[摘  要]高校教育的根本任務是立德樹人，課程思政是實現這一目標的有效途徑。本文根據信號與系統課程的特點，闡述了信號與系統課程思政育人的優勢，明確了課程思政的建設原則，提出了結合教學內容、時事熱點，采用多元化的教學方法進行課程思政的教學實施方案。結合“無失真傳輸與濾波”這一節的教學案例，闡述了課程思政的教學實施過程，以期為理工科專業教師實施課程思政提供理論和實踐參考。

[關鍵詞]信號與系統  無失真傳輸與濾波  課程思政  教學改革

基金項目：教育部產學合作協同育人項目《產學研融合發展下的高校人工智能專業師資培訓與創新提升》（項目編號：220901675263917）；陜西省高等教育教學改革研究項目《產學研協同“以研哺教、以賽促學”的雙循環網絡安全創新人才培養模式探索與實踐》（項目編號：21BY041）；西安理工大學教育教學改革課程思政專項《高校理工科專業課程思政建設路徑與實踐——以“信號與系統”課程為例》（項目編號：xsz2208）。

中圖分類號：G412       文獻標志碼：A

引  言

全面推進課程思政建設，在促進理論知識和技能學習的同時，做到立德樹人，是人才培養的應有之義。信號與系統是本科計算機技術類和信息技術類的專業基礎課，該課程以信號分析為基礎，主要講授線性時不變系統（簡稱LTI）的時域和頻域分析，要求學生掌握分析信號和系統的基本方法。由于數學推導復雜、抽象難學，容易導致學生在學習過程中接受相關知識的進程緩慢，因此在信號與系統課程中開展課程思政教育具有重要意義，可以避免學習理論知識的枯燥，在激發學生學習興趣的同時，做到立德樹人。

近年來，各個高校開始了課程思政建設的熱潮，與此同時，信號與系統課程思政教學也出現一些問題，例如專業知識和思政元素融合度不高、課程思政建設目標和建設思路不明確、專業教師課程思政意識薄弱以及課程思政的融入形式有待改進等。針對以上問題，本文提出了結合教學內容、時事熱點，采用多元化的教學方法進行課程思政的教學實施方案。最后結合“無失真傳輸與濾波”這一節的教學案例，闡述了課程思政的教學實施過程，為理工科專業教師實施課程思政提供理論和實踐參考。

信號與系統課程思政育人優勢與建設原則

1.信號與系統課程思政育人優勢

信號與系統涉及大量的數學知識，是通信原理、數字信號處理、自適應濾波器理論等課程的先導課程。該課程有如下思政育人優勢：

（1）該課程內容中包含很多馬克思主義哲學思維元素，例如辯證思維、系統思維等，可幫助學生樹立科學的三觀。

（2）該課程中涉及傅立葉、拉普拉斯、奈奎斯特、狄拉克等科學家，通過介紹他們的科學研究經歷和個人事跡，可以培養學生勇于探索和嚴謹求實的科學精神。

（3）該課程設置有很多實驗、課程設計環節，對培養學生獨立分析問題能力、設計/開發能力以及解決實際問題能力具有重要作用。

（4）我國的很多先進技術都涉及信號與系統相關知識，在課堂上向學生介紹我國在國際上的領先科學技術，對培養學生勇攀科學高峰的責任感、堅定不移的愛國情懷具有重要作用。

2.信號與系統課程思政建設原則

教師只有在教學過程中遵循一定的思政原則，才能保證課程思政建設的順利推進并且達到預期效果。

（1）適度性原則。思政元素的數量要適宜。思政元素過多會占用原有教學體系時間，也可能會引起學生反感失去思政教學的意義。思政元素過少有可能導致教育流于表面，不能深入學生內心，達不到真正的育人效果。

（2）漸進性原則。思政教學方法要循序漸進。教師只有由淺入深地開展思政教育，因材施教，才能引導學生在潛移默化中提升自己的三觀。

（3）有機性原則。思政元素和教學內容要有機統一。教師要深刻認識到自己的教學責任，做好思政元素和課程內容的有機結合，防止課程思政“標簽化”。

（4）求實性原則。思政教學要符合時代要求和課程要求。教師應以課程培養目標為著力點，結合社會實際、學校實際、學院實際與專業實際，制定切實可行的思政教學方案。

信號與系統課程思政教學實施方案

1.找準思政元素與專業知識的契合點，設計有機互融的方式

教學內容是課程的知識化載體，可以結合教學內容和生活實例，通過引入思政元素，促進課程思政和專業內容教學相長，達到事半功倍的育人效果。同時，要避免教學過程中思政元素選取不當的問題，盡量選取能引導學生積極向上、增加學生認同感的思政元素。

例如：在講述“LTI系統時域分析”時，教師由激勵和響應的關系，引出輸入行為決定輸出的結果，鼓勵學生在生活中多學習有益知識，樹立積極向上的三觀。在講述“LTI系統的時域和頻域分析”時，教師從客觀事物具有兩面性的角度，引導學生變換角度看問題。在講述“離散系統的z域分析”時，教師引出z變換在水下聲吶、雷達等通信系統中的應用，培養學生愛黨愛國的高尚情操和科教興國信念。

2.以時事熱點和社會針對性問題為切入點，引導學生展開討論并進行思政教育

隨著互聯網時代的到來以及手機、電腦的普及，有理想、有抱負的年輕一代對社會熱點問題的關注度不斷提高。當前教學模式中，教師在課堂中處于主導地位，課堂模式單一，課堂氛圍難免沉悶。面對學生學習熱情不高的問題，教師可以把時事熱點融入課堂中，讓學生展開討論發表自己的意見和見解，教師適時引導，提高學生的學習熱情。

例如，在“無失真傳輸與濾波”一節，講述我國神舟十六號載人飛船在酒泉衛星發射中心發射成功，中國成為繼美國、俄羅斯之后第三個獨立掌握太空對接技術的國家。自2003年我國第一艘載人飛船神舟五號成功發射，我國的航空事業取得了突飛猛進的發展。教育學生認識百年風雨志為堅的道理，培養學生的創新意識，弘揚愛國主義情懷。

同時，結合時事熱點問題，在“LTI系統的頻域分析”一節，講述2022年2月至今，俄羅斯和烏克蘭戰爭沖突爆發，在互聯網上掀起了信息的戰火，這也是一場信息戰、情報戰、電子戰。俄軍利用“Zhitel”便攜式通信干擾站對烏克蘭軍隊的通信實施了全方位的偵察、干擾，教導學生只有掌握先進的科學技術，才能在國際上處于主導地位，激發學生科教興國的責任感。

3.采用多元化教學方式，組織和引導學生積極參與課程思政過程

教學過程的主體是學生，課程思政的側重點在于提高學生的情感體驗和認同，教師采用多元化的教學方式可以提高學生學習的積極性和參與度，形成情感的體驗和感悟。

為了讓學生更好地感受、接受、融入思政教育，在教學過程中，教師需要組織和引導學生積極參與課程思政的教學過程。例如，在教學過程中采用翻轉課堂、matlab仿真實驗、項目實踐活動等。同時，教師可以采用課上課后、線上線下、理論實踐相結合的三位一體模式開展教學工作。另外，要鼓勵學生積極利用所學知識參加“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”全國大學生系列科技學術競賽、中國大學生工程訓練綜合能力競賽等大學生科技競賽，提高學生發現問題和解決問題的能力以及實踐動手能力。

課程思政教學實施案例

本文以“無失真傳輸與濾波”為例，闡述開展課程思政的教學改革過程。

1.教學目標設計

無失真傳輸和濾波起到了聯結信號與系統關系的作用。通過“無失真傳輸與濾波”這一節內容的學習，學生能夠更全面地理解連續時間信號與系統的頻域分析方法，掌握無失真傳輸與濾波的理論和應用。

具體知識目標：深刻理解無失真傳輸與濾波的定義；掌握無失真傳輸系統和濾波器的頻率響應函數及其基本條件；理解各種濾波器在通信、圖像處理、信號處理中的應用。

具體能力目標：能利用matlab設計濾波器，加深對無失真傳輸和濾波器的理解，提高工程實踐動手能力；觀察濾波前后信號的變化，加深對無失真傳輸和濾波的認識，提高學生發現問題和解決問題的能力。

具體思政目標：樹立馬克思辯證唯物主義思維，認識到任何事物都不是絕對的，引導學生辯證地看問題；培養學生嚴謹求實的學習習慣；樹立科教強國觀念，弘揚愛國主義情懷，培養學生勇于探索的科學精神。

2.教學過程設計

“無失真傳輸與濾波”教學環節設計如表1所示。

（1）回顧LTI系統的頻域分析，引出問題

教師回顧連續時間LTI系統的頻域分析過程，將激勵的頻譜函數乘以系統頻率響應函數得到輸出信號的頻譜函數，引出問題“連續時間信號的頻域分析這一過程在實際問題中有什么作用？”讓學生思考和討論，激發學生的學習興趣，培養大學生對未知事物的好奇心，突破舒適區，在對未知事物的探知中擴大自己的知識版圖。

（2）結合實際問題，引出信號的無失真傳輸與濾波

教師講述在很多現實場合中用戶希望信號通過系統后不產生失真，如數字電視信號的傳輸、通信系統中信號的放大和衰減等，引出無失真傳輸、系統的頻率響應以及濾波的概念。教師分析無失真傳輸和理想濾波器在現實中無法實現的原因，并介紹在實際應用中系統只要在信號有效頻帶范圍內滿足相應的條件即可。通過講述，使學生認識到以上思想符合馬克思辯證唯物主義思維，任何事物都不是絕對的，培養學生辯證思考問題的能力。雖然沒有十全十美的事物，但是要善于發現優點，懂得取舍之道，不斷加強學習，完善自我。

（3）利用matlab進行信號的低通濾波

教師指導學生利用matlab對合成連續時間信號進行濾波，并引導學生調節濾波器或原始信號的參數，觀察相應波形的變化。通過理論和實踐的相互印證，觀察分析參數變化引起系統輸出變化的現象，培養學生嚴謹求實的學習態度。

（4）濾波器在實際工程中的應用

教師講述濾波器在有線/無線通信、控制、圖像處理、信號處理等工程應用中的重要作用，例如數字電視信號的傳輸、我國的5G通信系統、北斗導航系統等。通過講述生活實際案例幫助學生樹立科教強國觀念，弘揚愛國主義情懷，培養學生勇于探索的科學精神。

（5）課堂小結

教師引導學生對無失真傳輸和濾波相關知識進行總結。教師說明無失真傳輸和濾波起到了聯結信號與系統關系的作用，時域采樣定理建立了連續時間信號和離散時間信號之間的橋梁，引出下節的時域采樣定理，培養學生總結問題和歸納問題的能力。

3.教學效果調查統計

為了及時了解課程思政教學實施效果，本文對計算機科學與技術專業學生進行了課程滿意度調查，參與學生69人，統計結果見表2。學生總體上對課程思政的教學效果滿意，認為思政內容與專業知識較匹配，有助于專業學習。個別學生存在不滿意的情況，反映了個體情感體驗的差異性，希望教師正視不足、總結經驗，進一步健全課程思政教學方案，提高教學質量。

結  語

教育的根本任務是立德樹人。信號與系統課程在通信、語音信號處理、視頻信號處理等領域均有廣泛應用，課程本身蘊含著豐富的思政元素。探索思政內容的選擇和融入路徑，開展結合課程思政的教學模式，可以使教學過程更加鮮活，提高學生的學習興趣和動力。對于本課程的課程思政建設仍然需要不斷探索和實踐，教師也要與時俱進不斷進步，及時總結教學過程中的經驗和不足，健全課程思政教學過程，全面提高人才培養質量。

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（李曉花、蔡磊、張九龍、王一川、劉璐、金海燕：西安理工大學計算機科學與工程學院）