通信原理课程思政教学探索与实践
作者: 吴莉莉 李宝方 樊彩霞 谷小青
基金项目:河南省重大科技专项“主粮作物智慧化生产加工关键技术装备研发与应用”(221100110800);河南农业大学教学改革研究与实践项目“通信原理课程思政建设的研究与探索”(2022XJGLX113)
第一作者简介:吴莉莉(1977-),女,汉族,湖北荆州人,博士,教授,硕士研究生导师。研究方向为电子信息类教学与科研。
DOI:10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.22.047
摘 要:通信原理是电子信息类专业的核心基础课程,在人才培养中占有重要地位。课程思政是实现高校立德树人的重要途径之一,通信技术的发展历程、基本原理和应用领域中都蕴含丰富的思政元素。在对通信原理教学现状分析的基础上,该文对教学内容中的思政元素进行挖掘,从总体上重塑教学目标,构建课程思政体系,对教学内容、师资队伍建设和教学评价体系等多方面进行教学改革和探索。以频率调制为例将课程思政融入到通信原理教学设计中,在教学实践中实现知识传授和价值引领的有机融合,达到协同育人的目的。
关键词:通信原理;课程思政;教学改革;创新;思政元素
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)22-0192-05
Abstract: Communication Principle is the core basic course of electronic information major, which plays an important role in talent training. Curriculum ideology and politics is one of the important ways to achieve morality and cultivate people in colleges and universities. The development process, basic principles and application fields of communication technology contain rich ideological and political elements. Based on the analysis of the current situation of the teaching of communication principles, the ideological and political elements in the teaching content have been excavated in this paper, and the teaching objectives have been reshaped and the curriculum ideological and political system has been constructedon the whole. Teaching reform and exploration have been carried out in many aspects such asteaching content, teaching methods, teaching staff construction and teaching evaluation system in this paper, taking frequency modulation as an example, the curriculum ideology and politics are integrated into the teaching design of communication principles, which realizes the organic integration of knowledge teaching and value guidance in teaching practice, and achieves the goal of collaborative education.
Keywords: communication principle; curriculum ideology and politics; teaching reform; innovation; ideological and political elements
新时代高校肩负着为建设社会主义现代化强国培育中坚力量的重要使命,以党的二十大精神为引领,推进课程思政建设是实现立德树人任务的重要举措之一,也是人才培养质量的重要保证,对解决高校为谁培养人的问题具有重要意义。
通信原理是电子信息类专业的重要基础课,同时也是专业核心课和考研科目,在通信技术高速发展的今天,其重要性显而易见。通信原理搭建了基础课与专业课间的桥梁,对培养学生扎实的理论基础、实践能力和创新精神等方面都具有重要作用,由该课程引发的价值引导和塑造也更容易被学生接受,对其“三观”的影响也更为显著。实施通信原理课程思政建设,可以发挥专业课的协同育人作用,实现知识传授、能力培养和价值塑造的有机统一,是构建高质量人才培养体系的重要实践,突显了课程育人渠道的功能,对培养具有坚定理想信念和家国情怀的电子信息类创新型人才有重要意义。
一 通信原理课程现状分析
(一) 通信原理课程特点
通信原理课程内容涵盖面广,与前期先修的概率论、复变函数、信号与系统等课程关联性较大,主要研究如何有效而可靠地传递信息,包括通信系统的基本模型、数字和模拟通信系统中信源端、信道、信宿端等各模块的相关基础理论和通信系统中的有效性和可靠性等问题。
通信原理课程具有理论性、系统性、工程性和实践性较强的特点,涉及知识点众多、概念抽象、数学逻辑缜密,对学生的数学功底和工程应用能力要求较高。
(二) 通信原理教学中存在的问题
在教学过程中,由于通信原理课程数学公式多、内容繁多且较为抽象,致使部分学生的学习兴趣和主动性较差。该课程教学中存在的问题主要有以下几个方面。
1 课程内容与日新月异的通信技术不匹配
通信原理课程的主要内容包括通信系统与模型、随机过程、信道、模拟调制系统、数字基带传输系统、数字频带传输系统和信源编码等。该课程涉及的先修课程的知识比较多,大多数学生基础比较薄弱,在不断压缩的有限学时内讲解完这些基础知识实属不易。此外,与人们生活息息相关的5G通信、量子通信等新技术发展迅速,由于课时的限制,这些新理论新技术无法充分展开讨论和应用拓展。因此,与迅猛发展的通信技术相比,该课程部分教学内容略显陈旧,理论与实际应用结合不够紧密。
2 师生缺乏课程思政意识
思政教育一直以来都被认为是思政课教师和学生辅导员的事情,专业授课教师仅负责基础知识与实践技能的传授。同时由于受职称晋升机制的影响,教师会将更多精力投入科研,课程思政意识淡薄;而学生也对课程思政不重视,更倾向于基本技能和专业课的学习,导致专业课无法实现与思政课的协同育人。
3 教学目标和教学评价缺乏课程思政内容
目前,通信原理课程教学大纲中仅强调了专业理论和实践技能的培养目标,缺乏具体的课程思政培养目标,导致知识传授与价值引领不能有机地融合;另外课程思政内容系统性不强,思政案例不够丰富,缺少课程思政评价环节,重教书轻育人,一定程度上忽视了学生的德育发展。
4 考核方式较为单一,无法全面反映学生的学习效果
通信原理课程的考核方式多数仍以闭卷理论考试为主,实验和平时成绩所占比重不超过40%。理论考试一般依据教学大纲,内容相对固定,多数学生考前突击学习也可拿到学分,考试成绩未能充分体现学习经历及对知识整体性和系统性的理解,这有悖于人才培养目标。
为了解决上述问题,提高教学质量,达到育人目标,需要进行课程改革,坚持OBE教学理念,合理优化教学内容,加强课程思政建设,切实有效地实现专业课同思政教育的协同融合,因材施教革新教学模式,实现对学生的知识传授、能力培养和价值塑造。
二 通信原理课程蕴含的思政元素分析
通信原理作为一门具有价值导向的专业基础课,课程内容体现了电子信息技术对社会发展的推动作用,其中可挖掘的思政资源丰富,在对课程内容、培养目标及学生知识结构认真梳理的基础上,可将思政元素巧妙地融入课程,润物无声地实现专业课程同思想政治理论教育的协同融合,让学生在学习通信知识的同时,实现思想道德的教育和提升,达到“立德树人”的目标。
(一) 弘扬爱国精神,增强民族自信
学史以明智,鉴往而知来。纵观我国移动通信技术的发展历程,从“2G跟随、3G突破、4G同步”到“5G引领”,中国通信的龙头企业华为、中兴等取得了全球数量最多的5G核心必要标准专利,这些技术迭代的背后向我们展示了一代代通信科研人员长期艰苦奋斗,自主创新,满怀赤城的爱国热情。在通信原理第一章绪论讲述通信发展史时,解读我国通信技术从落后水平到世界领先,诠释科学家的爱国精神和情怀,增强学生的民族自豪感、专业自信和使命担当。
(二) 注重求真创新,培养科学精神
科学精神是科技的灵魂,在通信原理中每一种新技术的发明都是科学精神的发扬光大。在讲述这些理论技术时,自然地导入发明者的故事和伟大成就,不仅增加了课程的趣味性,还激励了学生向科学家学习的精神。例如,在学习调频技术FM之前先讲述该技术的发明者阿姆斯特朗的故事;学习信道容量计算公式之前,先引入香农的生平事迹;学习信源编码中的抽样定理时,顺势介绍奈奎斯特的奋斗历程等等。通过讲述这些科学家以技术改变人们生活的事例,让学生领略科学精神的内涵,激发科学兴趣,培养学生严谨认真、不畏权威、坚持真理、勇于创新的科学精神,树立科技报国的理想信念。
(三) 培养辩证思维,树立正确“三观”
运用辩证思维可以从整体和事物内在矛盾的运动变化中完整地认识事物,了解客观事物的辩证发展过程和规律。通信原理课程中有很多看似矛盾对立的关系,其中包含了辩证思维的观点。例如,在评价通信系统性能时,有效性和可靠性这两个指标的关系中蕴含着辩证思维,看似矛盾又可相互转换。培养学生在实际生活中也要会用辩证思维全面地看问题,以发展变化的视角认识事物。尤其是在思想价值取向的多元影响中,能用辩证思维分析遇到的问题,正确判断是与非,树立正确的“三观”;培养学生的社会主义核心价值观,使其认识到为人类社会发展进步所承担的重要责任。
同时,辩证思维能力的提升对于学生提高自我认知、自我评价能力也大有裨益。尤其是在考研、找工作时可以运用辩证思维客观、全面、深入地自我剖析,包括性格特点、气质类型、能力专长、兴趣理想及发展空间等,以科学积极的态度确定方向,实现目标。
(四) 践行知行合一,打造工匠精神
工匠精神是一种职业精神,它包含了严谨专注的工作态度和精益求精的工作理念,是思政教育不可缺少的内容。中美贸易战中,美国对我国实行“限芯”政策,试图遏制中国通信行业的发展,华为十年磨一“芯”,这些身边的事例恰好是坚持不懈、精益求精工匠精神的体现。
通信原理的实验环节恰好为工匠精神的培育创造了环境,在脉冲编码调制技术实验中,引入通信与信息系统领域著名专家邬贺铨院士的事迹,学习科学家的大国工匠精神和爱国情怀。在实验中灵活运用理论知识,严肃认真地对待实验任务,做到知行合一;引导学生遵守职业道德,养成良好的职业素养,塑造敬业、专注、创新的职业品格,打造追求卓越的工匠精神。