职业本科院校电子信息工程技术专业数字信号处理课程思政建设研究

作者: 汤宫民 刘杰 潘白雪 时元振 刘丽敏

[摘           要]  数字信号处理作为电子信息工程技术专业的核心课程,需要顺应课程思政建设要求,加强专业知识教学和思政教学的有机结合。基于此,从实际情况出发,首先阐述了职业本科院校电子信息工程技术专业数字信号处理课程思政的待改进之处,进而明确了职业本科院校电子信息工程技术专业数字信号处理课程思政的建设思路,最后针对性地提出了职业本科院校电子信息工程技术专业数字信号处理课程思政建设的实践设计。

[关    键   词]  职业本科;电子信息工程技术专业;数字信号处理;课程思政

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                   [文章编号]  2096-0603(2024)30-0133-04

课程思政是一种以德育为目标、以专业课程为载体、以落实立德树人根本任务为出发点的教学模式,旨在改变思政课“孤军奋战”局面、发挥专业课德育功能,实现职业本科院校从单一思政教育向立体的“大思政”格局模式的转变。职业本科院校电子信息工程技术专业数字信号处理课程教学过程中,需要深度挖掘课程中的专业元素,实现思政教育与专业教学的有机结合,这不仅有利于促进课程思政的全面化建设,而且有利于提高专业课成效,为学生的综合素质全面提升夯实基础。

一、职业本科院校电子信息工程技术专业数字信号处理课程思政待改进之处

(一)课程思政片面化

电子信息工程技术专业数字信号处理课程作为一门专业课程,响应国家号召、满足国家要求进行课程思政建设是数字信号处理的应然之举。但是在课程思政建设过程中,仍存在思政教育形式化融入、课程思政功利化建设等问题,只是为了满足学校基本思政要求而进行的一种片面化建设。课程思政要求专业课教师能够挖掘课程中的思政元素,在潜移默化中实现思政教育,本质上是一种隐性的思政教育[1]。但从实际教学角度来看,课程思政建设虽具有浓厚的“思政味”,但只是“为了思政而思政”,不仅影响了数字信号处理专业知识的连贯性讲授,而且因为说教式的显性思政教育使学生产生抵触心理,逐步偏离了课程思政建设初心。

(二)课程思政认知度不足

数字信号处理课程思政建设过程中,存在对课程思政认识偏差的现象。一方面表现为教师对课程思政的片面理解,认为课程思政建设就是在专业课中进行思政知识的讲解。具体表现为在教学过程中脱离专业课背景,机械、僵硬地向学生灌输“大道理”,教学不接地气,导致课程思政建设“假大空”,学生不爱听,显著降低了课程思政建设成效。另一方面表现为对课程思政的固定渗透,脱离学生实际进行课程思政。具体表现为教师喜欢提高课程思政“高度”,从哲学角度讲思政,而且喜欢讲解他人的思政故事,与学生实际生活相背离,课程思政建设与学生脱轨,思政内容不真实、不亲切,与专业课内容对接度不高,只是一种照本宣科的思政讲解。

(三)课程思政局限性较强

课程思政建设的重点,在于实现专业课与思政课的有效融合,能够在教学环节中潜移默化地融入思政元素,使学生在学习专业知识的过程中潜移默化地学习思政知识。这也要求教师将课程思政建设贯穿到教学实践的全过程中,而不是局限在某堂课或某个项目中。但是从实际情况来看,许多教师没有认识到课程思政建设的全面性要求,课程思政局限性较强。具体表现为“每节课必思政”“到点就思政”,导致课程思政建设过于局限、思政效能发挥不明显。课程思政建设虽然要求专业课教学融入思政元素,但仍需要以传授专业知识为主要教学目标,思政教育只是一种思政元素的渗透,不需要时便不进行思政教育。比如,在数字信号处理中的公式教学具有显著的专业性特征,教师只需要注重公式的推导证明,而不需要进行课程思政[2]。课程思政内容同质化、形式表面化的问题,会进一步导致学生课程思政获得感削弱,不利于学生思政成长。

二、职业本科院校电子信息工程技术专业数字信号处理课程思政的建设思路

(一)明确课程思政目标及定位

课程思政要求能够在专业课教学中渗透思政元素,加强思政宣讲。因此,数字信号处理课程思政的建设并非对思政教育内容的简单加入,而是需要实现专业课教学与思政教学的有机结合,将二者形成一个整体,能够在潜移默化中加强思政教育。因此,数字信号处理课程思政的建设需要突出专业特色,实现专业知识传授与思政教育的并举推进,将数字信号处理专业知识作为思政教育的主要载体,深化课程思政成效。此过程中,需要将培养学生思政意识、提高学生专业能力、深化学生思政素养作为主要教学目标。数字信号处理的学习目标需要围绕知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三维目标制订,明确课程思政目标定位[3]。在教学目标的统领下,修改教学计划与教学方案,实现数字信号处理课程思政与专业知识教学全过程的融合与渗透。

(二)突出课程思政特色和亮点

数字信号处理课程思政建设需要减少思政同质化问题,突出专业特点,发挥数字信号处理专业特色。数字信号处理这门课程作为电子信息工程技术专业的核心课程,不仅需要进行大量的理论教学,还需要开展多样的实践教学,具有显著的工程性、综合性、实践性特点。因此,在课程思政建设过程中,需要发挥专业特色,充分利用这些专业特点设计出与学生实际情况相对接的思政教学活动。例如,注重课程思政的实效性,将课程思政建设与数字信号处理专业知识有机结合,围绕学生实际需求和发展规律,将当前社会时事以及具体的新闻事件作为课程思政建设的主要内容,从国家战略高度出发帮助学生认识到数字信号处理课程学习的重要性。再比如,突出课程思政的创新性,脱离一般的思政教学范式,将数字信号处理的最新理论与技术实践转化为教学资源,将专业最新成果作为课程思政建设的主要内容,突出课程特点与亮点[4]。

(三)注重课程思政方式与方法

数字信号处理课程思政建设的重点在于提高学生的思政参与度与兴趣度,能够根据学生实际情况选择合适的教学方法,避免单一教学,使学生产生抵触心理,提高课程思政育人成效。例如,教师可以在数字信号处理课程思政建设过程中,尝试采用项目式教学、情境教学、案例教学等多元化教学方法,用不同的方式呈现思政内容,加强学生的课程参与度。案例教学法的应用,可以让学生感受国家重大工程建设中数字信号处理课程知识内容所发挥的作用,体现专业课知识学习对国家建设的重要性;情境教学可以加强学生的学习体验,利用问题设计和任务驱动的方式,引导学生认识数字信号处理课程的基本原理和方法,通过分析具体事例培养学生的科学精神和逻辑思维。

(四)完善课程思政评价指标体系

数字信号处理课程思政建设需要充分发挥评价的“指挥棒”作用,加强评价导向。在课程目标设计方面,不仅需要有专业知识和理论知识考查方面的内容,也需要涵盖学生的价值观建设和思政元素获取情况等方面的指标,完善课程思政评价指标体系。一方面,确保课程思政指标的全面性设计,包括专业知识获取程度、思政教学完善度、学生创新能力和思政意识的培养等方面,并依据指标设计相关的评价方法;另一方面,加强思政成效,从专业技能和思想认知两方面打造评价体系,加强评价反馈的同时,为后续的课程思政建设提供评价标准,实现教学的针对性改进与优化。

三、职业本科院校电子信息工程技术专业数字信号处理课程思政建设的实践设计

(一)确定数字信号处理课程思政育人目标

数字信号处理课程思政建设可以说是提高职业本科院校人才培养质量的关键举措,也是促进人才培养效果提升的重要实践,为数字信号处理专业课高质量发展提供了方向指引。从思政角度和专业角度来说,电子信息工程技术专业的人才培养目标可综合概括为“培养出能够满足电子工业和经济发展、具有良好人文素养和科学素养、具有现代电子设计、通信技术和信息与信号处理能力的应用型工程技术人才”。从这一专业人才培养要求来看,数字信号处理课程的育人目标需要从专业角度和思政角度两方面进行设计,重点在于贴近学生实际情况,加强时代背景的融入,培养学生的人文社会素养与科学素养、社会责任感与职业道德感、敬业精神,进而培养能够处理复杂信号工程问题的专业人才。结合上述目标,可将课程思政育人目标转化为以下三部分:其一,专业知识目标。具备Z变换、离散傅里叶变换DFT以及数字滤波器设计等数字信号处理专业知识,并能够用专业知识解决具体的问题。紧跟技术前沿动态发展,思考技术发展与社会变迁之间的联系,加强学生知识的运用和能力。其二,价值观建设目标。能够掌握充分的知识运用方法与具体的知识内容,并在具体的问题解决中形成知识应用能力,能够立足国家发展和社会需求贡献自己的力量,形成正确的价值观念[5]。其三,道德品质目标。能够正确看待专业技术发展中存在的重大问题,具有正确的是非观与良好的综合知识运用能力,进而形成坚持不懈、精益求精的精神品质。

(二)展望科技前沿,增强学生的民族责任感

数字信号处理技术是一门基础类技术,在各行各业中都有体现。随着技术的不断发展与完善,数字信号处理的技术手段与技术理论得到了不断丰富,目前已广泛应用在人工智能、生物医学、航空航天等各大工程领域中,有效推动了“科技强国”建设。在教学过程中,教师需要注重挖掘数字信号处理课程中的思政元素,展望科技前沿,融入我国关于数字信息处理方面取得的重大科技成果,并在讲解技术发展的历史进程中全面展示这些技术研究。例如,在实际教学过程中,教师可以引入华为5G技术和北斗三号全球卫星导航系统等重大成就,在具体的技术讲解与成果展示中,帮助学生形成价值观认同。

此过程中,教师可以对华为5G技术在生活中、社会中引发的改变进行讲解。如现代智慧城市建设、智能化生产以及智慧校园对5G技术的应用,这充分展示了我国科学技术发展已处于世界前沿。北斗三号全球卫星导航系统的技术手段和器件均为国产,说明我国已经一定程度上摆脱了对发达国家的技术依赖,与5G技术的使用能够一同构建信息服务基础设施。而上述技术的实施与数字信息处理技术的发展密不可分,通过引入科技前沿成果帮助学生形成专业认同,增强学生的民族责任感。结合数字信号处理课程建设以及课程思政定位引发学生的深度思考,增强学生为国家技术发展贡献自身力量的责任心。对最新科技前沿成果的引入与讲解,一方面能够帮助学生认识数字信息处理技术最新理论成果,加强知识积累,另一方面能激发学生的求知欲,使其以更积极的态度面对日后的学习生活,为我国的社会主义现代化建设贡献自己的力量,培养勇于担当、为国尽责精神。

(三)讲述科学研究故事,培养学生的科学精神

连续时间信号向离散时间序列的转换是数字信息处理课程教学的重要知识点,而上述两个知识点需要围绕采样定理进行教学。只有在采样定理的应用下,才能保障采样过程信息的有效传递与重构。因此,在教学过程中可以为学生讲述有关采样定理科学家的故事:提出这一定理的科学家是奈奎斯特,他通过对影响电报传输速度因素的研究发现了“采样频率必须大于信号最高频谱频率的两倍”这一基本定理。傅里叶在这一定理的基础上发现了傅里叶级数,但是在论文发表时却遭到了当时顶尖的数学家的拒绝。傅里叶没有因为遭受到权威人士的拒绝而灰心丧气,反而更加投入理论分析研究中。在他的不懈奋斗和努力下,傅里叶级数成为各项领域的理论基础内容[6]。

“灯塔计划”是开发北斗系统的项目计划,项目成立之初受多方因素限制,项目一度难以进行,甚至被迫终止。但是以陈芳允院士为代表的专家团队却没有放弃,经过一代又一代北斗人的努力,攻克了多项关键技术,突破了国外技术封锁,让我国的北斗卫星导航系统得以在太空遨游。在明确的教学目标引导下,结合数字信号处理课程特点,确定了以思政教育为主线的教学方法,以科学研究故事为载体渗透思政元素,加强课程思政的隐性渗透,避免了说教式、灌输式思政教学,做到了课程思政建设的“画龙点睛”。