摘要： 工科課程思政要強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng).本文以《數(shù)字圖像處理》課程中的思政建設(shè)為例，將知識(shí)傳授和立德樹人相統(tǒng)一，根據(jù)工科課程的特點(diǎn)挖掘思想政治元素和價(jià)值意涵，設(shè)計(jì)章節(jié)思政典型案例，教學(xué)中將專業(yè)內(nèi)容與思政元素、典型案例相結(jié)合，將價(jià)值引領(lǐng)融入專業(yè)課程教學(xué)中，為探索和實(shí)踐適合工科計(jì)算機(jī)類專業(yè)其他課程的思政建設(shè)提供思路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).

關(guān)鍵詞： 工科；課程思政；數(shù)字圖像處理；典型案例

中圖分類號： G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Exploration of Curriculum Ideologicaland Political Education for Engineering Computer Majors

——Take Digital Image Processing as an Example

HUANG Zhen， WANG Wan-jun （School of Digital Media， Lanzhou University of Arts and Science， Lanzhou 730000， China）

Abstract： The ideological and political education of engineering courses should strengthen students’ engineering ethics education， cultivate students’ spirit of excellence， and stimulate students’ feelings and mission of serving the country by science and technology. Taking the ideological and political construction in the course of Digital Image Processing as an example， this paper combines knowledge imparts with moral education and cultivating people， excavates ideological and political elements and value implications according to the characteristics of engineering courses， designs typical ideological and political cases in chapters， combines professional content with ideological and political elements and typical cases in teaching， and integrates value guidance into the teaching of professional courses. It provides ideas and practical experience for exploring and practicing ideological and political construction suitable for other courses of engineering computer majors.

Key words： engineering; curriculum ideological and political; digital image processing; typical case

2020年5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》[1]，指出高校要深化教育教學(xué)改革，充分挖掘各類課程的思想政治資源，發(fā)揮好每門課程的育人作用，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量.在文件中明確了不同課程思政建設(shè)目標(biāo)要求和內(nèi)容重點(diǎn)，要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)分類推進(jìn)課程思政建設(shè)，理學(xué)、工學(xué)類專業(yè)課程要在課程教學(xué)中把馬克思主義立場觀點(diǎn)方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問題、分析問題和解決問題的能力.工學(xué)類專業(yè)課程，要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)[2-3].

本文以蘭州文理學(xué)院校級一流課程《數(shù)字圖像處理》課程為例，遵循工科課程特點(diǎn)，通過系統(tǒng)梳理課程的具體教學(xué)內(nèi)容，深度挖掘思想政治元素和價(jià)值意涵，將課程思政融入專業(yè)人才培養(yǎng)全過程，探索和實(shí)踐適合計(jì)算機(jī)類專業(yè)的課程思政實(shí)現(xiàn)路徑，以期達(dá)到潤物無聲的育人效果.

1 工科計(jì)算機(jī)類專業(yè)的課程思政建設(shè)現(xiàn)狀及路徑

1.1 建設(shè)現(xiàn)狀及存在的問題

課程思政建設(shè)是實(shí)現(xiàn)高校立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前很多高校已經(jīng)將其作為一項(xiàng)長期性、系統(tǒng)性的工程，以“全員、全程、全方位”育人為引領(lǐng)，推進(jìn)各類專業(yè)課程與思想政治理論課同向同行，發(fā)揮協(xié)同育人作用[4-5].此項(xiàng)工作在文科類專業(yè)中推行和實(shí)施較好，在工科計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程普遍具有專業(yè)性、實(shí)踐性、科學(xué)性等特點(diǎn)[6]，在教育教學(xué)過程中仍存在重專業(yè)、輕思政的現(xiàn)象.在針對教師考核的過程中，也存在對教師專業(yè)素養(yǎng)要求較高，而忽視教師思想狀況等情況，主要表現(xiàn)在以下3方面.

（1）目前高校課程思政的落實(shí)情況依然存在較為明顯的知識(shí)、技能教育與價(jià)值、思想教育分離的局面，重視以科學(xué)技術(shù)知識(shí)為主導(dǎo)的知識(shí)教育而忽略了對學(xué)生的價(jià)值引導(dǎo)，不能充分發(fā)揮高校課程體系的合理育人作用；

（2）理工科專業(yè)教師的思想政治理論知識(shí)相對較薄弱.無論是在專業(yè)課中思政元素的挖掘，還是在課程教學(xué)實(shí)施中思政元素的滲透，亦或是在滲透思政教育的時(shí)機(jī)選擇等方面，理工科專業(yè)背景教師思想政治理論知識(shí)均顯得較為薄弱，這也成為影響課程思政效果的關(guān)鍵因素；

（3）課程思政與工科專業(yè)課程融入不夠廣泛和深入.工科計(jì)算機(jī)類專業(yè)具有專業(yè)素養(yǎng)要求高、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，并不是所有知識(shí)點(diǎn)都可以輕易挖掘出課程思政融合點(diǎn)，還存在簡單舉例、強(qiáng)行植入等問題.

1.2 《數(shù)字圖像處理》課程思政建設(shè)路徑

（1）作好頂層設(shè)計(jì).

根據(jù)工科計(jì)算類專業(yè)特點(diǎn)，構(gòu)建以專業(yè)為依托的特色課程思政體系，以建設(shè)課程思政示范課為抓手，將專業(yè)內(nèi)容與思想政治教育有機(jī)融合.以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)和基本分析方法為基礎(chǔ)，在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)字圖像處理基本原理的深入理解，理清思政元素與專業(yè)內(nèi)容之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)字圖像處理工程問題的分析和設(shè)計(jì)能力.

（2）發(fā)揮圖片思政和數(shù)據(jù)思政的巨大力量.

《數(shù)字圖像處理》課程主要學(xué)習(xí)圖像處理的各種技術(shù)，而圖像本身蘊(yùn)含著巨大的思政教育價(jià)值，教學(xué)中選取如文化古跡、祖國大好河山、革命歷史和優(yōu)秀人物等圖片，將中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、人物優(yōu)秀品質(zhì)、唯物辯證法貫穿到課程教學(xué)中，充分發(fā)揮圖像思政和數(shù)據(jù)思政的力量.使用1955年周恩來總理在亞非會(huì)議上發(fā)言的舊照片作為直方圖均衡化的示例圖像（如圖1所示），引入時(shí)代背景，激發(fā)學(xué)生的報(bào)國熱情.

（3）培養(yǎng)學(xué)生“求真”的科學(xué)探索精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng).

數(shù)字圖像處理課程是典型的工科課程，知識(shí)點(diǎn)多、理論內(nèi)容多、實(shí)踐性強(qiáng)，結(jié)合課程特點(diǎn)、我校學(xué)生學(xué)情和所學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，在專業(yè)課教學(xué)中摒棄了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)講解算法的授課方式，在授課中將復(fù)雜抽象的理論融入到形象直觀的應(yīng)用實(shí)例當(dāng)中，將算法實(shí)現(xiàn)過程中的重難點(diǎn)問題分解細(xì)化為可展現(xiàn)的圖像處理效果，在理論中滲透實(shí)踐，在實(shí)踐中穿插理論，注重理論聯(lián)系實(shí)際，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力[7].該課程中思政教育的主線是從科學(xué)本源出發(fā)，在不同的章節(jié)中圍繞主線滲透不同的思政內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生“求真”的科學(xué)探索精[JP2]神，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)時(shí)了解科技領(lǐng)域前沿成果的能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).此外，依托當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺、人工智能領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為推進(jìn)社會(huì)發(fā)展動(dòng)力的責(zé)任感和使命感.

2 《數(shù)字圖像處理》課程思政實(shí)踐

2.1 課程教學(xué)章節(jié)與思政融入點(diǎn)設(shè)置

根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)和大綱的有關(guān)要求，將重要知識(shí)點(diǎn)及其對應(yīng)的思政元素一一梳理，最終形成融入思政元素的課程教學(xué)模塊[8]，教學(xué)章節(jié)和思政融入點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系如表1所列.

2.2 課程思政融入點(diǎn)教學(xué)范例

2.2.1 緒論章節(jié)教學(xué)范例

在緒論章節(jié)主要講解圖像的基本概念和應(yīng)用領(lǐng)域，介紹數(shù)字圖像處理技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展歷史.介紹數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，以近幾年手機(jī)支付、人臉識(shí)別等應(yīng)用的普及為例，讓學(xué)生真實(shí)感受圖像處理的實(shí)際應(yīng)用.同時(shí)充分發(fā)揮圖片思政和數(shù)據(jù)思政的力量，展現(xiàn)一系列國內(nèi)外數(shù)據(jù)應(yīng)用對比，提升學(xué)生的民族自豪感.通過展望數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用前景，介紹當(dāng)前我國在數(shù)字圖像處理相關(guān)領(lǐng)域所取得的成就及扶持政策[9].

代表性案例選取美國20世紀(jì)60年代通過發(fā)射遙感衛(wèi)星來獲取和分析圖像，獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖[10]，為人類登月創(chuàng)舉奠定了基礎(chǔ)，也推動(dòng)了數(shù)字圖像處理學(xué)科的誕生.由于當(dāng)時(shí)我國建國不久，科技發(fā)展較為落后，數(shù)字圖像處理領(lǐng)域還處于空白.通過給學(xué)生講解我國數(shù)字圖像領(lǐng)域的專業(yè)發(fā)展史、學(xué)科建設(shè)史、知識(shí)變遷史的歷程，讓學(xué)生真實(shí)地感受到我國科技發(fā)展的迅速，同時(shí)也意識(shí)到與發(fā)達(dá)國家技術(shù)上的差距，從而激發(fā)學(xué)習(xí)和創(chuàng)造的熱情，培養(yǎng)學(xué)生對該領(lǐng)域發(fā)展前景的信心及投身于該領(lǐng)域研究的決心.結(jié)合實(shí)事，融入當(dāng)前新冠疫情相關(guān)內(nèi)容，介紹遠(yuǎn)程醫(yī)療、AI算法診斷等新技術(shù)，向最美逆行者致敬.

2.2.2 圖像處理基礎(chǔ)章節(jié)教學(xué)范例

在圖像處理基礎(chǔ)章節(jié)主要講授視覺感知基礎(chǔ)、圖像的采樣和量化、數(shù)字圖像的表示和數(shù)字圖像的分辨率等內(nèi)容.通過講解人類視覺模型，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到人類視覺并不完全是真實(shí)景物的直接反映，而是包括大腦加工部分，會(huì)出現(xiàn)視覺錯(cuò)覺等，證實(shí)眼見也不一定為實(shí).

代表性案例選用真實(shí)圖像在不同環(huán)境中的對比會(huì)使人產(chǎn)生錯(cuò)覺效果的實(shí)例，用Matlab實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證錯(cuò)覺圖像數(shù)據(jù)的真實(shí)性.同時(shí)列舉經(jīng)典的“兩小兒辯日”的故事證明眼見不一定為實(shí)的道理，教會(huì)學(xué)生要在日常生活中學(xué)會(huì)透過現(xiàn)象看本質(zhì)，看的同時(shí)要多思考、多實(shí)踐.尤其針對工科生，一定要用追求科學(xué)的精神去實(shí)踐、去驗(yàn)證，正所謂“實(shí)踐出真知”.

2.2.3 圖像變換章節(jié)教學(xué)范例

在圖像變換部分，通過介紹傅里葉生平和他取得的偉大成績以及傅里葉怕冷的小故事調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，引出傅里葉理論首次被提出時(shí)的遭遇，教育學(xué)生追求真理的科學(xué)精神.介紹傅里葉變換的原理和數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，讓學(xué)生理解圖像頻譜的物理意義，通過翻轉(zhuǎn)課堂引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上進(jìn)行理解的能力.

代表性案例選取傅里葉變換被提出并發(fā)表的曲折歷程（如圖2所示）.傅里葉在1807年研究熱傳導(dǎo)問題的時(shí)候就提出了傅里葉變換，但論文遭到當(dāng)時(shí)科學(xué)界泰斗拉格朗日的反對而未發(fā)表；1810年再對研究進(jìn)行了不斷的補(bǔ)充和完善后仍未發(fā)表，但他并為因此放棄研究，1822年他終于將論文的數(shù)學(xué)部分?jǐn)U充成為一本書《熱的解析理論》進(jìn)行出版，成為數(shù)學(xué)史乃至科學(xué)史上公認(rèn)的一部劃時(shí)代的經(jīng)典著作.通過案例引導(dǎo)學(xué)生不要迷信權(quán)威，不斷創(chuàng)新，不斷追求真理，同時(shí)要在追求真理的道路上堅(jiān)持不懈、精益求精.

2.2.4 圖像復(fù)原章節(jié)教學(xué)范例

在圖像復(fù)原章節(jié)主要講授圖像復(fù)原的基本概念、原理，常見退化模型及辨識(shí)方法等.通過介紹典型的圖像去霧算法，提到何愷明博士2009年的CVPR最佳論文，說明該算法思想簡潔的特點(diǎn).拓展介紹何凱明博士在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域取得的卓越成就以及深度殘差網(wǎng)絡(luò)ResNet，引導(dǎo)學(xué)生了解更多的專業(yè)領(lǐng)域優(yōu)秀學(xué)者和學(xué)科前沿，增強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng).

代表性案例選用牛頓建立的行星運(yùn)行軌道模型，它僅為一個(gè)橢圓的實(shí)例.引入“大道之行在于簡”，告訴學(xué)生一個(gè)正確的數(shù)學(xué)模型應(yīng)該在形式上是簡潔而優(yōu)美的，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)簡潔性的數(shù)學(xué)之美，同時(shí)也明白現(xiàn)實(shí)世界是復(fù)雜和簡單的結(jié)合體，簡潔就是撥開迷霧、去偽存真的過程，也引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科學(xué)探索精神.

3 《數(shù)字圖像處理》課程思政實(shí)踐效果

3.1 改革課程評價(jià)

面向?qū)W生和教師對課程思政改革實(shí)踐進(jìn)行評價(jià).面向?qū)W生，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么，不僅通過傳統(tǒng)方式考核專業(yè)水平和課程掌握情況，還從思想政治素養(yǎng)、個(gè)人品格和科學(xué)探索精神等方面進(jìn)行評價(jià)，將思政評價(jià)指標(biāo)點(diǎn)融入原考核要求并計(jì)入總評考核，考核方式及指標(biāo)點(diǎn)如表2所列.

面向教師，強(qiáng)調(diào)專業(yè)水平和思政素養(yǎng)、教學(xué)水平和思政能力的雙提升，進(jìn)一步明確自己達(dá)到了哪些方面的要求，還有哪些不足，激發(fā)教師不斷自我反思、自我完善、自我發(fā)展.

3.2 課程思政實(shí)踐效果

課程思政建設(shè)針對數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了為期兩個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐.

選課學(xué)生的思想政治素養(yǎng)明顯提升，學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性大大增強(qiáng).期末評教調(diào)查顯示，兩個(gè)學(xué)期近300名同學(xué)中，大多數(shù)同學(xué)都對本課程教學(xué)效果感到滿意，其中有同學(xué)給出了肯定的評價(jià)意見，表示以前主要關(guān)注點(diǎn)集中在專業(yè)知識(shí)本身，現(xiàn)在則會(huì)在學(xué)習(xí)過程中思考別人是怎么做的，我為什么要這么做，學(xué)習(xí)目標(biāo)明確了，學(xué)習(xí)也有了動(dòng)力.在課程學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)科學(xué)原理中蘊(yùn)含的哲學(xué)意義，發(fā)現(xiàn)了思考的快樂，找到了學(xué)以致用的方向，提高了學(xué)習(xí)興趣和積極性，在樹立正確的人生觀、價(jià)值觀等方面也有了一定的收獲.

同時(shí)課程思政建設(shè)也提高了教師的教學(xué)和思政能力，通過3年的課程思政建設(shè)，教師對黨的教育方針政策、社會(huì)主義核心價(jià)值觀、唯物辯證法等有了更深刻的理解，對社會(huì)熱點(diǎn)更加關(guān)注，提高了對社會(huì)不良思潮的辨別能力，也探索出了適合課程的“圖像思政+數(shù)據(jù)思政”的思政建設(shè)路徑，提高了自身的思想政治覺悟.

4 結(jié)語

通過對《數(shù)字圖像處理》課程思政建設(shè)的探索與實(shí)施，初步達(dá)到了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和思政育人的功能，探索了將專業(yè)課程教學(xué)與思想政治教育更深入結(jié)合的方式，教學(xué)達(dá)到了預(yù)期效果，同時(shí)也為同類其他課程的課程思政建設(shè)提供了一些借鑒，有助于推動(dòng)工科計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程思政建設(shè).

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