Matlab课程思政建设的研究和探索

李石荣　朱雪梅　贾朝川　王本有

摘要：课程思政作为目前高校授课中的重点内容已逐渐融入工科专业课程教学之中。作为电子信息类专业基础课程，Matlab课程思政的建设具有一定意义。针对Matlab课程的特点，挖掘课程相关思政元素，合理融入课程教学内容，提出了Matlab课程思政教学改革建设方案，并以部分章节授课内容为例，深入探索课程思政的具体措施，为工科类相关专业的课程思政建设提供一定的参考。

关键词：课程思政；Matlab；教学改革；建设方案；具体措施

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）34-0130-03

1 引言

2021年7月习近平在党庆一百周年中提到党和人民对新时期青少年抱有重大期望，希望不要辜负时代赋予青少年的使命，要以早日实现中国梦为初心和使命，提高国人底气[1]。2021年11月党的十九届六次会议通过的决议中指出青少年的发展要与党的方向一致，延续党的坚强意志，弘扬党的红色血脉，跟党旗走，传承优良红色文化传统[2]。习近平总书记近几年在多次会议中指出了课程思政的重要性和必要性[3-4]，教育部于2020年5月印发了相关的指导纲要也指出了课程思政是培养新时代人才的重要任务[5]。习近平总书记的重要指示为高校的思政内容建设指出了明确的方向。当前基于思政内容的课程建设已在多个学科中有所体现，其中理工科作为国家技术进步和发展的重要学科，课程思政建设刻不容缓。目前理工科专业中的计算机类、自动化类和通信类等专业课程已成功实现课程思政的建设[6-10]。Matlab作为电子信息类专业中的一门核心专业基础课程，开展课程思政具有一定的必要性和价值性。

2 Matlab课程介绍

Matlab是电子信息类专业开设的一门专业基础课，是后续专业核心课程如数字信号处理、音频处理技术和数字图像处理等课程的实验环节中不可或缺的实践课程和分析工具，在若干学科专业培养方案上具有不可或缺的地位。本课程的学习不仅可以让学生掌握Matlab应用的基本理论和应用操作，也可以培养学生的实践能力和创新能力，提高学生工程应用能力，为学生今后从事工程设计和科学研究提供理论和应用基础保障。课程具有理论性深、实践性强和扩展性丰富等特点。

1） 理論性深，要求同学们具有良好的数学理论基础。Matlab是以高等数学、矩阵理论等课程为基础的一门数学软件，因此里面包含众多基础数学函数，虽然教学过程中不涉及公式推导，但若在相关领域进行数学建模则要求学生对函数具有较深的了解。

2） 实践性强，要求学生将理论与实践相结合。Matlab是一门将理论与实践相结合的系统课程，注重实践性的运用。在教学过程中，强调所学的内容与解决专业课程问题相呼应，强调对同学实践工程能力的培养。

3） 扩展性丰富，Matlab可拓展应用于多个学科。Matlab不仅只针对电子信息类专业课程，同时在财务、金融、计算生物学等众多领域应用也很广泛[11-12]。Matlab课程可针对自己所学学科，设计解决面向该学科问题的专用算法。该课程应用的扩展性非常强，同时具有丰富的工具箱和库函数供其使用。

3 Matlab课程思政点

Matlab是电子信息类专业的一门重要专业基础课，通过课程思政的结合，可以充分发挥课堂教学的优势，培养学生工匠精神和爱国情怀，激发学生建设科技强国的初心和使命，为国家培养以实现“强国梦、中国梦”为己任的高素质应用型人才，为社会培养价值与能力共存的高水平应用型人才。该课程的教学过程中蕴含了丰富的思政元素。

1） 职业精神、素养精神。Matlab基础知识学习中要求同学们掌握的内容较多，因此需要同学们日积月累地不断学习，其中蕴含着“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海”的道理。让同学尝试去编程解决一些专业问题，通过在调试过程中经历不断地查找错误、修正错误和总结反思的过程，让同学们体会到养成良好的编程和调试习惯的重要性。通过培养良好的职业精神、素养精神，让学生拥有良好的职业精神、职业道德、职业行为规范、沟通技巧等面向社会需求的职业能力。

2） 爱国精神、担当精神。敬爱的周恩来总理曾经说过“为中华崛起而读书”，通过列举一些行业短板、制裁事件、知名企业等，让学生更加深入地了解当前我国软件行业现状，投身建设社会主义强国，为努力实现中国梦而不懈努力学习。Matlab作为工科专业应用分析能力非常强的一款软件，受到了许多科研院所和高校的青睐。然而2020年我国却受到了美国商务部的非法禁用制裁，如：“Matlab禁用事件”，激发同学们爱国情怀、家国情怀[13]。

3） 榜样精神、工匠精神。与爱国精神和担当精神互补，通过对当前我国国产操作系统和软件的介绍，引入求伯君、王江民等领军人物事迹和华为、大疆等知名企业事迹，让同学们能自主地对国家政策和软件行业发展有肯定的认识，实现对“四个自信”的认同，自发的形成对领军人物事迹、知名企业文化的榜样精神、工匠精神的认同感，

4 课程思政建设目标

4.1 课程教学目标

充分发挥Matlab课程育人功能，立足学校办学特色，针对性地设计课堂教学内容，不断提升学生的专业水平和思想道德素养，加强学生在今后工作中服务国家、服务社会和服务人民的责任感，担当起民族复兴大任的新时代历史使命。通过本课程的学习，学生可以掌握科学思维方法，运用专业知识去解决工程应用问题的能力。在专业知识的传授过程中，帮助学生树立正确的价值观，培养学生具有创新思维的能力。通过在教学内容中嵌入思想政治教育，切实提高学生的专业学习紧迫感和责任感，充分激励学生学习的自主性，为国家培养具有社会主义核心价值观，以实现中国梦为己任的高素质、高水平人才。具体目标如下：

1） 知识目标。掌握Matlab基本语法的编写、开发环境和工具箱的使用以及在信号处理和自动控制等领域中的应用。其中基本语法包括变量赋值、矩阵初等运算、逻辑判断、基本绘图和程序设计等主要内容；开发环境和工具箱的使用主要包括与其他软件接口关系、文件管理系统和开发环境界面应用等内容；应用环节主要包括在信号处理、图像处理和自动控制等环节的实践应用等内容。

2） 能力目标。培养学生能够通过查找书本解决工程实践问题的应用能力；培养学生通过了解技术现状、行业动态，养成良好的自主学习能力；培养学生具有一定的团队合作和管理能力；培养学生对章节知识点进行全面归纳总结和沟通表达能力；培养学生将理论知识与工程实践相结合的实践创新能力。

3） 育人目标。培养以国内自主工业软件振兴崛起为己任的爱国情怀；培养学生向业界前辈无私为国奉献的敬业精神；培养学生用科学的世界观和方法论解决问题的思维能力；培养学生灵活解决问题的工程意识；培养学生在工作和生活中遵纪守法意识；培养学生在分组合作过程中的诚实友善品格；培养学生以实现中华民族伟大复兴为自己的责任和使命。

4.2 课程建设目标

构建课程思政的育人培养模式，让专业课程和思想理论课同向同行，形成协同效应。贯彻党的教育方针和办学方向，遵循教育为人民和国家建设服务、培养学生的社会主义核心价值观和爱国精神。充分发挥Matlab及其应用的课程育人功能，立足学校办学特色，针对性地设计课堂教学内容，不断提升学生的专业水平和思想道德素养，提高学生在今后工作中服务国家、服务人民的社会责任感，担起早日实现中国梦伟大目标的使命。

4.3 人才培养目标

加深对Matlab及其应用教学内容的理解，促进学生独立思考，培养学生根据本课程的学习解决后续专业核心课程相关实际问题的能力。使学生树立正确的社会主义核心价值观，开阔学习思路，激发学生为中华崛起和实现中国梦而学习。

5 Matlab课程思政实践案例介绍

本课程为专业培养计划中开设的专业必修基础课程，培养模式主要分为理论讲解和实践操作两部分。通过本课程的学习，使学生掌握Matlab操作环境的熟悉、矩阵分析与处理基本运算、数值和符号求解、二维和三维图形的绘制、Matlab语言的程序设计、工具箱使用和工程上实践应用等内容。思政课程内容隐性嵌入部分课程教学之中，具体安排如表1所示。

以第一章操作环境熟悉为例，课程思政课堂教学过程为在Matlab及其应用课程中部分章节贯穿课程思政教学活动过程，为开展思政教学提供了有力支撑。课程教学安排总体情况包括：课前准备、课上讲解和课后总结。具体课程安排如下：

1） 课前准备：上课前，教师需要根据自己课程的特色和培养方案的要求制定融合课程思政内容的教学大纲、教学课件。通过每个实验的重难点将教学资源進行模块化分解，在每次实验的讲解过程中隐性融入课程思政的相关内容，结合多种教学手段引导学生学习积极性。同时寻找与课程和思政相关的视频资源、图书资源、文献资源，推荐给学生提前预习本次实验相关内容。

2） 课上讲解：课上通过把对知识的传授与对学生道德品质的培养两者有机结合起来，使两者相互促进、协调发展。根据相关学科的特点，进行广泛的资料搜集，挖掘各类思政元素；主动了解学生学习思想意识形态，引导学生正确的三观思想认识；与时俱进，增强教学内容的趣味性；理论知识与实践教学互补，提高学生学习积极性。如表2所示，在介绍Matlab操作环境的过程中，通过穿插“Matlab禁用事件”的讲解激发学生为国产工业操作系统和软件的崛起而学习、为建设世界科技强国而学习、为中华民族的崛起而学习。

3） 课后总结：结合习近平总书记有关课程思政的重要文件和讲话精神，对实验课程进行课后总结。利用线上软件向学生发起趣味性讨论和活动交流，要求学生根据自身情况对课堂教学做出相应的评价，集思广益，通过课后的活动课提升学生对课堂知识的理解，同时也督促了学生树立正确的价值观，为中华民族的崛起而学习。

6 总结

作为电子信息类专业的基础课程，Matlab具有的理论性深、实践性强和扩展性丰富特点。本门课程中富含思政元素，具有开展课程思政的基础，思政点的嵌入主要是为了提高学生职业精神、爱国精神、担当精神、榜样精神和工匠精神。课程思政目标主要包括思政教学目标（知识目标、能力目标和育人目标）、课程建设目标和人才培养目标。思政元素嵌入部分章节内容，如Matlab操作环境作为课程的绪论和引导章节，开展课程思政具有重要的作用和意义，通过引入“Matlab禁用事件”等案例，引导学生爱国、担当、榜样和工匠精神，为中华崛起而读书、为社会主义建设而读书、为早日实现中国梦而读书。基于本课程思政内容的分析与改进，下一步将进行思政元素的分类与梳理，将思政点更加隐性地融入课程教学的部分章节中，不生搬硬套，实现课程思政教学过程的认同感，进一步提高教学质量。

参考文献：

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[4] 刘建军.思想政治理论课是落实立德树人根本任务的关键课程[J].社会主义核心价值观研究，2019，5（2）：5-9.

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[6] 李京宁.“计算机应用基础”课程实施课程思政的探索——以高端贯通培养项目为例[J].工业和信息化教育，2021（4）：30-33.

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[9] 孙佳佳，杜冰，张海君，等.通信原理课程思政建设的研究和探索[J].计算机教育，2021（1）：85-88.

[10] 蔡翠翠，王本有.“电路与电子技术”课程思政教学的改革与实践[J].计算机时代，2020（8）：125-127.

[11] 张水胜，魏蕴波，闫文达，等.基于MATLAB的金融风险评估[J].科技与创新，2021（10）：17-18.

[12] 章银平.基于MATLAB的BP神经网络企业财务模型优化分析[J].长春师范大学学报，2018，37（2）：49-55.

[13]哈工大等被禁用美国软件MATLAB，华春莹：任何打压都无法阻挡中国科技发展进步的步伐[J].船舶标准化与质量，2020（3）：69.

【通联编辑：王力】