“数字信号处理”课程思政的教学改革与实践.pdf

第 22 卷 第 3 期Vol.22No.32023 年 6 月Jun.2023广 东 轻 工 职 业 技 术 学 院 学 报JOURNALOFGUANGDONGINDUSTRYPOLYTECHNIC“数字信号处理”课程思政的教学改革与实践*吴艳云，吴 霆*（仲恺农业工程学院，广东 广州 510225）摘 要：针对“数字信号处理”理论抽象、公式繁多、难以理解的特点，剖析了“数字信号处理”难以进行课程思政的原因。从目标与定位、特色与亮点、方法与手段等方面提出了课程思政融入到“数字信号处理”课程的改革思路。从爱国主义、创新能力、价值观、科学素养等方面探索了将课程思政引入到“数字信号处理”的教学实践。为提高该课程教学质量和效果，实现“一门课、两种教育”的目标提供了思路。关键词：课程思政；数字信号处理；课程改革中图分类号：G641 文献标识码：A 文章编号：1672-1950（2023）03-0064-04收稿日期：2023-05-10*基金项目：广东省高等教育教学研究和改革项目资助课题“一流专业背景下数字信号处理课程思政的生成路径探索与实践”。作者简介：吴艳云（1982），女，副研究员，在读博士，研究方向：高等教育管理。*通信作者：吴霆（1985），男，副教授，博士，研究方向：计算机、电子类教学研究。课程思政是高校落实立德树人根本任务的关键路径，是帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观的重要保障1。教育部发布的 新时代学校思想政治理论课改革创新实施方案指出“要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持立德树人根本任务，以提高育人效果为核心，要突出专业特色，把专业知识与思想政治教育有机结合，把专业课程作为思想政治教育的重要阵地和载体”2。因此，课程思政已经成为课程改革重要方向之一，也是教师必须掌握的教学技能之一。“数字信号处理”是电子信息专业的核心课程之一，它涉及到信号的采样、变换、滤波、编码、压缩、传输等基本理论和方法，为电子信息技术的发展和应用提供了重要的支撑。然而，作为电子信息专业的重要课程，当前该课程的培养目标和教学大纲中涉及课程思政的内容甚少，另外如何在课程中开展课程思政也存在较多困难。因此，研究如何将课程思政融入“数字信号处理”课程中，有利于提高教学质量和效果，形成“一门课、两种教育”的格局3。这既符合新时代课程改革实施方案的要求，也符合高校立德树人的培养目标，具有重要的研究意义。1“数字信号处理”课程思政存在问题及原因分析1.1 存在问题目前高校中“数字信号处理”课程实施课程思政的案例不多，效果不好，存在的问题如下：教师们的课程思政意识不够强。一些教师认为“数字信号处理”是一门纯技术性的课程，与思想政治教育无关或关系不大，缺乏将课程思政作为教学改革和提高教学质量的重要途径的认识。课程思政内容不够丰富。一些教师在教学中只是简单地插入一些与专业相关的国家政策、行业动态、科技成果等信息，没有深入挖掘“数字信号处理”与社会主义建设、民族复兴、人类文明等方面的内在联系，没有结合时代背景和国家战略，没有体现“数字信号处理”对于国家安全65第 3 期吴艳云，等：“数字信号处理”课程思政的教学改革与实践和社会发展的重要意义。课程思政方法不够灵活。一些教师在教学中采用传统的讲授式或案例式的方式，没有充分利用“数字信号处理”本身具有的实验性、创新性、应用性等特点，没有设计富有思想性和启发性的实验项目、创新设计、工程实践等环节，没有激发学生的主动参与和探索精神，课程思政的引入较为生硬，效果较差。学生接受课程思政程度低。由于教师在“数字信号处理”课程思政方面存在的问题，导致部分学生对课程思政不是很感兴趣，思想不够活跃，缺乏主动学习和思考的意识，难以达到课程思政的预期效果。尤其是难以深入理解课程思政和知识点之间的内在逻辑关系，也难以进行有说服力的思政论证。1.2 原因分析分析上述问题，从教师的角度看，该技术领域的专任教师一般为电子信息相关专业的具有博士学位的老师4。虽然学术能力较强，但是对思想政治教育的重视、课程思政内容的引入、课程思政元素的挖掘等方面不一定擅长。从学生的角度看，学生对课程思政的认知不够深刻。一些学生认为课程思政是一种形式主义或应付之举，与专业知识无关或影响专业知识的学习，缺乏对课程思政的重视和积极性。另外一些学生只是片面地理解课程思政的内容或价值观念，没有从多个角度和层面去理解和掌握“数字信号处理”与社会主义核心价值观、国家发展、民族振兴、人类文明等方面的联系和意义。从“数字信号处理”的评价体系来看，当前的教学评价指标不够科学。在制定“数字信号处理”教学评价指标时，没有充分考虑课程思政的目标和要求，导致教学评价失去了课程思政的内涵和特色。另外在课程考核时，只是采用传统的考试等方式，导致教学评价缺乏课程思政的有效性和针对性。2“数字信号处理”课程思政的改革思路为了使课程思政能够有效地融入到“数字信号处理”的教学中，需要从课程目标、教学内容、教学方法等多角度考虑进行教学改革，在培养计划、教学大纲中完善课程思政融入到“数字信号处理”的顶层设计。2.1 明确课程思政的目标和定位课程思政不是简单地在“数字信号处理”专业课程中加入一些思想政治教育的内容，而是要把专业知识与思想政治教育有机结合起来，形成一个整体。要突出专业特色，将传授专业知识和技能与融入思想政治教育内容相结合，将专业课程作为思想政治教育的重要阵地和载体。将培养学生的价值观和专业能力作为教学目标的重要内容和手段，将提高育人效果作为教学目标的核心指标。“数字信号处理”的学习目标不仅要包括知识与能力、过程与方法，还要包含情感态度与价值观。因此在明确课程思政的目标和定位下，可修改相关的人才培养计划和教学大纲，将课程思政融入到学生的培养目标和课程的学习目标中。2.2 突出课程思政的特色和亮点课程思政要避免千篇一律和生搬硬套。“数字信号处理”作为电子信息专业的核心课程，具有很强的实验性、创新性、应用性等特点，因此，在融入课程思政时，要充分利用这些特点，设计一些具有特色和亮点的教学内容和活动。例如注重实效性，将课程思政与学生的实际需求和发展规律相结合，将课程思政与社会的实际问题和发展趋势相结合，将课程思政与国家的实际情况和发展战略相结合。例如注重创新性，将课程思政与“数字信号处理”的最新理论和技术相结合，将课程思政与“数字信号处理”的最新应用和成果相结合，将课程思政与“数字信号处理”的最新发展和趋势相结合。2.3 注重课程思政的方法和手段课程思政要根据不同的教学内容和教学环节，选择合适的教学方法和手段，避免单一化和机械化。可以采用多种教学方法和手段，以提高教学效果和育人效果。例如可尝试采用在案例教学法、情景教学法等不同教学方法中融入课程思政的方案。在案例教学法中，可以选择一些与国家重大工程和科技创新相关的案例，体现“数字信号处理”对于国家发展和民族振兴的重要作用。在情景教学法中，可以设置一些与“数字信号处理”相关的情景或问题，引导学生运用“数字信号处理”的基本理论和方法，分析案例中涉及到的“数字信号处理”技术原理、特点、优势等，体现科学思维和方法的重要性和价值，培养学生66第 22 卷广 东 轻 工 职 业 技 术 学 院 学 报的科学素养和精神。2.4 完善课程思政效果评价的指标体系优化“数字信号处理”的评价导向，在课程目标的达成评价方面不仅要有专业知识和理论的内容，也要包含思政元素和价值观。将专业知识和技能、思想品德和价值观念、创新能力和实践能力等方面作为评价的主要指标，并分别制定相应的评价方法和标准。从思想认知、专业技能、创新精神、社会责任等多方面构建完备的“数字信号处理”评价指标体系。同时及时反馈课程思政效果评价的结果和建议，帮助教师进行教学改进和提高。3“数字信号处理”课程思政的教学实践3.1 引入路径探索为了有机地融入思想政治教育内容，培养学生的价值观和专业能力，实现立德树人的根本任务，针对“数字信号处理”课程，可以从以下角度进行引入：首先“数字信号处理”可应用于国防、航天、通信、医疗等国家重大工程和科技创新中，因此可从增强爱国主义情感和民族自豪感方面进行引入。其次“数字信号处理”涉及基本理论和方法的理解和掌握，可从提高创新能力和实践能力、科学地发现自然的规律的角度进行引入。再次“数字信号处理”涉及该领域的一些科学家、研究者的介绍，可从科学家的道德情操、价值取向、人格修养等方面引入，帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观。另外“数字信号处理”是一门理论性和实践性都很强的课程，它不仅需要学生掌握数学、物理、电路等基础知识，还需要学生具备编程、设计、测试等技能。可从学生的团队协作、沟通表达、批判思维、问题解决等能力方面进行引入。3.2 在核心概念中引入课程思政“数字信号处理”包括对数字信号进行采样、变换、滤波、编码、压缩、传输等操作的过程5。其中包含较多的核心概念，比如模拟信号、数字信号、线性时不变系统、采样定理、傅里叶变换、Z 变换、数字滤波等。对于这些核心概念，我们可以从以下几个方面来设置思政要素的路径：从科学角度，介绍这些核心概念的科学内涵和逻辑推导，体现科学思维和方法的重要性和价值，培养学生的科学素养和精神。从历史角度，介绍这些核心概念的发展历史和中国在其中的贡献，体现中国在“数字信号处理”领域的创新能力和国际地位，培养学生的民族自豪感和自信心。从现实角度，介绍这些知识理论在国家重大工程和科技创新中的应用和成果，体现“数字信号处理”对于国家发展和民族振兴的重要作用，培养学生的爱国主义情感和奋斗精神。从未来角度，介绍这些核心概念在社会生活和人文关怀中的应用和影响，体现“数字信号处理”对于社会进步和人类文明的重要意义，培养学生的社会责任感和人文情怀。3.3 在科学家精神中引入课程思政科学家们的生平事迹往往和科学精神、严谨态度和爱国主义情怀等有关联，因此可以在介绍科学家生平的过程中进行课程思政。比如李衍达院士6是我国在数字信号领域有着重大贡献的科学家，他用了整整十年的时间致力于运用信号处理新方法开展油气勘探工作，即用信号处理的办法寻找 30 千米底下的油气泡。李衍达坚定信念，克服一切困难，带领团队打破常规，开拓了一条使用信号处理来进行油气勘探的新道路，该新方法在胜利油田上成功打出了三口新的高产井。李衍达院士的勤奋态度、创新精神可以与课程思政联系起来。比如中国工程院院士彭启琮7，他是我国知名的“数字信号处理”领域的权威专家，被教育部授予“首届国家级教学名师奖”，教育部、人事部授予“全国模范教师”，国务院授予“享受政府特殊津贴专家”等。他的勤奋好学、敬岗乐业、传道授业解惑的事迹均可以与社会主义核心价值观进行关联。3.4 在理论讲解中引入课程思政“数字信号处理”中有很多理论公式的推导，这些公式都反映了信号的一些性质或规律，可以和课程思政联系起来。例如关于信号的能量和功率的公式。信号的能量和功率是衡量信号强度的两个重要指标，它们分别表示了信号在一段时间内所传递的能量和单位时间内所传递的能量。能量是信号在一段时间内所传递的能量，功率是信号在单位时间内所传递的能量，因此，功率可以看作是能量的时间平均值，而能量可以看作是功率的时间积分。假设信号为 f(t)，信号的能量和功率的公式8分别为：67第 3 期吴艳云，等：“数字信号处理”课程思政的教学改革与实践 （1）（2）信号的能量和功率可以和人生的事业、发展联系到一块。信号的能量可以启发我们对自己的事业产生强烈的热情和动力，不因困难和挫折而气馁。信号的功率可以启发我们注重提高人生的效率，对自己的事业要有着持之以恒的努力和付出，积极地学习和工作，努力提高自己的能力和素质，不因平淡和琐碎的工作而懈怠。另外信号的能量和功率可以启发我们要有事业的传递，即对自己的事业有着积极主动的分享和影响，事业的传递是人生的价值，它可以使我们在社会中不自私，不冷漠，不狭隘，而是主动地与他人沟通和交流，分享自己的经验和成果，影响他人的态度和行为，为社会的进步和发展做出贡献。4 结语本文针对“数字信号处理”课程中难以融入课程思政的问题，通过分析课程思政在“数字信号处理”中的实施现状和存在的问题，探索了课程思政在“数字信号处理”中的融入点和教学思路，并从概念介绍、科学家精神和理论讲解三个角度探索了如何在“数字信号处理”中引入课程思政。本文将专业知识与思想政治教育有机结合，有利于在培养学生知识素养的同时，落实立德树人的教育目标。参考文献：1 唐建兵.“思政课程”与“课程思政”同向同行的价值意蕴和实践路径 J.淮北师范大学学报（哲学社会科学版），2021，42（06）:102-106+112.2 孟宪生.新时代高校思想政治理论课高质量发展的重要部署-新时代学校思想政治理论课改革创新实施方案解读 J.思想理论教育，2021（06）:12-18.3 葛晨光，朱清慧，张水潮.高校课程思政与思政课程协同育人的基本要求及实现路径 J.学校党建与思想教育，2023，697（10）:25-28.4 曾孝平，颜芳，曾浩.新时期电子信息类工程人才培养模式探索与实践 J.中国大学教学，2023，389（Z1）:11-18.5 王威，王丽，张杨梅.基于应用型人才培养的专业核心课程教学改革 J.教育教学论坛，2021（16）:77-80.6 李衍达.李衍达院士访谈录 J.中国光学，2021，14（01）:5-16.7 辛偲.高校教学名师专业素养及其生成路径研究 D.曲阜师范大学，2021.8 张璋，贾宗伟.电磁感应中基于能量观的电功率、安培力功率、热功率辨析 J.物理教学，2021，43（08）:57-58+30.Research on the Path of Integrating Ideological and Political Education into the Digital Signal Processing CourseWU Yanyun，WU Ting（Zhongkai University of Agriculture Engineering，Guangzhou 510225，China）Abstract:In view of the abstract theory，numerous formulas and difficult to understand characteristics of“Digital Signal Processing”，this paper analyzed the reasons why“Digital Signal Processing”was difficult to carry out ideological and political in the course from multiple angles.From the aspects of goals and positioning，characteristics and highlights，methods and means，the reform ideas of the course of ideas and politics into the“Digital Signal Processing”course were proposed.From the aspects of patriotism，innovation ability，values，and scientific literacy，the teaching practice of introducing curriculum ideas into“Digital Signal Treatment”was explored.This paper was helpful to improve the teaching quality and effect of the course，and realize the goal of“one course，two kinds of education”of the course.Key words:ideological and political education in courses;digital signal processing;course reform