新工科背景下地方应用型本科高校信号与系统课程思政实践与探索*

任永梅 贾雅琼 俞斌 李欣 刘婷婷

摘  要  从明确课程目标、调研学情、建设课程思政教学案例库、探索课程思政教学方法以及提高教师的课程思政教学水平等方面，探索在地方应用型本科高校开展信号与系统课程思政建设的研究与实践，从而实现专业课知识学习和思政教育的有机结合，进一步提高信号与系统课程的教学质量，增强教学效果。

关键词  地方应用型本科高校；新工科；课程思政；信号与系统；立德树人

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）17-0088-04

0  引言

在未来几十年，工程科技进步和创新将会成为推动人类社会发展的重要引擎。为迎接这一挑战和机遇，推动我国高等工程教育改革创新，教育部在2016年提出新工科理念。新工科的内涵[1]是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。可见，落实立德树人是教育的根本任务，具有正确的世界观、人生观和价值观是新时代高素质人才的必备要求和首要条件。在全国高校思想政治工作会议上，习近平总书记强调：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人。”[2-4]

目前，信号与系统课程思政建设尚处于起步阶段，还存在一些不足，例如：从讲授专业知识到讲授思政内容的过渡不够自然，仍然采用灌输式教学方法讲授思政内容；授课教师的课程思政意识还需要进一步加强，教师对专业课进行课程思政建设的重要性的认识程度还不够。本文针对地方应用型本科高校信号与系统课程的特点，探索课程思政建设的必要性和具体的实施策略，以期能够促进思政教育与专业知识教学相结合，牢牢把握立德树人的教育本质，培养学生的创新能力和社会责任感。

1  信号与系统课程思政建设的必要性

信号与系统课程以高等数学和电路分析基础等课程为先修课程，也是数字通信原理、数字信号处理等课程的基础课程[5]，还是一门考研初试或复试课程，在电子信息类学生的知识结构中占有重要地位。该课程的主要特点是公式推导多，逻辑性比较强，一些知识点的概念比较抽象难懂[6-7]。不管是采用传统的教学方法还是翻转课堂模式，教师都是以讲授专业知识为主，课程教学效果不理想。在日常教学中，有的学生会因学习内容难度大而感到枯燥乏味，缺乏学习动力；有的学生只停留在学会如何解题的层面，不会去思考“为什么要学习这门课”。

在新工科背景下，课程思政已经成为地方应用型本科高校进行课程建设的关键。将思政育人元素融入信号与系统课程中，全面落实立德树人根本任务，能够避免学生学习专业知识时感到枯燥，使学生在课堂上处于兴奋状态，促进学生认真学习专业知识和技能，从而进一步提高信号与系统课程的教学质量；可以发挥专业课的隐性教育功能，有利于培养学生的创新性思维，增强学生的专业信心；也有利于引导学生树立正确的“三观”，培养学生的家国情怀和社会责任感。

2  信号与系统课程思政建设实施策略

以新工科建设要求、课程思政建设要求为指导，结合地方应用型本科高校的特点，从“明确课程教学目标”“调研学情，提高教学针对性”“建设课程思政教学案例库”“课程思政教学方法探索与实践”“提高教师的课程思政教学水平”等方面进行研究与实践，对信号与系统课程的课程思政建设进行探索，最终建设一支擅于开展课程思政的“双师型”教学团队，培养心系社会并有时代担当的应用型通信工程科技人才。图1所示为具体的信号与系统课程思政建设实施策略。

2.1  明确课程教学目标

本门课程的教学目标主要包括课程思政育人目标、知识目标和能力目标。课程思政育人目标是培养学生甘于吃苦、勇于探索的品格，引导学生树立正确的价值观和爱国主义情怀，成为具有创新创业精神和社会责任感的应用型通信工程科技人才。知识目标主要是要求学生掌握信号分析的基本理论和傅里叶变换、拉普拉斯变换以及Z变换的基本理论。能力目标主要是培养学生能够利用所学的基本理论知识对线性时不变系统的性能进行分析的能力。在具体授课时，要基于以上三个目标明确课程教学目标。

2.2  调研学情，提高教学针对性

在课前要多和学生沟通交流，了解与分析学生的思想动态，了解他们关心的社会热点问题，有针对性地挖掘专业知识中潜在的思政元素，从而设计教学内容和方法，做到传授知识和价值引领相统一。同时，教师在平时的工作中要通过自身的言行举止向学生传递正能量，对学生进行正向激励，引导学生养成正确的学习态度和良好的学习习惯。

2.3  建设课程思政教学案例库

基于信号与系统课程的主要内容，课程团队从五个方面创建信号与系统课程思政教学案例。

1）介绍绪论时引入信号与系统发展史案例，例如：介绍傅里叶变换在通信系统中的应用时，引入5G通信技术的案例；介绍信号的调制与解调时，引入北斗卫星导航系统建立过程的案例。通过在课堂上探讨这些案例，激发学生的爱国情怀和学习动力，帮助学生树立使命感，鼓励学生要认真学习科学文化知识，一定要努力掌握核心的关键技术。没有核心的关键技术，就会出现“卡脖子事件”，只有掌握核心的关键技术，才会掌握主动权，才会让祖国更加强大。

2）本门课程凝聚了多位科学家的智慧与心血，因此，在教学过程中可以介绍傅里叶、奈奎斯、拉普拉斯、欧拉等科学家探索科学、追求真理的奋斗历程，并推送一些链接，供学生在课后进一步了解相关的详细信息；也可以有针对性地介绍我国科技工作者的奋斗历程。通过穿插讲述这些科学家和科技工作者的故事，引导学生树立远大目标，学习科学家的钻研精神，培养学生的奋斗精神、科学精神和工匠精神。

3）抽样定理是信号与系统课程中很重要的一个知识点，教师在教学时会选取一些语音信号进行抽样，从而加深学生对于抽样的理解。笔者选用红色歌曲作为待实验信号，表达对革命先烈的缅怀，教育学生珍惜来之不易的幸福生活，努力学习专业知识，增长本领。另外，通过对比不同的抽样间隔对抽样的影响，使学生明白抽样间隔不能太大也不能太小，教育学生要遵守各种标准规定。

4）在介绍MATLAB仿真的编程过程和信号流图时，引入规矩意识的案例，引导学生要遵纪守法，要有规矩意识，做讲原则、顾大局、守纪律的当代大学生。

5）在学完三大变换后，对于求解连续线性时不变系统的零状态响应的问题，可以分别利用求解常系数微分方程、傅里叶变换以及拉普拉斯变换等进行计算，适时教育学生遇到困难时不要退缩，而是要想办法克服困难，要有不言弃的精神，多转换思路分析问题，培养学生的创新思维和刻苦精神。

通过建立信号与系统课程思政教学案例，可以更好地实现信号与系统课程的育人功能，进而提高教学质量、增强教学效果，也有利于向本校其他专业课程推广。

2.4  课程思政教学方法探索与实践

课程思政不能生搬硬套，要做到润物无声地融入专业知识讲授过程中。课程团队从五个方面实践和探索了信号与系统课程思政教学方法。

1）为了实现思政育人元素和专业知识学习相结合，笔者在平时的教学过程中采用问题引导式教学方法和项目式教学方法，以提高学生对本门课程的学习兴趣，达成信号与系统课程的预期教学目标。

2）开展混合式教学，使用信息化教学工具助力课程思政，激发学生的学习动力和积极性。

在课前，教师利用雨课堂向学生推送预习任务单以及与知识点相关的文献和实践案例，让学生提前明确学习目标，主动思考，并利用QQ等工具和教师及时沟通探讨。

课上，教师通过雨课堂将授课PPT及时推送给学生，对课前收集的问题进行重点讲解；结合重点和难点知识给出课堂讨论的例题，组织学生进行分组讨论；每个小组对讨论结果进行展示，教师点评并打分，小组间也要互相评分。

课后，教师通过雨课堂推送拓展思考题，让学生以小组为单位查阅资料和相互讨论，及时进行线上答疑，与学生共同讨论；学生完成拓展任务后上传学习任务的实施情况资料和成果，教师及时进行线上点评。

该教学模式可以有效培养学生的自主学习能力、独立思考能力以及团结协作能力。教师在课后要多参与学生的活动，多与学生交流，从学生的实际经历出发开展课程思政，以更好地进行价值引领。

3）在实验环节也要适时融入思政元素。课程团队在实验项目中选择一些开放性项目，对学生进行分组，引导学生查阅相关文献，小组成员之间相互交流、团结合作，解决实验中的所有问题。最后进行小组答辩，各小组分享在完成实验项目过程中遇到的问题是如何解决的，并展示实验结果。通过这个完整的学习过程，能够培养学生分析问题和解决问题的能力，同时可以培养学生良好的口语表达能力、熟练的动手实践能力以及团结协作能力。

4）课程团队积极鼓励一些学有余力的学生参加挑战杯竞赛和全国大学生电子设计竞赛，使学生在解决实际问题的过程中能够把所学的理论知识系统化；通过不断克服竞赛中遇到的困难，锤炼学生的意志，培养学生的钻研精神、创新精神和团队协作精神。

5）邀请企业专家和校内外思政课教学名师进课堂，企业专家结合工程案例讲授专业知识的应用，使学生对课程的实用性有进一步的认识；名师进课堂可以为课堂教学增加新活力，推动课程创新性的提升。

采用灵活多样的教学形式实现专业知识与思政教育的有机结合，实现教书与育人目标的完美统一。

2.5  提高教师的课程思政教学水平

可以从四个方面提高教师的课程思政教学水平。

1）可以通过学习强国APP、《新闻联播》和《人民日报》等及时了解国家时事，学习国家的重大决策，从国情、民情方面寻找切入点，挖掘思政元素。

2）将课程思政与党支部党建活动相结合，在系统学习领会习近平新时代中国特色社会主义思想的同时开展集中研讨，实现常态化课程思政建设。

3）可以向优秀模范教师学习，与优秀教师、骨干教师和示范教师交流思政元素的融入、教学方法选择等难点与痛点，提升育人水平。

4）可以和在校生共同学习思政知识，从已毕业的学生那里了解他们的职业发展情况和工作中遇到的困难，将其作为思政教学部分的内容，实现师生共同成长。

3  建设成效

信号与系统课程思政建设，受益最大的是学生。一方面，学生的综合素质得到较大提升，2021年荣获全国大学生电子设计竞赛全国一等奖一项，湖南省一等奖一项、二等奖四项、三等奖四项；另一方面，学生的学习成绩也有明显提升，从如图2所示的最终成绩分布图可以看出，相对于2017级，2018级学生的考核成绩中优秀（90～99分）、良好（80～89分）、中等（70～79分）的比例增加，而及格（60～69分）、不及格（60分以下）的比例减少。

此外，教师的教学能力也得到提升。2022年，课程团队六门课程思政案例课在新华思政平台上线。2021年，课程团队新增湖南省教育厅科学研究青年项目一项、省级自然科学基金项目一项、省级一流课程两门、校级教改项目两项、校级课程思政示范课程三门。课程团队教师参加教学竞赛，一人获得校级课堂教学竞赛一等奖，一人获得校级课堂教学竞赛二等奖，一人获得校级课程思政教学竞赛二等奖。

4  结束语

本文详细分析论述了信号与系统课程思政建设的必要性和具体的实施策略，开展课程思政建设，有利于实现信号与系统课程的育人功能，增强学生对专业课学习的信心，培养学生的创新精神、钻研精神、家国情怀和社会责任感。

参考文献

[1] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 习近平在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报，2016-12-09（1）.

[3] 程海丽，张燕坤，葛燕锋，等.新工科背景下土木工程专业课程思政教学探索与实践：以土木工程材料课程为例[J].甘肃科技，2021，37（8）：71-72，138.

[4] 黄泽文.“新工科”课程思政的时代蕴涵与发展路径[J].西南大学学报（社会科学版），2021，47（3）：162-168.

[5] 张汝峰，项璟，张亚娟，等.《信号与系统》课程思政探讨[J].轻纺工业与技术，2020，49（5）：111-112.

[6] 曾秋芬.信号与系统课程的思政教学实践[J].集成电路应用，2020，37（7）：88-89.

[7] 郭燕，井娥林，孔令荣，等.应用型本科院校“信号与系统”课程思政教学的探索与实践[J].产业与科技论坛，2021，20（8）：185-186.

*项目来源：湖南工学院2021年教学改革研究项目“新工科背景下地方应用型本科高校通信工程专业的核心课程的‘课程思政建设——以《信号与系统》课程为例”（编号：HGJG-202117）；2016年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目“基于ZTE Vbox软件的TD-SCDMA移动网络配置设计”（序号：791）；湖南省普通高校教学改革研究项目“新工科背景下地方高校《信号与系统》在线开放课程的建设与实践”（序号：813）；湖南省线上一流课程“信号与系统”（序号：753）；2022年度湖南省普通高等学校教学改革研究项目“新工科背景下高校‘数学建模与仿真（通信系统）课程思政建设研究”（编号：HNJG-2022-1202）。

作者：任永梅，湖南工学院电气与信息工程学院，副教授，博士，研究方向为图像处理与模式识别、深度学习；贾雅琼、俞斌、李欣、刘婷婷，湖南工学院电气与信息工程学院（421002）。