“数字信号处理”课程思政元素库建设方法研究

[摘 要] 针对理工科专业课开展课程思政存在的问题和困难，开展了“数字信号处理”课程思政元素库建设探索。分析了课程思政元素和元素库的概念内涵，明确思想政治目标、向心距离分类标准，在此基础上给出了思政元素库的建设方法，特别就思政元素的挖掘提炼、融入运用方法进行了详细讨论;以课程思政教学实践活动总结了元素库建设的具体实施步骤，达到显性专业教育与隐性思想政治教育的有机结合，充分发挥专业课程立德树人的育人价值。

[关键词] 数字信号处理;课程思政;元素库

[基金项目] 2020年度陆军工程大学教学成果立项培育项目“聚焦‘四力’培养的数字信号处理教学改革与实践”（LGD_JXCG_003）

[作者简介] 江 汉（1977—），男，湖北广水人，博士，陆军工程大学通信工程学院副教授（通信作者），主要从事无线通信和智能信号处理;徐以涛（1971—），男，山东临沂人，陆军工程大学通信工程学院教授，博士生导师，主要从事无线通信信号处理。

[中图分类号] G426 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）31-0089-04 [收稿日期] 2020-03-01

引言

“数字信号处理”是面向电子信息工程、通信工程等专业的必修考试课程，主要研究离散时间信号的获取、变换、分析、滤波等基本原理、基本规律和方法手段。在整个人才培养方案的课程体系中处于承上启下的关键地位，属于人才培养方案中的大纲课程[1]。如何围绕这门典型的工科专业课程开展课程思政教学改革，存在不小的挑战。

目前“数字信号处理”课程思政教学存在的典型困难有以下几点：（1）教师和学生对课程思政认识不足，认为专业课程教学和思想政治理论课是绝对分离的两条线，尤其是类似“数字信号处理”这样的典型理工类专业课，割裂的现象比较突出。（2）课程的思政元素库建设水平不高，思政元素挖掘、提炼的广度和深度不够，思政目标对“立德树人、为战育人”核心目标的直接支撑度弱，“向心距离”不聚焦。（3）思政元素融入课堂教学的方式生硬，生搬硬套现象严重，无法达到广泛渗透、微言大义、隐性教育的效果，学生认可度不高。针对以上问题和挑战，本文开展课程思政元素库的建设探索。

一、课程思政元素与元素库

（一）课程思政元素

课程思政元素是依附于非思想政治课程教学内容、过程和方式等整个教学体系中，蕴含着思想政治教育功能的元素，具有广泛渗透、微言大义、隐性教育三者统一的特点[2]。广泛渗透是指从存在形式上看，课程思政元素必须融入教学之中，脱离教学、脱离课程就不能称之为课程思政元素，而是思政目标、思政素材或思政案例。微言大义是指从组织模式上来看，要用尽量少的资源达到思政目标，在课堂上往往只言片语就能实现“点金”功能。隐性教育是指从运用方法上看，元素运用讲究润物无声，甚至无声胜有声，完全渗透于教学中使人难以察觉。

课程思政元素分类方式很多，为有效指导思政元素库建设，并结合军校教育特点，本文重点研究了思政属性、向心距离等分类方法。（1）思想政治属性分类。思政属性是指元素所蕴含的思想政治教育目标归属，主要按照我军思想政治教育内容体系划分，包括政治观、军人职业观、世界观、人生观、道德观、法制观等6个部分，每个属性模块都有不同的思政目标。（2）向心距离分类。在实践过程中，也遇到了两个问题：一是军校的课程思政与地方大学的课程思政有没有区别。本文认为最本质的区别就是，标准更高，更聚焦于“立德树人、为战育人”。二是同一个教学内容可能挖掘出多个不同思政属性和思政目标的元素，如何取舍筛选。因此，本文引入了“向心距离”的概念，它是指思政目标对“立德树人、为战育人”核心目标的直接支撑度，可以将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，Ⅰ表示向心距离最强。

（二）课程思政元素库

元素库是思政元素的集合，根据思政元素特性和分类方法，本文设计了单门课程元素库体例格式，主要包括四个部分：（1）教学内容，要落实到具体章节和关联知识点，便于教师教学设计与实施。（2）元素名称和思政资源。（3）目标属性，用于明确元素的思政属性和思政目标，确定了思政目标也就确定了向心距离。（4）挖掘途径和融入方式，是指思政元素的发现、提炼，以及课堂教学中的融入运用。需要注意的是，体例格式中各部分要素的总和才是课程思政元素。

二、课程思政元素库建设方法

（一）建设思路和步骤

课程思政元素库建设可以分为四个步骤进行。第一步是确定目标，根据培养方案明确思政目标，结合军兵种专业特色和课程性质，梳理本课程的思政目标;第二步是挖掘思政元素，以思政目标为牵引，深度挖掘和筛选本课程的思政元素;第三步是融入运用，设计思政元素的融入方式和教学方法;第四步是迭代更新，对教学效果和思政效果进行评价，并反馈优化形成迭代更新机制。四个步骤是一个闭环反馈过程，每一个教学环节实践中的评价和纠偏，都随着思想政治环境和实践过程动态更新。

（二）挖掘、提炼方法

“数字信号处理”课程本身蕴含丰富的品德教育题材和思政元素，限于工科专业课的特性，这些思政元素分布于各个章节之中[3，4]，如何挖掘、提炼出相应思政元素需要耐心与细心。本文归纳了从教学目标中提炼升华、从教学内容中拓展延伸、从专业背景中汲取映射、从兵种历程中采撷注入、从名家事迹中凝练关联、从时事热点中精选跃迁等6种挖掘方法，前3种方法是从教学到思政元素的正向挖掘，后3种方法是从思政资源到教学的反向关联。以下从两类方法中各举一例说明。

1.从教学目标中提炼升华。这是典型的从教学到思政元素的正向挖掘方法。以“数字信号处理”课程中的一个思政案例为例，如表1所示，知识点“抽样率转换多级实现”原教学设计中情感态度与价值观层面的教学目标是培养工程素养。课程组利用科研反哺教学，使原有的教学目标升华为培育兵种专业精神，坚定四个自信。教学中，授课教师不再是平铺直叙地讲原理方法，而是采用情境导入和问题牵引式的教学方法，以通信电台数字上下变频的设计为例，结合课程组获国家科技进步一等奖项目的研发经验，讲解抽样率转换多级实现在自主选频段波电台的具体应用和关键技术攻克方法，展现我军无线电台从跟踪到赶超、实现跨越式发展的艰辛历程[5]。这样的设计完全具备课程思政元素的三个特性，实现了专业教学与课程思政的双重效益。

2.从名家事迹中凝练关联。曾有众多的名师为数字信号处理理论发展作出重要贡献，在学习傅里叶变换、狄利赫里条件、拉普拉斯变换等知识点时穿插讲解相应科学家的故事。比如在学习傅里叶变换需要满足狄利赫里条件时，介绍傅里叶变换论文艰辛发表过程，其论文发现被拉格朗日拒绝发表，直到经狄里赫利证明其正确性，才受到认可。以此故事弘扬科学家的求真务实、大胆探索、敢于创新的科学精神，使学生潜移默化地受到熏陶，培养学生在求实创新的道路上不畏艰险、敢于探索、勤奋钻研的科学精神。

（三）融入运用方法

挖掘思政元素的最终目的是融入教学内容并加以灵活运用[6]。本文总结了情景引入、抛砖引玉、萃取升华、顺应迁移、与时俱进、引经据典、类比迁移等7种课程思政元素融入方法。限于文章篇幅，仅以表格形式总结其中3种方法的融入方式、融入案例和运用特点，供读者参考（见表2）。

（四）效益评价

效益评价是课程思政元素库建设的指挥棒。思政目标、设计与实施是最主要的三个方面，本文根据元素特性、分类、与教学内容的耦合度、运用方法等，结合试点课程实践，研究了课程思政元素评价的3个一级指标和9个二级指标（见表3）。其中，专业耦合度、向心距离、思政增益、教学表达和资源占用的5个二级指标是确定思政元素取舍和效能的关键指标。评价指标是课程组挖掘、筛选、运用思政元素的基本依据，其中尤其要关注思政增益，是指引入思政元素后，对专业教学效果的影响程度。思政元素引入的目的是实现思政教育与专业教育的“双增益”。如果引入思政元素后对专业教学效果是“负增益”，则应替换该思政元素，或本着“宁缺毋滥”的原则不引入思政元素而只专注于专业教学。

三、课程思政教学实践

课程思政元素库建设本质上是专业课程建设的一部分，不是另起炉灶，应结合课程改革工作，广泛运用，才能逐步达到价值塑造、知识传授和能力培养融为一体的教育要求，可以从以下几个方面着手开展具体教学实践[7，8]。

1.将课程思政元素库建设成果融入“数字信号处理”课程教学计划，进一步规范课程思政元素库的运用;探索元素库融入课程设计、教材选取、案例优化、实践实验、课前预习、课上学习和课后交流的全过程，凸显专业知识所蕴含的思想价值和精神内涵。

2.提升教师自身思政水平和能力素养，教师不仅需要丰富的授课经验，生动的课堂设计，还需过硬的政治素质，熟悉本门课程思政的基本方法，保持政治学习的热情。教师要不断加强自身修养，率先垂范，用自己的人格魅力、思想行为和言行举止来影响学生，成为学生学习的榜样。

3.组织动态更新，把元素库的建设、运用与更新一体化设计，在数字信号处理课程元素库建设基础上，结合通信兵思政素材库，通过融合、筛选，形成课程群思政元素库[9]。在实践中检验思政元素运用效果，及时把党的创新理论、时事热点等内容更新到元素库中，确保元素库成为开放的、共享的、动态的生态库。

结语

建立“数字信号处理”课程思政元素库对于增进传授专业技能知识的同时，强调主流价值观引导，开展思政教育与灵魂培养具有举足轻重的作用。规划、建设、利用好课程思政元素库可以有效地达到显性教育与隐性教育的融会贯通，思想政治与专业知识教育协调同步的效果，实现立德树人的教育目标。

参考文献

[1]徐以涛，江汉，童晓兵，等.聚焦“四力”培养的“数字信号处理”课程教学改革[J].电气电子教学学报，2021，43（6）：42-47.

[2]张林，王艳芬，芦楠楠.“数字信号处理”课程思政探索与实践[J].电气电子教学学报，2022，44（1）：65-68.

[3]江汉，徐以涛，沈良.线性卷积与循环卷积的教学研究[J].电气电子教学学报，2016，38（4）：72-74.

[4]张玉明，童晓兵，徐以涛.“数字信号处理”课程中插值实现的探讨[J].电气电子教学学报，2019，41（2）：41-44.

[5]徐以涛.数字信号处理[M].1版.西安：西安电子科技大学出版社，2009.

[6]芮贤义，胡剑凌，俞一彪，等.数字信号处理课程思政设计与实践[J].高教学刊，2021，7（34）：100-103.

[7]饶翚，袁俊泉，刘振，等.数字信号处理课程思政设计的探索与实践[J].空军预警学院学报，2021，35（3）：225-227+231.

[8]顾相平.“数字信号处理”课程思政教学改革实践[J].创新创业理论研究与实践，2020，3（23）：19-20+26.

[9]吴杰，叶青娣，田锦，等.《数字信号处理》课程思政教学改革探索[J].产业与科技论坛，2022，21（1）：138-139.

Research on the Construction Method of Ideological and Political Element Library of the Digital Signal Processing Course

JIANG Han， XU Yi-tao， WU Dan， YANG Yang

（Communication College， PLA Army Engineering University， Nanjing， Jiangsu 210007， China）

Abstract： In view of the problems and difficulties in developing ideological and political education in the professional courses of science and engineering， this paper explores the construction of ideological and political element library of Digital Signal Processing course. First， it analyses the concept connotation of the ideological and political elements and the element library， clarifies the ideological and political objectives and the centripetal distance classification standard. On this basis， it gives the construction methods of ideological and political element library， and especially discusses the mining， refining and integrating methods of the ideological and political elements in detail. Finally， with the practice of ideological and political education in the course， the concrete implementation steps of element library construction are summarized， so as to achieve the organic combination of explicit professional education and recessive ideological and political education， and give full play to the educational value of professional courses.

Key words： Digital Signal Processing; “curriculum ideological and political education”; element library