“信号与系统”课程思政教学实践反思

刘艳琼，杨正

（福建师范大学光电与信息工程学院，福建福州 350117）

2018 年，十八届五中全会明确提出实施网络强国战略以及“互联网+”行动计划.网络强国建设是保障我国通信安全的重要战略举措，我国围绕网络强国建设进行了一系列部署. 2020 年，《“十四五”规划和2035 年远景目标建议》提出，“推动互联网、大数据、人工智能等同各产业深度融合”，再次强调网络强国、数字中国建设.我国5G 通用技术标准取得国际领先地位，同时以美国为首的发达资本主义国家企图用“芯片”扼住中国发展咽喉，技术创新关键在人才，为此通信强国的建设亟需大批理想信念坚定、专业素质过硬的通信人才.

《高等学校课程思政建设指导纲要》(教高〔2020〕3 号)提出“立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准”，高校是人才培养的高地，把立德树人放在首要位置也是高校内涵式发展路径的必然选择，也是新工科建设的应有之义.“信号与系统”是电子信息类专业基础课程，是通信人才培养的重要基石，是理论讲授、实践操作的综合性、前沿性课程，是植入思政元素、培养唯物辩证思维、养成科学精神的沃土，“充分发挥课程建设‘主战场’作用”[1]，形成课程思政与思政课程协同育人的有效机制.

1 建设目标与内容

学界对结合学科特点开展课程思政进行了广泛的探讨和研究.曹敦认为“思政教育的实施重在润物于无形，而作为教学活动的实施者——教师的言行决定了思政教育的成败”，即侧重发挥教育主体的育人功能[2]；赵琰等侧重专业课程思政内容的融合，“从科学精神、工匠精神、规矩意识和学科前沿技术等方面探索信号与系统专业课程中的‘课程思政’内容”[3].然而，当前工科课程思政建设还存在诸多问题，如课程思政目标与专业教学目标的融入问题，“无法精准实现专业教学与思政教育、德育融入无缝衔接”[4]；教学动力难以持续的问题，“课程思政建设面临理念、主体、资源和参与等方面的碎片化问题”[5]；课程思政教学方法单一问题，“较少考虑实践培训、道德修养指导和社会问题分析等，易导致学生的学习能力强而实践能力弱”[6].

因此，要解决目前存在的问题，必须达成立德树人与专业教育同向同行的目标，教育目标达成要以素质、道德、价值观全面协调发展为宗旨，为学生学习通信专业知识夯实人格、综合素质和精神基础.以课堂教学为主渠道，结合实践课程，充分利用数字新技术教学手段，凝练课程案例，“春风化雨式”有效融入爱国主义、集体主义、中国特色社会主义理论成果、法治教育、工程伦理、中华民族优秀传统文化等精神之“钙”，让专业课程的精神内涵丰实起来（如图1）.契合教学内容，加强融入点探究（见表1），以传统文化的丰富内涵增强文化自信，以自然辩证法为指导减少解决问题过程的曲折和反复，以工程伦理为补充促进职业伦理、职业道德的落实.

图1 “信号与系统”课程思政“双主线”内涵建设及载体

表1 “信号与系统”部分章节课程思政融入点示例

2 “信号与系统”课程思政教学案例

时事热点具有很高的关注度和参与度，结合时事热点和党的重要教育学习专题，强化价值引领.以线性时不变系统频率响应章节教学为例，时域上信号f(t)与冲激响应h(t)做“卷积”，可以得到零状态响应，即y(t)=f(t)·h(t) .通过傅立叶变换，可以得到系统函数的定义：，其中是响应y(t)的傅里叶变换，是激励f(t)的傅里叶变换.公式的讲解嵌入部分之和大于整体的辩证法内容，以被广泛关注的神舟十二号载人飞船发射圆满成功为例，任务的完成需要“空间站、天链中继卫星和地面站三者的共同参与”[7]， 让学生感受中国航天通信事业发展取得的巨大成绩，增强学生民族自豪感和自信心，同时培养团队协作精神.

再以线性时不变系统的复频域分析为例，线性时不变连续系统激励f(t)和响应y(t)所建立的微分方程可写为，对方程取拉普拉斯变换，并考虑零状态响应，根据时域微分定理，基本原理可以表达为：，

从而求出复频域上的零状态响应，再通过拉普拉斯逆变换，求出时域上的零状态响应.由此引导学生学会发散思维，从不同的维度解决问题，从而加深对知识的理解和应用.以生态文明建设为例，长期以来发展不可避免地要牺牲环境质量的认识和做法让社会发展付出沉重代价，当前“绿水青山就是金山银山”发展理念有效调和生态保护与经济发展的矛盾.通过案例让学生领会转变解决问题的“域”在社会生活中的重要意义，要学会转变思维方式，学以致用.

“专业知识与思政内容的有机融合是理工科专业课程进行课程思政建设的重点和难点”[8]，强调嵌入案例的系统性和相关性，课程导论概述我国通信事业面临的难题，增强学生忧患和使命意识，激发他们的学习动力，增强“科学无国界，科学家有祖国”的爱国情感.习近平总书记指出“爱国,是人世间最深层最持久的情感,是一个人立德之源、立功之本”[9].结合中国共产党成立100 周年的重大历史时机，以类比法嵌入党史和辩证内容.1921 年中国共产党成立为初始状态，中国共产党永葆初心，坚持党的建设，坚持武装斗争，坚持统一战线为输入条件，带领中国人民推翻“三座大山”，建立新中国是“零输入响应”，过程充满曲折和艰险，但共产党坚持“初心”和“使命”输入，取得成功具有必然性.课程思政案例植入，使“信号与系统”学习内涵更深厚，原理学习也更加深入浅出，同时“润物细无声”促进爱党、爱国情感在大学生心中开花结果，进而激发出为实现中华民族伟大复兴的中国梦而奋斗的决心和毅力.

此外，强化在“做中学”，以观察和测量RLC 串联电路的冲激响应和阶跃响应为例，探究电阻、电感、电容对响应状态的影响，学生需要极大的耐心、细致才能完成.不仅要鼓励学生认真做实验，总结规律，同时鼓励学生拔高实践技能，为创新夯实能力基础.内置“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”求索精神解析，鼓励学生以新时代模范和先进典型为榜样，持之以恒、艰苦奋斗做“输入”，为实现科技强国刻苦钻研.

3 “信号与系统”课程思政教学思考

“信号与系统”是通信技术的基础，具备理论前沿的新颖性特征，但是教学内容的“厚重感”让很多学生望而却步，没有啃“硬骨头”的决心和毅力.为此，“信号与系统”的教学要完成知识和技能目标，更要立德树人，培养全面发展的社会建设者和接班人，这需要凸显教师的教学主体作用，要挖掘契合课程特点的思政元素和内容.

3.1 守好一段渠，教师育人主体作用发挥

课程思政教学从教学性质看兼具专业性、综合性；从教学内容看兼具专业内容、方法论、世界观、人生观、价值观内容；从教学实施看应是专业教育的显性与价值引导的隐性相结合.为此，教学主体——教师要发挥其在课程思政建设中的引领作用.教师不仅应该具备扎实的专业背景知识，更应该注重自身在唯物世界观、科学方法论和科学精神等方面的修养和造诣，坚持教学改革，教学内容贴近学生的需求和特性，锻炼授课技巧.学高为师，身正为范，教师应以身作则做社会主义制度的拥护者和建设者，做科学方法论的指导者和践行者，做科学精神的传播者，在课堂中落实立德树人根本任务，激发学生克难攻坚，夯实专业基础的决心.

3.2 思政内容选编，厚植教学内涵

“物联网+”构建万物互联的世界，智能终端犹如神经末梢敏感地、无延迟地接收和发送信息.作为电子信息类人才培养的基础课程，“信号与系统”课程思政建设需要结合专业特色、学生在数字信息技术环境成长的特点，丰富课程思政内涵.利用5G 专利纷争、芯片断供等案例，激发学生刻苦学习，增强本领.选编通信领域杰出科学家、工程师先进事迹和典型精神作为正能量“信号输入”，传承和发扬为国争光、艰苦奋斗、勇攀高峰、不惧困难的精神品质.结合网络时代数据安全和个人信息保护的重要议题，教会学生增强风险预判能力，同时面向社会需求，面向国家重大战略需求学习好专业知识和技能，紧抓机遇进行研究和创新.

3.3 内植辩证思维，升华课程精神

“信号与系统”课程思政遵循“具体与抽象”两条主线原则，升华课程内涵.数学、物理和工程的知识和技能的教授，为本课程实施之“理”和“术”；课堂讲授趣味性与生动性相结合，挖掘信号、系统、时域、卷积等蕴涵的现象与本质、内因与外因、普遍与特殊等原理，实施启发式教育，让学生不仅“知其然”并“知其所以然”，引领学生自觉应用科学方法论探究世界本质解决问题，为课程实施的“价值”；从整体视角辩证看待“系统”，嵌入人与世界、人与社会、人与自然的辩证关系内容，内置实事求是、科学探索、社会可持续发展的精神，为通信人才确立远大的奋斗目标，树立自律自省、自觉能动、终身学习的品质奠定精神基础.

3.4 知行合一，促课程思政走实走深

促进课程思政建设效果走实走深要树立在“做中学”“学中做”的理念，以“信号与系统”实验教学部分为载体，嵌入思政元素，培养学生理论与实践相结合能力.在实验中以探索科学规律为目标，嵌入量变和质变的联系和差异，让学生在实践中实现质的飞跃；发扬“实践是检验真理标准”的科学精神和品质，在验证性实验过程中重视求实探索；此外，以指导学生参与电子设计竞赛等学科竞赛为抓手，内置团队精神和竞争意识，深化团队协作、集体荣誉感，深化家国情怀和使命担当.

4 结语

“教书育人，重在为国育人，为党育才”[10],课程是教书育人的重要载体.基于“信号与系统”课程思政建设，应坚持系统性原则，需要教学主体理念转变、教学内容系统改革、教学手段综合应用等系统性的改革；应坚持主体性原则，以立德树人为根本目标，以课堂教学牵引意识和精神的自觉性和能动性为旨归；应坚持整体性原则，与专业教学相匹配，内置爱国主义精神、使命意识、科学精神和辩证思维等内容，形成具有内在逻辑、具有持续动力的整体育人方案；应坚持全面发展原则，培养立场坚定、具有爱国、爱党和拥护社会主义制度自觉意识、且专业知识和技能扎实的通信人才.