性、綜合性、拓展性等要求。從而提升學(xué)生的就業(yè)能力，提高學(xué)生就業(yè)的匹配度。比如，“基于智能手機(jī)的蘋果糖度光譜檢測”“基于光譜分析的海洋溢油監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)”“光電智能垃圾分揀車”“基于紅外與雙譜的熱病患智能巡視小車”等這些實(shí)驗(yàn)課題，很好地促進(jìn)學(xué)生在光學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等方面的能力訓(xùn)練。

最后，響應(yīng)黨中央關(guān)于“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的號召，以大學(xué)生科研項(xiàng)目申報(bào)為契機(jī)，提升學(xué)生科研創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”和“三創(chuàng)”等全國性大賽，提高學(xué)生參加國內(nèi)外電子信息類競賽的能力。學(xué)生科研是學(xué)生在課堂之外進(jìn)行能力拓展的一項(xiàng)重要活動(dòng)。作為從事《DSP 技術(shù)與應(yīng)用》教學(xué)的教師，有責(zé)任把握當(dāng)今最新科技動(dòng)態(tài),介紹新技術(shù)、新思想，融入到本門課程的教學(xué)計(jì)劃當(dāng)中。

經(jīng)過幾年來的改革和探索，依托DSP 實(shí)驗(yàn)室、電子測量實(shí)驗(yàn)室、嵌入式實(shí)驗(yàn)室等物理系專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，在學(xué)科建設(shè)、學(xué)生培養(yǎng)等方面取得了豐碩的成果。指導(dǎo)學(xué)生獲得兩項(xiàng)國家級大創(chuàng)項(xiàng)目、三項(xiàng)省級大創(chuàng)項(xiàng)目、若干校級大創(chuàng)項(xiàng)目的立項(xiàng)。學(xué)生的綜合實(shí)踐能力得到了進(jìn)一步培養(yǎng)。在全國大學(xué)生“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國光電設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽、中美青年創(chuàng)客大賽中屢獲嘉獎(jiǎng)。同時(shí)，學(xué)生科研成果以論文形式發(fā)表多篇[9-12]，其中以學(xué)生為第一作者，在中文核心期刊《無線電工程》上發(fā)表論文[12]。以學(xué)生為主體，申請實(shí)用新型專利、軟著多項(xiàng)。

五 結(jié)語

雖然不同專業(yè)有不同的特點(diǎn)，但課程教學(xué)的首要任務(wù)始終是培養(yǎng)人?！罢n程思政”提升了課程的教學(xué)效果與質(zhì)量，具有一定的普適性和推廣價(jià)值，有利于專業(yè)課教學(xué)與思政教育的深度融合。隨著信息技術(shù)的日新月異，在高校教授信息電子類課程的教師應(yīng)不斷自我學(xué)習(xí)，與時(shí)俱進(jìn)，與時(shí)代發(fā)展保持同步。同時(shí)，應(yīng)繼續(xù)完善和深入DSP課程思政的改革與創(chuàng)新。在“大思政”格局下，實(shí)現(xiàn)專業(yè)技能傳授和價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一，培養(yǎng)全面合格的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。