于燕婷 李龍梅 歐陽華 王 騰

(海軍工程大學 電氣工程學院,武漢 430033)

全面推進課程思政建設,是落實立德樹人根本任務的戰(zhàn)略舉措[1-2]。近年來,在全國高校思想政治工作會議、《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》等重要會議及文件政策的指導下,高校教育教學的專業(yè)教育功能從關注知識和能力,升華為價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授“三位一體”的培養(yǎng)[3-4]。

教師既是“課程思政”建設過程中的“主導者”,也是“落實者”[5]。課堂思政教育理念的貫徹與落地成效,需要廣大一線教師深刻理解習近平總書記綱領性的指示精神,努力成為思想價值的“傳播者”,擔負起學生成長道路“指導者”的責任[5-6]。教師依靠課堂教學,可以實現(xiàn)專業(yè)課程知識的傳授,借助實踐活動,可以達成專業(yè)能力的培養(yǎng),唯有價值塑造需要長期的過程,需要持續(xù)地加熱升溫,需要全體教師在課堂教學全過程中順其自然的思政滲透。

結合“數字信號處理”課程概念抽象、公式繁雜、變換多樣的特點,本文梳理提煉了課程基本原理及數學公式背后蘊含的德育元素,厘清課程主線及路徑,明確課程思政的總體目標,開展課程思政與專業(yè)教學“協(xié)同育人”框架研究與設計,并建立課程思政元素“基因庫”,實現(xiàn)課程價值塑造、知識傳授、能力培養(yǎng)“三全育人”目標[7]。

1 “數字信號處理”課程思政目標

“數字信號處理”課程是海軍工程大學電子信息、通信雷達等專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課程。它以經典的數學和系統(tǒng)理論體系為基礎,同時又是人工智能、大數據等一系列新興學科的理論基礎。課程主要包括離散信號和離散系統(tǒng)的分析方法,以及數字濾波器的設計等內容,既有基礎性原理知識,又有編程實踐應用;既呈現(xiàn)傅里葉、歐拉等諸多科學家研究歷程,又體現(xiàn)5G通信等時代發(fā)展需求特色;既廣泛應用于日常生活,又可多維度展望科技前沿。課程的基礎性、理論性強,應用性、實踐性也很廣,在語音、地震、通信、電力、生物、醫(yī)學、圖形圖像、神經網絡等各個領域得到了廣泛應用,是電子工業(yè)領域發(fā)展最為迅速的技術之一。因此,開展“數字信號處理”課程思政教學是十分必要的,在立德樹人方面也存在重要意義。

在多數專業(yè)課程教學過程中,教師都會將自身閱歷和價值觀多多少少融入思想政治教育,但這種育人模式隨機性大[8]。要更好地實現(xiàn)課程思政的育人功能,就要結合專業(yè)課程特點,深挖專業(yè)課程知識中的德育教育內容,把“專業(yè)課程”作為科學知識與價值情感連接的“精神紐帶”,使學生習得態(tài)度,產生情感共鳴,在討論、辯論、合作、交流中深化認同,將價值傳播浸潤于教學各個環(huán)節(jié),最終在知識傳授、能力培養(yǎng)中彰顯價值引領作用[9-10]。

課題組以科學發(fā)展觀和唯物辯證法為主線,以基本理論為支撐,以工程應用為靶點,精辟梳理出課程價值目標與知識目標、能力目標的契合點,凝練出“數字信號處理”課程思政目標,作為該課程開展思政教學的依據。

(1)構建離散信號與系統(tǒng)的時域分析、變換域分析、數字濾波器設計三個維度的知識體系,明確各知識體系間的區(qū)別與聯(lián)系、矛盾與發(fā)展、現(xiàn)象與本質,引導學生認識發(fā)掘事物變化的科學規(guī)律,培養(yǎng)學生勇于探索、敢于創(chuàng)新和攻堅克難的意識和素質[10]。

(2)建立時域與變換域分析理論、抽樣理論、譜估計理論的程序化知識體系,應用數字信號處理的仿真分析技術,引入典型工程案例,驗證信號不同變換的基本原理與內在聯(lián)系,實現(xiàn)從知識向思維、思維向能力的有效泛化,引導學生不同角度分析問題探尋本質,增強學生辯證思維能力[11]。

(3)提煉語音信號濾噪、視頻火災識別、電機故障診斷等課外實驗課題,學生通過團隊協(xié)作設計實驗方案、分析實驗結果、撰寫實驗報告進行答辯,培養(yǎng)學生嚴謹求實的態(tài)度,精益求精的品質、協(xié)作共進的團隊精神。

(4)結合我國信號處理發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀與未來,講述科學家的家國情懷,引申中興、華為等芯片制裁實事報道,使學生了解數字信號處理學科的發(fā)展歷程、學科知識應用以及前沿技術中發(fā)展與瓶頸,激發(fā)學生勇攀科技高峰,養(yǎng)成未來工程師與科研者應具有的科學素養(yǎng)、責任意識和職業(yè)規(guī)范[10]。

2 思政與專業(yè)“協(xié)同育人”框架

在全員思政的大格局下,課程組通過系統(tǒng)學習科學發(fā)展觀,深入研討社會主義核心價值觀,深刻認識課程“鑄魂育人”的時代價值;同時,調研汲取其它優(yōu)秀專業(yè)課程思政經驗,提升自身思政教育能力,開展課程思政建設實踐改革,積極做課程思政的實踐者、推廣者,幫助學生塑造正確的世界觀、價值觀和人生觀。

以教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》為依據,圍繞課程思政總體目標,從政治意識、道德修養(yǎng)、科學技術、職業(yè)素養(yǎng)四個方面出發(fā),課程組開展了課程思政育人與專業(yè)育才“協(xié)同育人”框架研究,深入挖掘、梳理、提煉課程知識模塊中所蘊含的、所衍生出的德育因素,歸納提煉出政治認同、家國情懷、學術規(guī)范、哲學思維、科學精神、技術創(chuàng)新、工匠精神、職業(yè)規(guī)范等8類思政主題,使專業(yè)知識傳授、能力培養(yǎng)與課程價值觀在教學環(huán)節(jié)中形成合力,實現(xiàn)思政教學與專業(yè)教學優(yōu)勢互補,逐步推進課程思政的規(guī)范化、制度化及常態(tài)化建設。

如圖1 所示為“數字信號處理”課程思政與專業(yè)教學“協(xié)同育人”框架設計圖。

圖1 “數字信號處理“課程思政與專業(yè)教學“協(xié)同育人”框架

3 課程思政元素“基因庫”

在提煉課程德育元素過程中,課程組充分注重元素的引領性、時代性及開放性:一是發(fā)揮學科專業(yè)中歷史和人物的教育引導作用,崇尚科學精神;二是開闊學科視野,厚植家國情懷;三是注重多元融合,引申唯物辯證觀點;四是堅守精益求精,傳承工匠精神。每一個思政目標的背后都以較為豐富的思政案例為支撐,從不同的角度引領學生主流意識形態(tài)的正能量。如表1所示,詳細列舉出了課程有關知識點及其對應思政元素的映射關系,構建課程思政元素“基因庫”。

表1 數字信號處理課程知識點與思政元素映射關系

如表1所示,“數字信號處理”課程主要包括離散時間信號與系統(tǒng)的基本知識、離散序列傅里葉變換DTFT、Z變換、離散傅里葉變換DFT及其快速傅里葉變換FFT等方法和原理,IIR和FIR數字濾波器設計和實現(xiàn)方法等。以教材第一章離散時間信號與系統(tǒng)為例,其主要內容包括數字信號處理學科發(fā)展及應用,離散時間信號及離散時間系統(tǒng)的概念、描述及基本分析方法等內容。在講解這部分內容時,一是講述我國5G通信行業(yè)的歷史機遇與國內芯片發(fā)展現(xiàn)狀,通過技術差距對比,論述科學技術的重要性[12];二是討論抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情中所涉及的信號處理方面的技術,體現(xiàn)學科知識在實際生活中發(fā)揮的巨大作用,給學生創(chuàng)造技術體驗感,鼓勵學生勇?lián)鷷r代賦予的重任;三是借助“北斗”“天眼”“殲20”“蛟龍?zhí)枴钡戎T多大國重器、歷史人文、時事熱點等報道,通過敘述故事的形式使學生產生情感聯(lián)絡,激發(fā)學生使命擔當的家國情懷。同時,在當今信息時代,我們每時每刻都在接觸和傳輸來自世界上的各類聲音,借助“信號”“系統(tǒng)”概念講解,可以把大腦看作是一個系統(tǒng),各種聲音圖片文字信息就是輸入到大腦中的信號,對這些輸入信號大腦需要仔細斟別、篩選、分析,保留輸入信號有用部分,濾除干擾無用噪聲,這與堅決抵制亂言妄議、時刻保持與黨中央同頻共振結合起來,牢固樹立學生聽黨指揮的行動自覺。網絡學習時代,需要多接觸學習“正能量”知識,避免不健康的“輸入信號”在內心產生不良的“響應”[13]。物以類聚,人以群分。日常生活中,我們也要多靠近擁有正能量的人,和他們?yōu)橛?會逐漸心胸更為豁達,以更加積極的心態(tài)面對當前的工作與生活。

4 結語

課程思政是國家近年來提出的新時代教育理念,是一項長期而艱巨的工作。對“數字信號處理”課程的思政探索尚處于起步期,更多的思政元素需要不斷地研究、探索與挖掘,思政元素“基因庫”建設更要與時俱進,體現(xiàn)專業(yè)特色,緊貼學科前沿,更好地實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與價值引領結合,并不斷推進專業(yè)課程思政育人的成效。