基于大数据的专业课程思政建设精准开展

摘  要：专业课程作为各个学科专业重要的必修课，专业理论知识抽象，有一定技术难度，容易造成学生学习的“无力感”。因此专业课程教学需要在“大思政”格局的引领下，结合大数据技术优势，让学生精准明确课程蕴含的内在价值和精神力量，潜移默化中提高学生的学习驱动力和思想品格，落实“立德树人”的教育任务。该文以数字信号处理课程为例，从探讨思政教育融入专业课程教学的重要意义、基于大数据进行课程思政的设计思想以及实施课程思政教育的具体实践三个方面展开，论述大数据背景下精准开展数字信号处理课程思政建设的探索过程，让学生的知识、情感和能力同步升华，努力实现学生个体的全面发展。

关键词：大数据；数字信号处理；课程思政；立德树人；人才培养

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）11-0１８９-0４

Abstract： As an important compulsory course for various disciplines， professional courses are abstract in theoretical knowledge and have certain technical difficulties， which can easily cause students to feel "powerless" in learning. Therefore， the teaching of professional courses needs to be guided by the "thegreat ideological and political education" pattern， combined with the advantages of big data technology， so that students can accurately define the inherent value and spiritual power contained in the courses， and be unconsciously influenced to improve students' learning drive and ideological character， and implement the educational task of "establishing morality and cultivating talents". Taking the course "Digital Signal Processing" as an example， this paper discusses the significance of integrating ideological and political education into professional courses teaching， the design ideas and the specific practice of ideological and political education in the courses based on big data. This paper explored the process of being precisely carried out the ideological and political construction of the "Digital Signal Processing" course under the background of big data， where students' knowledge， emotion and ability can be simultaneously sublimated， and strive to achieve students' individual all-round development.

Keywords： big data; Digital Signal Processing; ideological and political education in the courses; establishing morality and cultivating talents; personnel training

专业课程思政建设是专业课程教学与思政教育相互融合的一种创新教学理念，由于专业课程的知识严谨规范，学习内容较为抽象，因此学生在学习过程中容易感到枯燥乏味，长此以往逐渐失去课程学习的兴趣。随着国家提出各大高校构建“大思政”工作机制[1]，在传统专业课程教学中加入思想政治教育，深度挖掘出专业课程中蕴含的哲学思维、精神内涵和价值追求等思政元素，使传统课堂焕发新的生机活力，激发学生对专业课程学习的兴趣，拓宽学生的学习思路，进而提高学习成效。但各高校的课程思政建设仍处于不断探索完善阶段[2]，普遍存在思政内容体系不系统，思政要素设计不准确，教学中思政点融入太刻意等问题，使得学生对思政内容的接受度较低，无法达到“知识+思政”紧密融合、相辅相成的预期效果，反而“事倍功半”。

当前全球高新科技力量飞速发展，将新技术、新方法与高校课程思政建设高度融合，促进高校教育能力创新发展，已成为高校教育教学改革的重要发展趋势。国家大数据发展战略[3]为改善上述问题提供了很好的思路。利用大数据技术优势，使得思政数据资源获取更丰富，数据分析更快捷，信息实效性更高，从而提升思政元素融入教学的精准度，让学生真正做到学中“有乐”“有思”“有感”，使思政内容逐步内化为学生的学习驱动力，增强学生的精神引领，让学生明确学习前进的方向，将学生塑造为一个追求思想、技能和品格全面发展的新时代人才。

一  思政教育融入数字信号处理课程教学的重要意义

数字信号处理作为国内外电子信息类、通信类及自动控制类等专业的必修课，其不仅是一门独立的学科，也会与其他学科交叉融合，互相影响。数字信号处理技术发展迅速，影响或改变着国家的国防建设、经济生产和人民生活，其中可能会涉及到国家秘密、企业利益和个人隐私等信息的处理，这就要求专业人才除精通业务技能外，还需要有过硬的政治素养和思想品德。因此教师在本课程的教学过程中，必须落实“立德树人”的教育根本，结合课程内容，融入思政元素，加强学生的德育教育[4]。本课程的理论知识涉及大量数学公式定理的推导运算、程序的编写调试等抽象内容，逻辑性、规范性及严谨性较高。一般教师在教学过程中主要采用“课上讲授+课下练习”的方式，这种教学方式容易让学生陷入“题海”战术，过多关注题目解答，以应付作业考试。因此大部分学生在学完本门课后，对公式定理的推导过程中所运用的思维逻辑未深入思考；对傅里叶、高斯等科学家的奋斗历程知之甚少；对课程中蕴含的哲学思维和辩证理论未曾探究；对如何提升自己才能在专业领域有所作为感到困惑；不知道这门课对于以后就业任职有何意义；更没有意识到如何提升自己才能为专业发展、国家高新技术的发展贡献力量。

专业课程思政是在充分认清课程的理论特点、思维方法和价值观念的基础上，不断整合和优化课程资源，将思想政治元素渗入到日常教学工作中，使学生在吸收知识的同时，不断充实科学的政治思想和正确的思维价值观[5]，使学生专业技能和政治素养同步提高，真正实现学习的意义和价值。

将课程思政融入到数字信号处理课程中，教师占有主导权[6]，第一，可以激发教师不断提高自身思想品格和政治素养，主动研究课程中的相关思政元素，以身作则，谨记“教师的人格是教育的基石”的谆谆教诲；第二，在教学过程中，教师将专业知识与思想政治教育巧妙结合，增加课堂教学的趣味性，使学生在收获知识的同时，能够深刻思考本课程学习的意义和价值，加强学生思想品德的培养，从而践行了“教师是人类灵魂的工程师”的责任担当。

二  基于大数据进行数字信号处理课程思政的设计思想

俗语云：“德不配位，难以致远;德才兼备，方堪大任”，过硬的思想政治品德应当是每一个专业技术人才必备的素质。在专业课程中理论知识大多以公式定理为主，思想政治内容较少，将思政教育融入专业课程学习是有效提升学生思想品格和政治素养的一种重要手段。在教学数据呈现爆发式增长的大数据时代，如何将海量的教学数据用到实处，与思政教育紧密融合，已成为教育工作者需要深入思考的一个重要问题。在大数据背景下，信息化、数字化和智能化等已成为新时代发展的重要趋势，数字信号处理作为信息处理领域一门重要的专业基础课，顺应时代发展潮流，在课程思政建设中运用大数据思维[7-8]，通过数据清洗、数据挖掘、数据关联、特情分析和趋势预测等关键技术，呈现海量教学数据背后反映出的教学问题、目标与价值，为加强课程学习中的德育教育和提升课程学习的精准性及高效性提供客观依据。通过大数据的技术优势，主要从以下三个方面进行数字信号处理课程思政设计。

（一）  汇聚数据资源，助力思政内容体系的系统化设计

结合专业人才培养目标及课程学习要求，围绕思想政治素质、科学文化素质、专业业务素质和身体心理素质等几个主要方面制定数据采集方案，基于大数据技术，利用互联网爬取、走访调研、申领和问券调查（包括线上和线下）等采集方式，以责任担当、政治意识、工匠精神、文化传承、职业规范和道德品质等主要元素汇聚思政数据资源。教师需要从教学过程的整体性出发研究课程思政的系统化设计，从开课到结课，从课上到课下，从线下到线上，结合数字信号处理课程内容的知识点，仔细梳理整个教学过程中的思政元素，并编入教案和教学计划当中，形成一个完备的数字信号处理课程思政内容体系，体现全员参与、全程育人、全方位育人[9]的思政理念。

（二）  助力思政资源的整合优化，提升思政融入的精准性

利用大数据技术可以实现海量思政资源的获取，但因为数据采集方式不同，可能会存在不同的结构和模式，比如图片、视频、文本和关系表等，因此数据存在复杂异构性。另外在课程学习过程中，为增加学生对思政内容的接受度，还需要考虑知识点与思政元素的关联度、关联方式等，需要对海量的思政资源做进一步的整合优化处理。基于大数据技术，进行数据筛选、清洗，最终以统一结构存储到数据库中，便于线上调取和查阅。通过大数据技术进行思政资源的整合优化，使思政元素与知识点紧密融合，采用学生喜闻乐见的方式，潜移默化地进行思政教育，在无形中让学生脑海中加入一些印记，心中产生一些感触，精神上获得一些力量，实现从知识向思维的转化。

（三）  助力多维评价，提升学情分析的精准性

教学评价是反映课程思政育人效果的一项重要指标，将思政内容考核纳入教学评价体系中，结合督导听查、同行互评和学生评教，明确评价对象，规范评价标准，细化评价内容，将评价方式向重思维、重创新和重品行等多维度转变。基于大数据技术对教学过程的全样本数据进行分析，可以实时、客观及精准地呈现学生在学习过程中产生的学习问题、思想动态变化等情况，预测学生的学习和思想动向，并对可能发生的特情进行预警，以便教师、教学管理者以及家长随时掌握学生的个人学习情况。这充分遵循了以人为本、育才育德的教育理念，从学生的客观实际需求出发，增强了思政内容的亲和力和针对性，提高学生的学习认同感。

三  大数据背景下数字信号处理课程思政的具体实践

数字信号处理课程的学习要求是需要学生掌握如何从时域、频域和复频域上对离散时间信号与系统进行分析，主要包括时域上和频域上信号抽样及重建的具体过程，z变换、离散时间傅里叶变换、离散傅里叶级数、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换的公式推导和计算，以及各种变换之间的关系和应用，还有一个特别重要的内容就是数字滤波器的设计及应用，需要将理论与实践相结合，通过实际的工程应用，让学生掌握分析问题、解决问题的方法。