數字信號處理課程思政建設研究

摘要：數字信號處理課程結合學校辦學定位、專業特色、課程建設特點以及學生素質短板，將培養學生學習強國的信念、服務行業的職業操守和投身社會主義建設的理想的課程思政目標融入教學目標中。基于課程知識體系特點和人才培養定位，以基礎理論為支撐，以工程應用為靶向，確立了課程思政與專業教學協同育人的建設思路，深入挖掘課程知識模塊中蘊含的德育因素，使專業知識傳授、能力培養與價值觀教育有效融合，實現思政教學與專業教學優勢互補，逐步推進本課程思政教學的規范化，旨在培養具有科學和人文素養的高級應用型人才。

關鍵詞：課程思政；數字信號處理；教學設計；課程評價

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）14-0141-03

0引言

建設指導綱要2020年5》月明確要求在全國高校及所有學科中全，教育部頒布的《高等學校課程思政面推進課程思政建設，該綱要提出了五大關鍵舉措——廣共享、強培訓、重合作、樹表率、深研究[1]，為思政融入課程教學的研究提供了重要指導。此文件強調，課程思政旨在傳授知識的同時，著重培養學生的思想政治素質、道德品質和社會責任感，構建覆蓋全體教師、貫穿教育全程、融合所有學科的全方位育人體系。高校據此廣泛開展課程思政改革實踐，緊密聯結專業課程與思想政治理論課，全面培育學生的品德、能力與素養，直接推動了課程思政建設的深入實踐[2-3]。

數字信號處理是高校電子信息類專業的專業基礎課程，通過這門課程，培養學生掌握數字信號處理的基本原理和技術，為今后從事相關領域的科研和工作打下堅實基礎。在數字信號處理課程中融入課程思政的教學改革已有很多研究成果，例如王玲等人使用身邊人、身邊事、學情分析、工程案例、信號處理雜談等方式，將思政元素融入數字信號處理課程教學中，取得了良好的教學效果[4]；顧相平將應用實例引入數字信號處理理論，引導學生認真學習專業知識的同時，增強社會責任感和使命感，將教學小課堂和社會大課堂相結合，有機融入思政元素，提升教學效果[5]；吳艷云等人通過創新教學方法，提升了數字信號處理課程的教學質量和效果[6]。研究成果表明課程思政建設能夠提高學生的思想政治素質、社會責任感和愛國情懷，本文對數字信號處理課程中專業知識與課程思政的有效融合、課程教學效果的評價進行了研究和實踐。

1數字信號處理課程思政目標與專業課程目標的融合

本課程圍繞學校辦學定位、專業特色、課程建設特點以及學生素質短板4個方面，課程思政總目標是培養學生堅定學習強國的信念、強化服務行業企業的職業操守，樹立投身社會主義建設的理想。在教學設計中，將課程思政目標融入專業知識教學目標中，覆蓋理論與實驗教學全過程，增強學生科技強國的自我驅動意識，促進科學與人文素養全面發展。根據4個課程目標的教學特點，針對性融入課程思政目標，促使學生更好地理解課程思政教學內容，融合后具體的課程思政目標如下。

1）建立完善的工程理論知識體系，具備應用相關數學模型分析信號與信，深刻理解數字息處理復雜工程問題的能力，培養學生學習強國的信念與服務行業的職業操守。

2）通過理論與實踐教學的結合，增強創新思維，培養精益求精的探索，提升學生分析與精神，爭做具有“大國工匠精神”的高級應用型人才。

3）培養工程實踐能力，使學生全面了解復雜工程，正確理解工程與社會、個人與團隊的關系。

4），增強學生針對復雜數字信號處理問題的實驗研引導關注工程技術人才的全面發展需求，訓練自我培養意識，促進科學與人文素養的全面提升。

2數字信號處理課程思政元素與教學內容的融合

數字信號處理課程思政元素與教學內容的融合，旨在通過專業知識的學習，堅定學生學習強國的信念、培養學生的大國工匠精神，課程強調知識產權意識的培養，促進學生在個人成長與團隊合作中注重創新發展，理解國家與行業對全面發展的工程技術人才的要求。課程教學包括10個部分內容，分別是時域離散信號和系統、時域離散信號和系統的頻域分析、離散傅里葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）、模擬信號數字處理、信號的相關函數和功率譜、IIR數字濾波器（IIRDF）設計、FIR數字濾波器（FIRDF）設計、時域離散系統的實現、工程應用案例、綜合設計型實驗。課程設計有4個教學課程目標，其中課程目標1包括時域離散信號和系統、時域離散信號和系統的頻域分析；課程目標2包括離散傅里葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）、模擬信號數字處理、信號的相關函數和功率譜、時域離散系統的實現；課程目標3包括IIR數字濾波器（IIRDF）設計、FIR數字濾波器（FIRDF）設計和工程案例；課程目標4包括4個綜合設計型實驗。

課程在線上線下相結合的混合式教學模式中，將思政目標及思政元素融入具體教學內容中，具體敘述如下：在課程目標1的兩章教學內容中引入學習強國的專題案例，培養學生具有強國有我的堅定信念和服務行業企業的職業操守；課程目標2包含的四章教學內容中引入大國工匠案例，培養學生嚴謹細致的科研精神和科技強國的理念；課程目標3包含的三章教學內容中引入知識產權、獨立自主創新的專題案例，培養學生堅定獨立創新和科技強國的信念；課程目標4包含的實驗教學內容中引入國家和行業對電子信息類人才的要求專題案例，培養學生具有可持續發展和自我培養的意識。

課程針對每部分的教學內容，設計了相應的思政案例作為支撐，這些案例嵌入教學內容之中，形成了表1所示的教學內容，有效促進了思政教學與專業知識的深度融合，旨在從多個視角激發學生對正確價值觀的認同與踐行，傳遞積極向上的精神力量。

3數字信號處理課程思政教學設計

本課程將價值塑造、知識傳授和能力培養融為一體，將批判性思維、解決問題的能力、創新和團隊協作等方面的能力引入課程思政教學過程中，通過設計多樣化、啟發性的教學方法，促進學生全面發展。課程構建了線上線下混合式教學模式，融合教學資源，提高教學效果和學生參與度。根據課程需要支撐的畢業要求指標點，確定課程目標、組織教學內容，確定課程思政內容的切入點。引入思維導圖，將教學內容和課程思政融合；通過項目案例分析，結合課程思政，合理安排教學形式、教學方法和學時。以思維導圖為例，這個教學環節首先由教師給出初步思維導圖，然后由學生給予教學內容和課程思政融合的具體細節補充，教師最后進行總結提升后結束。學生通過梳理知識點，思考相關的課程思政要素，進一步實現育人的效果。

以第2章中的“信號分解”為例，建立思維導圖。課程思政的切入點為“傅里葉分解思想”，學生通過思維導圖了解傅里葉的研究背景、研究成果以及同時期科學家的相關關系，加深對傅里葉變換背景的理解，降低對公式的畏難情緒。具體教學設計中首先講解為什么要分解信號、信號分解的知識；強調信號分解在信號處理、通信系統、圖像處理等多個領域的廣泛應用；使用音頻信號的降噪處理案例，說明信號分解從復雜的信號中提取出有用信息，濾除噪聲干擾，提高信號質量的作用，引導學生思考信號處理的重要性，并自然切入傅里葉分解思想的介紹，講述傅里葉所處的時代背景和同時期的相關科學家，加強學生對講述內容的熟悉感接著闡述傅里葉熱傳導理論研究中提出的傅里葉變化理論、及這個理論如何發展成為信號處理領域的重要理論。在這個過程中強調傅里葉堅持不懈的科學研究精神，引導學生思考科學探索的艱辛與價值，與學生討論科學技術在社會發展中的作用，強調作為未來工程師或科學家的學生，應承擔起推動科技進步、服務社會的重任。

4數字信號處理課程思政教學方法及課程考核評價研究

本課程的思政考核評價與課程目標達成度評價相結合，重點評估學生對專業課中涉及的思想政治理論知識的理解程度，包括理論體系、歷史背景和相關概念。通過線上作業、線上討論數據、線下小組討論、文獻查閱和報告展示等形式，考核學生對課程思政內容的接受程度，以確保課程思政目標的達成。

數字信號處理課程堅持以學生為中心，采用線上線下相結合的教學與考核方法，最大程度培養學生的自主學習意識和能力。線上教學采用學生-教師主輔結合的方法，即學生自主學習為主，教師提供輔助。教師通過在線發布學習任務，參與線上討論與回答問題，輔助學生學習；學生使用智慧樹平臺線上資源自主完成學習和測試。線下采用教師-學生雙主導的方法，即教師和學生均處于主導地位。教師以學生學習效果為產出目標，針對教學內容的重難點，挖掘教學內容的思政元素與多重價值，重視“背景、關系、方法和意義”的內涵，強化重點、難點、工程案例和思政案例的相互連接，使用工程案例講解、程序設計訓練、課程思政案例引導、知識點思維導圖梳理、專題研討等不同的教學手段和方法促進學生投入課程學習，提升學習體驗和效果，幫助學生提升學習體驗和效果及培養復雜工程問題的數字信號處理解決能力；學生需要積極完成案例分析、編程訓練、文獻查閱等任務，融入教師設計的教學情境，主動反饋學習問題與思政學習效果，強化自主學習意識，注重自我培養問題分析與方案設計能力，努力提升課程學習效果，并且學生要主導各項學習任務執行，培養自主學習意識與能力。

課程按照“課前自學-課堂導學-課后測評”組織實施。課前自學階段，教師發布線上學習任務，學生按要求完成線上視頻、測試等自學任務。課堂導學采用“精講+互動”模式，教師在線下課堂聯合智慧樹線上翻轉課進行重難點講解、工程應用與思政案例剖析、習題計算與編程訓練；學生積極參與課堂互動。課后測評階段，學生在線下完成作業、實驗，開展項目開發、擴展閱讀及思維導圖梳理，在線上完成測驗、問題討論、考試及課程評價；教師線上完成資源維護、平臺學情分析，線下完成輔導答疑、課程質量評價與持續改進。

本課程依據工程教育認證要求和課程自身特點建立了考核評價與持續改進機制，該機制首先設計有效的教學環節，采用線上主輔結合模式和線下雙主導模式相結合的教學方式將“課程思政”引入課程目標開展教學。其次機制完善了考核環節，主要對課程目標、思政目標的達成情況進行考核和評價，包括定量評價和定性評價兩種方式。定量評價通過線下作業、線上作業、考試測驗、討論數據、實驗過程考核與質詢、實驗報告等量化指標來衡量；定性評價則通過任課老師的聯合評價、專業負責人的初審和評價工作小組的集體審核來評估。該機制將線上學習過程、線下學習過程、實驗設計過程、實驗報告、線下測驗、作業、編程、考試成績等均納入了考核，均分配了成績比例；最后課程建立了由學校督導、學院督導、行業專家、上課學生的共同監督和評價的監督評價環節。

5結論

本次數字信號處理課程思政實踐研究堅持資源信息化，課程思政案例化，在課程目標中融入課程思政目標，打造課程思政全覆蓋教學內容。教學團隊與學生共同挖掘適合的思政元素，由學生提出感興趣的話題，教師總結提升以加強課程思政話題與學生的共鳴。課程堅持在線上線下教學各環節中均強調學生的主導地位，通過翻轉課堂，引導學生開展綜合應用工程案例講解、程序設計訓練、課程思政案例討論、知識點思維導圖梳理、專題研討等教學活動。通過多種教學手段和方法引導學生投入課程思政學習，提升學習體驗和效果。

未來，將進一步深入挖掘并融合更多富有時代精神的思政元素，緊密跟隨科技發展的步伐，不僅彰顯專業知識的獨特性，更要緊扣學科發展前沿，在傳授專業知識、提升專業技能的同時，有效引導學生樹立正確的價值觀，實現知識教育、能力培養與價值塑造的深度融合，持續增強數字信號處理課程思政教育的成效。

參考文獻：

[1]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（教高〔2020〕3號）[EB/OL].http//www.moegovcn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437html.

[2]屈波，陳浩，杜華明，等.思政元素融入高校自然資源學實踐項目的設計[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2023，36（6）：72-74.

[3]趙春暉“.學思用貫通知信行統一”在高校課程思政中的實踐[J].高教學刊，2023，9（9）：39-42，47.

[4]王玲，許可，萬建偉，等.數字信號處理課程思政教學實踐[J].工業和信息化教育，2024（4）：24-27.

[5]顧相平.數字信號處理課程思政教學改革實踐[J].創新創業理論研究與實踐，2020，3（23）：19-20，26.

[6]吳艷云，吳霆.數字信號處理課程思政的教學改革與實踐[J].廣東輕工職業技術學院學報，2023，22（3）：64-67.

【通聯編輯：王力】