劉 靳,那 彥,李彩彩,金 艷
(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院,陜西 西安 710071)
近年來(lái),單一專業(yè)課程的課程思政教學(xué)改革、研究實(shí)踐正在各高校全面展開(kāi),有許多經(jīng)驗(yàn)和典型案例值得學(xué)習(xí)和借鑒,但大課程即課程群層面的研究還鮮有報(bào)道。在新時(shí)代背景下,我們結(jié)合電子信息類專業(yè),從課程群大課程層面,進(jìn)行了一些課程思政的建設(shè)與探索。大課程層面就是從電子信息類專業(yè)課程群出發(fā),通盤考慮,頂層設(shè)計(jì)電子信息類專業(yè)課程的課程思政方案構(gòu)建,在各門課程中有效銜接、系統(tǒng)融合、具體實(shí)施。
站在新時(shí)代國(guó)家對(duì)人才培養(yǎng)要求的高度,推進(jìn)電子信息類專業(yè)課程群大課程思政建設(shè),在培養(yǎng)方案中明確政治教育不斷線,各課程之間系統(tǒng)考慮,主講教師互相切磋,共同討論,在總體培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱的大框架下,實(shí)現(xiàn)課程思政全覆蓋。
我們選擇電子信息類專業(yè)具有代表性的課程:《線性代數(shù)》《電路分析基礎(chǔ)》《信號(hào)與系統(tǒng)》《數(shù)字信號(hào)處理》等,進(jìn)行頂層方案的構(gòu)建。
《線性代數(shù)》是高等數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支,是電子信息類專業(yè)的一門工程數(shù)學(xué)必修課。線性代數(shù)是科學(xué)研究的一個(gè)有力工具。線性代數(shù)是各專業(yè)的基礎(chǔ)課程,為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程及科學(xué)研究奠定必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。該課程所體現(xiàn)的幾何概念與代數(shù)方法之間聯(lián)系,從具體概念抽象出的公理化方法以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评怼⑶擅畹臍w納綜合等數(shù)學(xué)思想,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)具有重要的作用。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握基本理論、方法與思想,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),具備一定的解決實(shí)際問(wèn)題與科學(xué)計(jì)算的能力。數(shù)學(xué)是科技創(chuàng)新的一種資源,是一種普遍適用的并賦予人以能力的技術(shù)。線性代數(shù)是處理矩陣和向量空間的數(shù)學(xué)分支,具有高度的抽象性,而矩陣計(jì)算已成為科學(xué)研究的三大手段之一。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)性與創(chuàng)新意識(shí),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)建模應(yīng)用、科學(xué)計(jì)算等數(shù)學(xué)能力與素養(yǎng),運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算。
《電路分析基礎(chǔ)》是電子信息類專業(yè)的一門必修課。電路分析的本質(zhì)是研究求解電路變量即電流或電壓量的簡(jiǎn)單有效的方法。通常可通過(guò)公式、等效、變換、置換、戴維南定理、諾頓定理等對(duì)電路進(jìn)行最基本的分析求解。電路分析是電子信息類專業(yè)的根基。
《信號(hào)與系統(tǒng)》是電子信息類專業(yè)的一門必修課。是電子信息類本科階段的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程主要討論信號(hào)、線性非時(shí)變系統(tǒng)的分析方法。通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí),掌握信號(hào)分析和系統(tǒng)分析的基本原理與方法,提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)信號(hào)處理、通信理論、自動(dòng)控制、人工智能等課程打下良好的基礎(chǔ)。本課程主要任務(wù)是基于相關(guān)的數(shù)學(xué)和物理概念,建立信號(hào)與系統(tǒng)的分析模型,研究信號(hào)分析和系統(tǒng)分析的基本原理與方法,并通過(guò)實(shí)例分析介紹其在工程實(shí)際中的應(yīng)用。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)有一個(gè)系統(tǒng)化的概念,進(jìn)一步培養(yǎng)思維推理能力和分析運(yùn)算能力,強(qiáng)調(diào)工程理念,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力,使學(xué)生能綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程問(wèn)題、自主性學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性工作。
《數(shù)字信號(hào)處理》是電子信息類專業(yè)的一門必修課。它采用數(shù)字技術(shù),研究信號(hào)和系統(tǒng)分析、信號(hào)處理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理和方法,具有理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的特點(diǎn)。課程通過(guò)采用英文教材、中文教材、英文課件、中文板書講授、英文課件互動(dòng)討論、英文作業(yè)、中文作業(yè)、英文考試、實(shí)現(xiàn)課程的教學(xué)目標(biāo)。課程主要任務(wù)是奠定學(xué)生的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生采用數(shù)字技術(shù)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行分析、仿真、設(shè)計(jì)的能力。學(xué)生能夠用英文表述課程的基本內(nèi)容,并進(jìn)行交流討論。能夠用英文撰寫分析和設(shè)計(jì)報(bào)告,并進(jìn)行討論。能夠用英文介紹自己的研究工作。
依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案,結(jié)合這些典型課程的教學(xué)大綱,構(gòu)建電子信息類課程群大課程思政體系。在課程群大課程思政格局下,立德樹(shù)人是各門課程思政的核心與主線,其他思政元素根據(jù)不同課程所介紹的不同內(nèi)容,各有不同的側(cè)重點(diǎn)。線性代數(shù)課程作為工程數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)可以重點(diǎn)從數(shù)學(xué)之美延伸到人文素養(yǎng);電路分析基礎(chǔ)課程作為電子信息類專業(yè)的先修專業(yè)基礎(chǔ)課程可以重點(diǎn)從家國(guó)情懷延伸到愛(ài)國(guó)教育;信號(hào)與系統(tǒng)課程作為電子信息類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程可以從紅色校史延伸到科學(xué)精神;數(shù)字信號(hào)處理課程作為電子信息類專業(yè)后續(xù)專業(yè)拓展課程可以從工程問(wèn)題延伸到工匠精神。在課程群大課程思政格局下,首先要解決好兩個(gè)問(wèn)題:一是找準(zhǔn)切入點(diǎn);二是精心設(shè)計(jì)思政要素小插曲。
按照課程教學(xué)大綱章節(jié),梳理課程內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn),進(jìn)行課程思政教學(xué)設(shè)計(jì),尋找加入思政元素的最佳切入點(diǎn)。切入點(diǎn)可從“立德樹(shù)人”“愛(ài)國(guó)教育”“科學(xué)精神”“工匠精神”“人文素養(yǎng)”等多個(gè)方面引入思政元素。切入點(diǎn)的作用是啟發(fā)、強(qiáng)化學(xué)生進(jìn)一步掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn),了解掌握相關(guān)知識(shí)背后的需求故事。把握好這樣的切入點(diǎn),才會(huì)使學(xué)生真有感悟和觸動(dòng),從而將學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的態(tài)度從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”,切實(shí)達(dá)到培養(yǎng)教育學(xué)生,提高學(xué)生汲取知識(shí)的能力。此外,在一整堂課程中,切入點(diǎn)的引入不宜過(guò)多,否則將很容易破壞知識(shí)鏈條的完整性和緊湊型;切入點(diǎn)引入的時(shí)機(jī)也很講究,在授課過(guò)程中善于觀察學(xué)生聽(tīng)課的效果,若發(fā)現(xiàn)學(xué)生互動(dòng)不積極時(shí),適時(shí)地引入切入點(diǎn)可以將學(xué)生的注意力再次拉回課堂,從而提高授課和聽(tīng)課的效果。
要結(jié)合電子信息類專業(yè)各課程特點(diǎn)和課程情景,精心設(shè)計(jì)一段完整的思政元素小插曲或小故事。小插曲要以學(xué)生為本,緊貼課程內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn),善于春風(fēng)化雨、潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地啟迪學(xué)生的靈魂,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和探索興趣。專業(yè)課程往往知識(shí)內(nèi)容豐富、學(xué)時(shí)有限,小插曲要簡(jiǎn)潔明快,真實(shí)可信,能緊緊抓住學(xué)生的注意力,結(jié)尾要精彩,要升華和拓展,蘊(yùn)含大道理,有利于加深和鞏固課程的相關(guān)內(nèi)容。此外,設(shè)計(jì)小插曲應(yīng)結(jié)合本校的校史或知名校友院士,講述發(fā)生在學(xué)生身邊且學(xué)生聽(tīng)過(guò)或見(jiàn)過(guò)的故事,將背后的故事講深講透,真正做到“看得見(jiàn),摸得著”,真真正正地讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更為深刻的認(rèn)識(shí),提高學(xué)生探索知識(shí)的內(nèi)生動(dòng)力。
在課程開(kāi)始引入德育教育元素,進(jìn)一步明確立德,就是樹(shù)立高尚的品德,樹(shù)立德業(yè),人品是一個(gè)人的修為,是人存在這個(gè)世間的根基。做一個(gè)對(duì)國(guó)家、對(duì)社會(huì)有用之人,就是德行的光輝呈現(xiàn)。以家國(guó)情懷、愛(ài)國(guó)教育為切入點(diǎn)。在第二章,引入愛(ài)國(guó)教育元素。愛(ài)國(guó)是我們對(duì)自己家園以及民族和文化的歸屬感、認(rèn)同感、尊嚴(yán)感與榮譽(yù)感的統(tǒng)一。此處講數(shù)學(xué)家小故事。數(shù)學(xué)大師丘成桐是一位在世界上有影響的數(shù)學(xué)家,他雖在異鄉(xiāng),但講話常??诓浑x“我們中國(guó)”,為我國(guó)數(shù)學(xué)的發(fā)展和人才培養(yǎng)做出了許多貢獻(xiàn)。以邏輯思維、科學(xué)文化為切入點(diǎn)。課程全程貫穿從數(shù)學(xué)之美到人文素養(yǎng)。在課程中間和結(jié)尾插入數(shù)學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,特別是線性代數(shù)課程中經(jīng)典的邏輯思維;在科學(xué)研究中遇到實(shí)際問(wèn)題,如何通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型,將難以解決的問(wèn)題變成數(shù)學(xué)問(wèn)題,然后利用數(shù)學(xué)工具加以解決。介紹相關(guān)的中外數(shù)學(xué)家,包括他們的職業(yè)精神、職業(yè)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作態(tài)度、縝密有序的學(xué)習(xí)習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生精益求精的精神,激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型尤其是線性模型并求解的思維能力,并為相關(guān)的后續(xù)課程及專業(yè)課程奠定必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
課程全程貫穿從家國(guó)情懷到愛(ài)國(guó)教育。以家國(guó)情懷、愛(ài)國(guó)教育為切入點(diǎn)。愛(ài)祖國(guó),要有能力和實(shí)質(zhì)內(nèi)容。鼓勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)不斷進(jìn)取,掌握科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),才能在將來(lái)的工作崗位上為祖國(guó)的強(qiáng)大,做出具有實(shí)際意義的貢獻(xiàn)。以歷史文化,人文教育為切入點(diǎn)。通過(guò)小故事講述我國(guó)老一輩電路理論專家西安交通大學(xué)邱關(guān)源教授、東南大學(xué)管致中教授、西安電子科技大學(xué)吳大正教授等潛心研究、融會(huì)貫通將電路分析理論介紹到國(guó)內(nèi)。以思考觀察,善于發(fā)現(xiàn)為切入點(diǎn)。穿插分享與電路相關(guān)的學(xué)科歷史人物的生平經(jīng)歷,例如最早提出電荷守恒的富蘭克林,他一生只在學(xué)校讀了2年書,但富蘭克林的自我學(xué)習(xí)從未間斷過(guò),他善于思考觀察,善于發(fā)現(xiàn),最后成長(zhǎng)為杰出科學(xué)家。
課程全程貫穿從紅色校史到科學(xué)精神。結(jié)合身邊熟悉的專家和教授的高尚品德、科學(xué)研究的故事,培養(yǎng)學(xué)生具有健全的人格,在靈魂深處構(gòu)筑強(qiáng)大的道德和理想支撐,樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。以家國(guó)情懷、愛(ài)國(guó)教育為切入點(diǎn)。講述學(xué)?!伴L(zhǎng)征路上辦學(xué),半部電臺(tái)起家”的辦學(xué)歷史,辦學(xué)初衷,講好“我從哪里來(lái),要到哪里去”的故事,明確學(xué)生要成為德、智、體、美、勞全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)的建設(shè)者和接班人。以“人文素養(yǎng)”傳統(tǒng)文化、個(gè)人成才的內(nèi)在精神品質(zhì)作為切入點(diǎn)。樹(shù)立學(xué)生人文知識(shí)和技能、人文能力和方法、人文素養(yǎng)和傳承文化精神,未來(lái)不斷為祖國(guó)建設(shè)富強(qiáng)奮斗。結(jié)合1940年毛主席為學(xué)校首任王諍老校長(zhǎng)所辦刊物題詞“你們是科學(xué)的千里眼、順風(fēng)耳”,講述科學(xué)的千里眼──雷達(dá)的發(fā)展、到學(xué)校國(guó)家級(jí)“信息感知技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心”“嫦娥奔月”等一代又一代科技傳承,培養(yǎng)學(xué)生不屈不撓,永不言敗的精神。以“科學(xué)工程”、科學(xué)精神、團(tuán)隊(duì)意識(shí)作為切入點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、科學(xué)思維、批判思維、“大國(guó)工匠精神”、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。通過(guò)實(shí)驗(yàn)、參觀、小組協(xié)作、參加各種學(xué)科競(jìng)賽、實(shí)踐環(huán)節(jié)等課程思政教育的有效載體,培養(yǎng)學(xué)生追求真理、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神并講述電子工程學(xué)院走出的院士、大國(guó)工匠的故事。
課程全程貫穿從工程問(wèn)題到工匠精神。線上推送愛(ài)國(guó)科學(xué)家、兩彈一星元?jiǎng)族X學(xué)森的故事。錢學(xué)森20世紀(jì)40年代克服重重阻礙艱難回國(guó),為了祖國(guó)的獨(dú)立富強(qiáng)奮斗一生。數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)是DSP的重要內(nèi)容,主要講解IIR、FIR的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法及如何計(jì)算等內(nèi)容。在課程的教學(xué)過(guò)程中,可以從工程問(wèn)題延伸到工匠精神,設(shè)計(jì)小故事應(yīng)結(jié)合本校的校史或知名校友院士,講述發(fā)生在學(xué)生身邊且學(xué)生聽(tīng)過(guò)或見(jiàn)過(guò)的故事,將背后的故事講深講透,真正做到“看得見(jiàn),摸得著”,真真正正地讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更為深刻的認(rèn)識(shí),提高學(xué)生探索知識(shí)的內(nèi)生動(dòng)力。例如500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,F(xiàn)AST)就是我校的一個(gè)優(yōu)秀案例。FAST開(kāi)創(chuàng)了建造巨型望遠(yuǎn)鏡的新模式,大幅拓展人類的視野,用于探索宇宙起源和演化。FAST的信號(hào)的捕獲和處理都是DSP的典型案例。西安電子科技大學(xué)段寶巖院士領(lǐng)銜了相關(guān)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)FAST的講解,強(qiáng)化學(xué)生的國(guó)家意識(shí)、工匠精神、科學(xué)精神?!稊?shù)字信號(hào)處理》課程的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、知識(shí)拓展、或設(shè)計(jì)編程過(guò)程,可以適度地加入探索實(shí)踐引導(dǎo),圍繞信號(hào)處理的全流程進(jìn)行展開(kāi)設(shè)計(jì)。通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程應(yīng)用實(shí)踐,使學(xué)生們對(duì)所學(xué)知識(shí)能夠“學(xué)得更透、悟得更深”。為以后走上社會(huì),適應(yīng)工作打好基礎(chǔ)。
課程群大課程思政主講老師作為教學(xué)研究項(xiàng)目成員,以“虛擬教研室”的組織形式隨時(shí)交流各自課程思政實(shí)施中的經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)。根據(jù)各自體驗(yàn)和學(xué)生反饋,不斷進(jìn)行改進(jìn)。要不斷探索學(xué)生喜愛(ài)的方式,避免枯燥乏味的說(shuō)教。要通過(guò)潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的滲透,使課程思政的切入讓學(xué)生思想上產(chǎn)生共鳴和愉悅,促進(jìn)教育效果的達(dá)成。要不斷吸收學(xué)習(xí)校內(nèi)外同行的好方法、好案例,把課程群大課程思政做得更有特色。打鐵還需本身硬,師德師風(fēng)是檢驗(yàn)教師綜合素質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn),做一個(gè)有理想信念、有道德情操、有扎實(shí)學(xué)識(shí)、有仁愛(ài)之心的好老師,更好地?fù)?dān)當(dāng)起學(xué)生人生規(guī)劃的指導(dǎo)者和引路人是教師義不容辭的義務(wù)和責(zé)任。