新工科信息類專業課程思政育人實踐

［摘 要］目前，信息類專業人才培養存在“重教書輕育人、重智育輕德育”的問題。為全面落實立德樹人根本任務、提高課程思政教育質量，筆者從理論課程教學、實踐課程教學兩方面進行了新工科信息類專業課程思政育人實踐，通過開展具有專業特色的端正“三觀”、科學方法、科學精神、職業素養以及心理健康等方面的思政教育，實現價值塑造、知識傳授和能力培養的有機統一，進而培養品德端正、全面發展的優秀新工科人才。

［關鍵詞］信息類專業；立德樹人；新工科；課程思政

［中圖分類號］G641 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）11-0112-04

新工科是我國高等工程教育在新科技革命、新產業革命、新經濟背景下工程教育改革的重大戰略與部署，要求培養的工科人才必須具備更高的創新能力和跨界整合的能力，強調德才兼備、繼承與創新、交叉與融合[1]。信息技術是現代活力強、應用面廣的高新技術，如何構建符合時代特色的信息類專業人才培養模式，以滿足新時代行業人才需求，是信息類專業建設與發展的重要課題。

才者，德之資也；德者，才之帥也。人才培養是教書和育人相統一的過程，而育人是根本。人無德不立，育人的根本在于立德。但目前信息類專業人才培養存在“重教書輕育人、重智育輕德育”的問題，也就是專業課程教師只教專業知識，認為思政教育是思政課程教師的任務。傳統的思政教育以思想政治理論課程教學為主，往往局限于抽象理論灌輸，未能結合專業實踐進行應用分析，導致學生理解不深刻，難以對學生品行發展及專業造詣產生深遠影響。由于信息類專業課程具有邏輯性強、概念抽象、推導煩瑣等特點，加上內容多、學時緊，部分高校的思政教育被當作一種表面形式排擠在專業知識教學之外，德育工作難以落實到專業課堂教學中[2]。

教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》強調：全面落實立德樹人根本任務，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體[3]。筆者根據因材施教的基本原則，對信息類專業理論課程思政教育和實踐課程思政教育兩方面進行了如下創新與實踐，以達到融“素質、知識、能力”為一體的新工科人才培養目的。

一、理論課程思政教育

（一）理論教學中的人生觀思政教育

“人才”必須先“成人”再“成才”。所謂“成人”，最重要的是具有端正人生觀的智慧。信息類專業大學生也不例外，只有足夠智慧，才能在瞬息萬變的信息專業領域從容應對各種風險與挑戰、發揮聰明才智。信息類專業理論課程教學是培養信息類專業人才的主要環節，利用其進行思政教育最基本、最重要的方法是有效融入端正人生觀的思政教育。以通信工程、電子信息工程等信息類專業的主干專業課程通信原理為例，筆者在進行數字調制技術的教學時，對比了幾種主要的數字調制技術的優缺點和應用領域[4]：幅移鍵控的優點是設備簡單、頻帶利用率較高，缺點是抗噪聲與抗干擾能力較差，主要應用于無線電報，是其他數字調制方式的基礎；頻移鍵控的優點是抗噪聲與抗干擾能力較強，缺點是頻帶利用率較低，主要應用于中低速數字通信，如短波無線電通信；相移鍵控的優點是抗噪聲與抗干擾能力較強、頻帶利用率較高，缺點是設備較復雜，主要應用于中高速數字通信，如藍牙通信。筆者對比了各種數字調制技術的優缺點和不同的應用領域，發現沒有哪一種數字調制技術是萬能的，因此可引申到關于端正人生觀的思政教育：正所謂尺有所短，寸有所長，我們人類也是一樣，金無足赤，人無完人，只有取長補短，才能物盡其用，人盡其才。筆者接著簡要介紹了著名理論物理學家楊振寧的成才故事。楊振寧在美國留學時一開始研究的是實驗物理，但由于他的動手能力較差，在該方向上一度止步不前，后來在導師的建議下將研究方向更改為理論物理，充分發揮了他邏輯思維能力強的優勢，在該領域提出了弱相互作用中的“宇稱不守恒定律”，最終獲得了諾貝爾物理學獎，成為著名的理論物理學家。由此引導學生客觀看待自己的優缺點，不驕不躁，改變能改變的缺點，接受改變不了的缺點，揚長避短，亦能實現自己的人生價值。另外，該知識點教學的另一啟示是在實際應用這些數字調制技術的時候，要根據實際應用的要求，選擇性能最優、代價最小的數字調制技術，由此引申到科學方法論的思政教育：當魚與熊掌不可兼得的時候，要根據實際需要和成本代價綜合考慮決定選擇魚還是熊掌，即解決問題要抓住主要矛盾，選擇能夠解決主要矛盾、成本代價最小的解決方法。

再以專業基礎課程信號與系統為例，筆者在進行系統穩定性的教學時，先介紹穩定系統的物理含義是當系統受到一定程度的外部干擾時仍然能夠保持平衡狀態。如果連續系統的單位沖激響應的絕對值對時間的積分有界或者離散系統的單位序列響應所有樣值的絕對值之和有界，那么該系統穩定，反之也成立。單位沖激響應和單位序列響應都是由系統本身的特性決定的，與系統的外部激勵無關。因此，系統是否穩定的決定性因素是系統本身的特性而非外部激勵。隨后，筆者引申到關于端正人生觀的思政教育：內因是個人穩定發展的根本原因，它決定著個人發展的基本趨向；外因是個人穩定發展的外部條件，對個人的發展起著加速或延緩的作用，外因必須通過內因才起作用。個人事業和生活發展的決定性因素是個人自身的心智、能力、努力等內因，家庭條件、社會機遇等外因起到推波助瀾的作用。個人事業和生活在發展過程中不可避免地會遇到各種挑戰，而個人自身的成熟心智、突出能力、不懈努力等內因才是保障自己平穩過渡的根本。筆者在進行傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換三種信號分析方法的教學時，分析了如下幾種信號分析方法之間的聯系[5]：當收斂域包含虛軸，傅里葉變換可以看成虛軸上的拉普拉斯變換；當收斂域包含單位圓，傅里葉變換可以看成單位圓上的Z變換；Z變換可以看成復變量s平面映射到復變量z平面的拉普拉斯變換。筆者總結了各種信號分析方式都是對同一事物的不同描述方式，在一定條件下是可以相互轉化的，然后引申到關于端正人生觀的思政教育：世界萬物是普遍聯系的、相互影響的。古人云：“不識廬山真面目，只緣身在此山中?！币簿褪钦f，我們必須堅持系統觀念，只有用普遍聯系的、全面系統的、發展變化的觀點觀察事物，才能準確把握事物發展規律。筆者接著講述了經濟發展和生態保護之間的關系，引用黨的二十大報告中“人與自然是生命共同體，無止境地向自然索取甚至破壞自然必然會遭到大自然的報復”“堅持可持續發展，堅持節約優先、保護優先、自然恢復為主的方針，像保護眼睛一樣保護自然和生態環境，堅定不移走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，實現中華民族永續發展”[6]的論述，引導學生堅持“綠水青山就是金山銀山”的理念，要敬畏自然、順應自然。

（二） 理論教學中的世界觀思政教育

專業基礎課普通物理課程是研究客觀世界的物質結構、運動以及物質之間相互作用的自然科學[7]，其蘊藏著的人類認識客觀世界的哲學思想，能夠幫助學生樹立科學的世界觀，正確觀察世界，深入分析問題。

例如，筆者在進行曲線運動的教學時，先分析了曲線運動和直線運動的區別與聯系：兩者的運動軌跡是不同的，前者的運動軌跡為曲線，后者的運動軌跡為直線；但在極短的時間內，曲線可以看成極短的一段直線，因此曲線運動可以分解成兩個互相垂直的方向上的直線運動。接著總結了“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同”的含義，即如果改變看問題的角度，看似不同的兩種事物是可以辯證統一的。再引申到關于科學世界觀的思政教育：事物的對立統一規律是辯證唯物主義三大基本規律之一，也是最根本的規律，其認為一切事物都具有對立面，對立面之間存在著互為統一的辯證關系。由此教育學生一切事物內部、事物之間都存在矛盾。在面對復雜的社會和人際關系時，應該保持對立統一的辯證思維模式，尊重社會多樣性，協調各方利益，推動社會和諧發展。

又如，筆者在講授物質的氣相、液相、固相三種物態之間的相變時，舉例水在受熱時，溫度不斷升高，當溫度達到100℃時，水會開始沸騰，形成水蒸氣，水的物態由液相變為氣相。這是因為水在受熱時，分子不斷運動，當溫度升高到一定程度時，分子運動速度變快，分子間的相互作用力變弱，水分子脫離液體表面，形成水蒸氣。而水在遇冷時，溫度不斷降低，當溫度降到0℃后，水會開始結晶，變成冰，水的物態由液相變為固相。這是因為水在遇冷時，水分子運動變慢，分子間的引力使變慢的水分子慢慢進行有序的排列，水分子的運動空間變小，就成為結晶體狀的冰。筆者總結了物質的相變是一種由量變引起質變的現象，然后引申到關于科學世界觀的思政教育：量變質變規律是辯證唯物主義的基本規律之二，其認為任何事物的發展都必須從微小的量變開始，當量變積累到一定程度，才能引起事物性質的變化、飛躍和發展。由此引申到關于科學世界觀的思政教育：九層之臺起于壘土，勿以惡小而為之；千里之堤潰于蟻穴，勿以善小而不為。積善成德厚德載物，千里之行始于足下。

再如，筆者在講授人類對宇宙的認識歷程時，介紹了中國古代盤古開天辟地的傳說、古希臘天文學家歐多克斯的地心說、波蘭天文學家哥白尼的日心說，及近代德國物理學家愛因斯坦的超圓體假說、現代宇宙大爆炸理論及其佐證——宇宙微波背景輻射，總結了人類對宇宙的認識發展不是直線式前進而是螺旋式前進的。由此引申到關于科學世界觀的思政教育：否定之否定規律是辯證唯物主義的基本規律之三，揭示了事物發展的特點是自我否定、向對立面轉化，是前進性與曲折性的統一。學生應正確對待學業發展過程中遇到的各種問題，不忘初心、牢記使命，櫛風沐雨，砥礪前行。

（三）理論教學中的價值觀思政教育

在教學專業相關理論和技術的應用時，可以補充介紹世界領先的我國自主研發相關技術的案例，對學生進行“愛國、敬業”等社會主義核心價值觀的思政教育，以激發學生對祖國、對專業的自豪感和“為中國崛起而讀書”的使命感。例如，筆者在專業基礎課程計算機應用基礎教學中介紹了我國自主研制的、世界上首臺峰值性能超過十億億次每秒的超級計算機“神威·太湖之光”，其曾應用到對我國第一個載人航天飛行器“天宮一號”返回路徑的數值模擬，為“天宮一號”順利返航提供精確預測[8]。又如，在專業課程數字電子技術教學中介紹了門電路的應用——芯片設計，并引入近年華為自主研發的麒麟系列手機芯片，突破了美國對其手機芯片封鎖的案例[9]。再如，在專業課程通信原理教學中介紹了相移鍵控調制技術的應用——衛星導航，并介紹了我國基于國家安全和經濟社會發展需要自主研發的、獨立運行的北斗衛星導航系統，其是聯合國認可的四大全球衛星導航系統之一，于2023年正式加入國際民航組織標準，成為全球民航通用的衛星導航系統，推進了國際化、市場化、產業化應用。

二、 實踐課程思政教育

實踐出真知。信息類專業實踐課程教學作為培養信息類專業人才的重要環節，應結合實踐內容有效融入科學方法、科學精神、職業素養以及心理健康等方面的素質教育。

（一） 實驗教學方面

在傳統的以實驗箱為主要實驗工具的實驗課程中，教師可以增加相應的仿真軟件實驗，例如數字電子技術實驗可以增加Multisim電路仿真實驗，通信原理實驗可以增加MATLAB通信仿真實驗，并要求學生將軟件仿真結果和實驗箱操作結果進行對比，分析誤差產生的原因，強調實驗數據要實事求是、實驗報告不得抄襲，由此可以對學生進行求真務實、學術誠信等科學精神的思政教育。

在傳統的以MATLAB編程軟件為主要實驗工具的實驗課程中，教師可以增加人工智能的基本編程實現方法——Python編程實驗。例如，數字信號處理實驗可以增加FIR和IIR數字濾波器的設計實驗[10]；數字圖像處理實驗可以增加圖像變換、圖像增強和圖像分割等Python編程實驗[11]。要求學生對比兩種編程實現方法的信號分析與處理效果以及編程復雜度，由此可以對學生進行關于科學思維方法的思政教育：新辦法解決老問題。引導學生關注人工智能技術與本專業交叉融合的新前沿新趨勢，由此可以對學生進行勇于創新、與時俱進等科學素養的思政教育。

（二）" 課程設計方面

課程設計是信息類專業理論課程的重要實踐教學環節。以單片機原理及接口技術課程設計為例，要求學生綜合運用相關理論課程知識進行基于單片機的電子作品設計，一般由三名學生組隊共同討論決定總體設計方案，其中一名學生負責硬件設計，一名學生負責程序設計，一名學生負責系統集成和性能測試，每名學生獨立撰寫課程設計報告。指導教師可以安排一次中期檢查，在發現設計進度滯后、學生受挫消極等情況時，及時進行“抗挫折”思政教育：要積極樂觀地面對挫折困難，即把挫折困難當作發現問題、完善自我的機會，要堅持“辦法總比困難多”“沒有時間解決不了的問題”的信念，幫助學生調整心態、樹立信心，避免學生鉆牛角尖甚至走極端的情況發生。指導教師要寬容耐心地幫助學生分析查找設計關鍵問題，引導學生尋找切實可行的解決辦法，鼓勵學生在應對挑戰的過程中提升分析問題、解決問題的能力。

三、結語

針對目前信息類專業教學中存在的問題，筆者結合“立德樹人”的教育理念及新工科整體改革目標，根據因材施教的基本原則，在信息類專業的理論課程教學和實踐課程教學兩方面就如何提高課程思政教育質量進行了研究與實踐。信息類專業課程思政要從新工科人才培養的要求出發，在專業課程教學過程中潛移默化地對學生進行具有專業特色的端正“三觀”、科學方法、科學精神、職業素養以及心理健康等思政教育，以提高學生的品德素質，培養德才兼備的新工科人才。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 中華人民共和國教育部. 教育部辦公廳關于推薦新工科研究與實踐項目的通知[EB/OL].（2017-06-21）[2023-11-15].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201707/t20170703_308464.html.

[2］ 陳建軍，曾浩，蔣陽，等.電子信息類專業課程思政體系研究[J].高教學刊，2023，9（24）：169-172.

[3］ 中華人民共和國教育部. 教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知[EB/OL]. （2020-06-01） [2023-11-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[4］ 樊昌信，曹麗娜. 通信原理[M]. 7版.北京：國防工業出版社，2013.

[5］ 吳大正.信號與線性系統分析[M].5版.北京：高等教育出版社，2019.

[6］ 習近平.高舉中國特色社會主義偉大旗幟" 為全面建設社會主義現代化國家而團結奮斗：在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告[J].中國人大，2022（21）：6-21.

[7］ 趙近芳，王登龍.大學物理學：上[M].6版.北京：北京郵電大學出版社，2021.

[8］ 武云云，熊曾剛，王曙霞，等.大學計算機基礎教程Windows 7+Office 2016[M].北京：清華大學出版社，2021.

[9］ 余孟嘗. 數字電子技術基礎簡明教程[M].3版.北京：高等教育出版社，2006.

[10］ 高志斌，林和志，馮超. 應用Python改進信號處理類實驗教學[J].現代計算機，2019（4）：49-52.

[11］ 楊曉玲.基于人工智能的數字圖像處理課程教學改革實踐[J]. 職業教育，2021，20（1）：61-65.

［責任編輯：鐘 嵐］