信号与系统课程教育改革论文

[摘要]就现阶段我国各高校通信工程专业信号处理课程设置教学实际情况来看，课程教学存在一些问题，导致学生学习水平难以实现质的飞跃。以下是小编精心整理的《信号与系统课程教育改革论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

信号与系统课程教育改革论文 篇1：

农林院校操作系统课程实践教学的思考

摘要：深入研究农林院校操作系统课程实践教学面临的困难，提出实践教学内容的改革方案，给出三类实验项目的安排思路，并就实践教学组织方面的关键问题，如实验课时的安排、实验指导教师的配备及课程实践教学网站的建立等提出具体改革建议。

关键词：操作系统；课程实践教学；教学改革

操作系统作为一门课程一直是计算机类专业的核心课程，在2007年出版的《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》一书中被列为7门公共核心课程之一。操作系统作为一个最庞大最复杂的系统软件，涉及到计算机系统的许多软硬件方面的知识，如硬件组成、接口原理、数据结构、程序设计等。这门课程的主要内容包括：操作系统概述、操作系统原理、并发性、调度与分派、内存管理、设备管理、安全与保护和文件系统。操作系统课程的具体实施由理论教学和课程实践教学两大部分。课程实践教学包括：课内实验、独立实验和综合课程设计。这门课程总的特点是系统性、理论性、实践性强。

这门课程的教与学历来都是非常具有挑战性的，再加上近年来很多国内高校普遍大幅削减课程的总学时，使得任课教师在教学内容的选择、内容深度的把握、理论与实际系统的联系、动手能力的培养方式等问题上很难拿捏。客观上造成了操作系统课程难教难学。

我们认为一个基本的解决思路是加强实践教学环节。唯有通过实践，才能使学生更具体、实在的感受到理论知识的意义和作用。唯有通过实践，才能使学生把抽象的概念和具体的实现形式联系起来。也唯有通过实践，才能培养学生的系统观念和实际动手的能力。所以实践环节的加强和完善是解决问题的必由之路。不仅如此，课程实践教学环节不仅限于扮演服务于理论教学的角色，它还具有独立的功能，即培养学生的系统观念和创新实践的能力。

本文将探讨农林院校的操作系统课程实践教学所面临的困难、实践教学内容改革、实践教学的组织实施的改革。

1农林院校的操作系统实践教学面临的困难

1.1理论课程内容带来的挑战

操作系统课程作为一门原理性的理论课，其基本任务是让学生了解和掌握操作系统的基本结构和基本原理及其基本实现方法。在有限的教学时间和教学资源条件下，不可能让学生通过这门课程学习具体的操作系统原理甚至实现细节。这样会让学生陷入大量烦琐的实现细节的大海中，不能自拔。更不能帮助学生有效掌握一般性原理，培养学生的系统观念和系统能力。

所谓系统观念就是考虑全局、把握全局，能够按照分层模块化的基本思想，站在不同的层面上去把握不同层次上的系统：多考虑系统的逻辑，强调设计。

所谓系统能力是指对计算机系统的认知、分析、开发与应用能力，也就是要站在系统的观点上去分析和解决问题，追求问题的系统求解，而不是被局部的实现所困扰。

上述特点决定了它的实践环节也具有先天的挑战性。也正因为如此，传统的操作系统课程大多侧重理论，淡化具体实现。也就造成了该课程与其他一些有密切关系的基础课程脱节。例如，与计算机组成原理、数据结构及程序设计等课程割裂。这使得学生不能融会贯通，理解困难。

如何恰当地在基本理论和具体实现方法之间取得一个平衡，是操作系统课程内容选择面临的主要挑战之一。目前有一些操作系统教材在尝试增加一些具体操作系统的内容。但是增加哪些具体实现方面的内容，以及哪些高校适合使用这种类型的内容，还是一个没有形成共识问题。需要各个学校根据自己的具体情况作出选择。

另外，这门课程在不同类型的高校中实际覆盖的内容是不同的。比如理工院校与农林院校、重点院校与一般院校、本科院校与职教院校。它们在实际教学内容的取舍上有显然的差异。操作系统理论课程内容上的这些问题直接影响到操作系统实践教学环节。内容的取舍、理论与实际系统的结合方式都无不决定着实践环节的内容。我们认为，作为农林院校中的计算机专业，需要在调整专业定位的背景下，选择合理的操作系统理论课程内容，然后才能决定合理的实践教学内容。

1.2实验类型选择困难

从实验类型上来说，根据认知的渐进原则，可以分为使用性、验证性、设计性和综合性实验。使用性仅仅学会如何使用具体操作系统，这类实验是必要的，但远远不够。验证性实验也不足以让学生真切地理解理论原理，仅对操作系统的重要功能做一些模拟程序设计，对学生的动手编程能力和系统思维能力有一定的考验。而比较深入的设计性和综合性实验则能够比较全面地训练学生的系统观念和系统能力，但是显然不是所有的高校都能够这样做。

目前，多数高校的操作系统实践教学内容就是学习使用特定的具体操作系统或者针对操作系统的重要功能做一些模拟程序。只有少数重点高校，要求学生阅读Linux或者Minix的源代码，并针对内核实现安排一些实践练习。作为农林院校中的计算机专业，需要各个院校根据自己的学生、教师资源的具体情况确定合适的实验类型。

1.3农林院校软硬件条件的局限

农林院校中的计算机学科与其他理工院校相比，存在着天然的巨大差距。由于某些观念和现实因素的影响，计算科学还很难完美的融入到国内的农林院校中去。首先是计算科学在农林领域中的应用效益和前景还没有充分的挖掘和体现出来；其次是农林院校中计算机学科普遍不受重视；第三是农林院校中高素质的计算机学科队伍难以建立；第四是农林院校中计算机学科的生源比其他理工院校差。这些因素对于农林院校中的计算机学科来说都是致命的。

尽管科学的发展，特别计算科学到各个领域的深入应用，决定了农林院校必须发展出有自己特色的计算机学科。但是在目前的情况下，这些因素使得农林院校在计算机学科方面的资源投入非常少。甚至有的学校的办学条件只能保证最基本的运行。在这样的情况下，操作系统实践教学的软硬件实验条件非常有限。

所以，在农林院校组织实施比较完整的、成体系的操作系统实践教学必然是困难重重。也正因为如此，才出现农林院校的操作系统课程重理论讲授，轻实践教学的现象。

2操作系统实践教学的内容改革

按照IEEE-CS和ACM发布的课程规范CC-2005[1]，及教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会2006年发布的规范[2]，操作系统课程内容一般包括：操作系统概述、操作系统原理、并发性、调度与分派、内存管理、设备管理、安全与保护、文件系统。这是一个一般的指导意见，不同的学校可以根据自己的实际情况，确定知识的深度和广度。

作为农林院校中的计算机专业，我们认为应该选择并发性、调度与分派、内存管理、文件系统等部分作为教学重点，并且每部分侧重于介绍基本概念、基本过程和原理的思想，淡化部分细节。把设备管理、安全与保护作为高级专题介绍。

与此相适应，操作系统实践教学的内容也需要做适当调整。由王志英等制定、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会2008年发布的《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》[3] (以下简称《规范》)，拟订了操作系统课程实验大纲和操作系统综合课程设计大纲。其中课程实验大纲提出了7个实验，6个必做，1个选做。本着实践首先服务于理论教学、理论联系实际的原则，根据农林院校的办学实际，我们认为操作系统课程实验拟订以下6个实验比较合理：1) Linux的安装与使用；2) 实现一个新的系统调用；3) 进程的同步与通信；4) Linux内存分配的模拟；5) Linux进程调度的模拟；6) 信号和定时器(选做)。

《规范》中还拟订了5个综合课程设计项目，其中2个选做。本着培养学生系统观念、培养学生创新实践能力的原则，根据农林院校的办学实际，我们认为操作系统综合课程设计拟订以下4个项目比较合理：简单Linux字符设备驱动程序的实现；增加系统内核模块；内核源码分析(选做)；同步事件原语的应用(选做)。

3操作系统实践项目的类型安排

实践教学中的项目可以分为3种类型：验证性、设计性和综合性。验证性实验是基础，必要的验证性实验是不可缺少的，学生可以通过验证性实验，掌握操作系统的基本原理。设计性实验和综合性实验可以充分发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣和热情。不仅可以巩固基本原理的知识，还可以培养学生的系统观念和创新实践能力。

根据农林院校的办学实际，我们认为在操作系统实践教学中，无论是课程实验还是综合课程设计都要体现以验证性实验为基础，适当的安排设计性项目，配备必须的综合课程设计项目的思路。这样可以构造一个基本成体系的课程实践环节。

4操作系统实践教学组织实施的关键问题

4.1课时安排

国外著名高校操作系统实验教学的特点是：1)实验课程的课时和学分占全部课程的1／3以上；2)实验教学完全面向具体工程，培养学生的动手能力和创新能力；3)实验教师有丰富的工程实践经验；4)实验教学计划是动态的，依据实际工程需要修改。这种办学水准是国内比较好的学校都不容易做到的。[4]

目前国内普遍在大幅度减少课程的总学时，实践环节也不例外，甚至有的减少到平均1学时做1个实验项目的程度。我们认为这极不合理。即使实验任务的安排通过课程网站公布，不占课时，学生利用课外的时间完成实验项目，教师利用实验课时来集中解决问题，实验课时也会显得十分不足。普通的实验项目在执行过程中应该安排一次集中实验课，任务快结束的

时候也应该安排一次集中实验课。对于综合性实验，在实施过程中至少应该多安排一次集中实验课。因此，对于操作系统课程的实验学时至少应该在平均每个实验项目4学时的最低水平。而且对综合性实验项目还应该更多，至少每个项目6个学时。这样的实验课时安排已经是非常紧凑的了。

作为农林院校，还应该考虑多提供一些教师的集中指导时间，所以在课时安排上应该更加宽裕一些。

4.2实验指导教师

操作系统课程的实验任务对指导教师的业务水平的要求比较高。根据《规范》及近年来教学界的讨论结果来看，实验的环境多倾向于选择具体的操作系统特别是开源操作系统，如Linux。这要求指导教师要精通开源操作系统的知识。而这方面是农林院校最为薄弱的地方，也是最大的障碍之一。因此农林院校中的计算机学科需要树立一种把教学与教师的成长结合起来的观念。鼓励教师开展开源操作系统方面的研究和工程实践，鼓励教师多参与企业的工程项目，使教师和实验指导人员的工程实践能力得到快速的充实和提高。

4.3课程实践教学网站

课程实践教学网站是一个有效的实施工具。建立一个开放的、可互动交流、实时讨论的平台，可以缓解课时减少带来的困难。也可以及时解决实验过程中遇到的问题。而且还可以建立起学生间的热烈讨论环境。因此这是实施课程实践教学的一个重要手段。对于农林高校，这是一个无需显著增加额外投入，却又可以有效解决问题，显著提高实践教学质量的工作。甚至可以考虑把这项工作制度化，对所有课程作出明确的要求。

5结语

随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》的深入研究和出台，高校办学自主权逐步放开，办学的多样性会越来越受到尊重。课程教学的软硬件环境会有一个大的改善。相信不同类型院校的操作系统实践教学也会呈现出百花齐放的局面。

参考文献：

[1] ACM／AIS/IEEE—CS. Computing Curricula 2005[0L/S]. [2010-06-24]. http：//www.acm.org／education/curric—vols/CC2005-March06

Final.pdf．

[2] 教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 计算机本科专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M]. 北京:高等教育出版社,2006．

[3] 教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范[M]. 北京:清华大学出版社,2008.

[4] 刘乃奇,蒲晓蓉,刘丹,等．电子科技大学“计算机操作系统”精品课程建设[J]．计算机教育,2006(7):17-20.

Discussion of Operating System Curriculum Practice in Agriculture College

LI Ziqiang

(School of Information and Engineering, Sichuan Agricultural University, Chengdu 610101, China)

Key words：Operating System; practical teaching; teaching reformation

(编辑：彭远红)

作者：李自强

信号与系统课程教育改革论文 篇2：

新工科背景下通信工程专业信号处理课程群建设与改革

[摘           要]  就现阶段我国各高校通信工程专业信号处理课程设置教学实际情况来看，课程教学存在一些问题，导致学生学习水平难以实现质的飞跃。基于此，将从新工科视角来分析通信工程专业信号处理课程设置存在的问题，进而探讨通信工程专业信号处理课程群建设与改革的做法，希望对提高通信工程专业教学水平有所帮助。

[关    键   词]  新工科;通信工程专业;信号处理课程群;建设

新工科建设是高等教育改革的重要方向，所以各高校应当客观分析教育教学实际情况，积极探索新工科建设之路，以便提高教育教学的有效性，为国家培养栋梁之材。新工科建设最直接的做法是建设课程群，优化课程设置结构，以便增强课程教学的针对性、系统性和有效性，通过良好的教授和培养，强化学生的知识结构和能力结构。就目前高校各个专业课程设置实际情况来看，通信工程专业信号处理课程群建设是非常有意义的，一方面能够与电子信息工程专业区分开来，另一方面能够明确信号处理课程的侧重点，进而优化教学方法，以便提高信号处理课程教学的有效性。

一、通信工程专业信号处理课程设置存在的问题

从新工科视角审视高校通信工程专业信号处理课程教学实际情况，不难发现课程设置存在一些问题，具体表现如下。

（一）关联课程内容重复或逻辑衔接不够紧凑

对大多数高校通信工程专业信号处理课程设置情况予以了解，确定大多包括信号与系统、数字信号处理、MTLAB仿真及系统实现、数字图像处理、DSP技术及应用等。进一步了解各门课程教学实际情况，不难发现学生所学习的内容有重复的部分，也有逻辑衔接不紧凑的部分，课程内容重复并非不可，虽然有利于学生反复学习与认识，但前提是要明确重复的部分是重要的知识。而从通信工程专业信号处理课程设置实际情况来看，部分重复内容的重要性不强，反复学习不仅会减弱学生的学习兴趣，还会浪费学生的学习时间，使之无法有充足的精力和时间专注于重要知识的学习与实践。课程内容逻辑銜接不紧凑，则会让学生以为某部分知识不重要，从而敷衍学习，如此势必会导致学生知识体系不完善，还会使学生对信号处理知识理解不够准确、全面，相应的专业水平不高。比如信号与系统课程中傅里叶变换为时域和频域变换的桥梁这部分知识比较重要，是调制与调节的理论基础，且通信电子线路、通信原理、移动通信等方面都会涉及，但常用信号的傅里叶变换一节内容中仅用一个公式简单概述，学生未能系统地学习这部分知识，后续学习通信电子线路、通信原理等课程只会一知半解。

（二）应用类课程偏重理论

通信工程专业信号处理课程具有理论性和实践性较强的特点，需要学生在系统掌握理论知识的基础上反复进行实践训练，如此才能达到事半功倍的效果。而对当前信号处理课程教学实际情况予以分析，还会发现信号处理应用类课程偏重理论体系的完整性，忽略了实践价值，导致学生在课堂上只能被动地、机械地学习大量理论知识，甚少有机会独立思考与操作。就以DSP技术及应用课程来讲，其理论部分包括DSP期间的结构特征、软件体系、编程方法等方面，而应用部分仅为IIR和FIR数字滤波器的硬件设计;数字图像处理课程的理论部分包括数字图像的基本含义、数字图像形成的原理等方面，应用部分仅为数字图像技术应用方法。

（三）实验课程按单门课程独立设计

客观来讲，实验课程应具有综合性，尽可能地涉及信号处理各方面内容，以便学生通过一系列的实验操作之后能够将各个知识点衔接在一起，灵活地、有效地运用知识解决问题。但对高校通信工程信号处理实验课程设置实际情况予以分析，不难发现某些高校所设置的实验课程仅围绕信号处理重点知识来创编实验题目，导致学生在实验操作过程中难以系统地复习和运用信号处理知识，势必会导致学生通信专业水平不高。

二、新工科背景下通信工程专业信号处理课程群建设的必要性

所谓课程群是指将若干具有关联性和衔接关系，能够相互支撑、补充或强化的单门课程通过优化整合后形成的课程群体。设置课程群是深化本科教学改革的具体举措，有利于深化教育教学，全方位、深入地教授和培养学生，让学生系统地学习知识，并在此基础上进行实践训练，势必能够更加扎实地掌握专业知识，同时增强学生个人能力、个人素质，促进学生的全面成长与发展。新工科建设即为高等教育改革和发展的方向，这就意味着高校应合理地调整专业课程及教学，使之符合新工科建设要求，为培养与时俱进的综合型人才创造条件。基于此，在现阶段诸多通信工程专业信号处理课程设置不合理，导致专业教学针对性、有效性不强的情况下，应以新工科建设为背景积极探索通信工程专业信号处理课程群建设之路，强化信号处理课程之间的联系，以便学生能够系统地学习通信工程专业。

通信工程信号处理课程群建设，可以与其他专业相似课程内容区分开来，并且系统地梳理信号处理的核心课程及辅助课程，让学生可以有侧重地学习信号处理知识，既能减轻学生的学习压力，又能够提高学习效率。比如电子信息工程专业与通信工程专业均设置了信号处理课程，但电子信息工程专业将数字图像处理、语音信号处理、数字信号处理、信号与系统等课程设为核心课程，而通信工程专业仅将信号与系统、数字信号设为核心课程。此种情况下，设置课程群就显得尤为必要，既可明确通信工程专业信号处理的重点，又能够方便教师合理地安排课程内容，且有效衔接信号处理知识，让学生既可以有侧重性地学习知识，又能系统地掌握知识。

三、新工科背景下通信工程专业信号处理课程群改革

基于新工科背景下通信工程专业信号处理课程群的实施，可以帮助学生建立系统的知识结构和能力结构，为未来学生灵活、有效地解决通信工程专业问题奠定基础。那么，如何进行通信工程专业信号处理课程群建设与改革呢？

（一）优化课程体系及教学内容

1.优化课程体系

打造逻辑性强、系统性强、知识结构完善的信息处理课程群，首先需要教师对通信工程信号处理知识进行深入的研究，梳理重点知识、基础知识、难点知识以及知识结构，在此基础上对涵盖知识点的课程进行合理划分，比如数字信号处理、信号与系统均为通信工程专业的核心课程，信号处理课程群的基础部分;数字图像处理、DSP技术及应用均为实践课程。在此基础上合理地搭建通信工程信号处理课程体系。

2.优化教学内容

上文已经说明通信工程专业信号处理课程教学存在的缺点是课程内容重复，衔接不紧密。为了切实有效地解决这一问题，提高信号处理课程教学的有效性，需要进一步优化课程内容。也就是组建课程小组，多名任课教师共同梳理通信处理课程内容，将重复知识点和衔接知识摘出来，分析重复知识点在各个课程中设置的重要程度，进而适当删除部分课程中的重复知识点，优化课程内容;分析信号处理课程中衔接知识概述情况，如若存在概述内容不严谨、不具体的情况，应进一步优化课程内容。在此基础上教师合理地设置核心课程教学活动、实践教学活动，势必能够组织学生有效地、系统地学习信号处理知识，并且利用知识进行实验操作，最终达到融会贯通的状态。

（二）改革教学方法

对以往高校通信工程信号处理课程教学实际情况予以分析，发现部分教师习惯运用传统教学方法教授学生知识，比如实施灌输式教学或“一刀切”教学，导致学生被动地、机械地学习大量理论知识，难以真正理解和吸收知识，更无法做到灵活运用所学知识解决实际问题。为了改变此种局面，除了构建通信工程信号处理课程群之外，还应积极改革教学方法。

1.实施多媒体教学法

积极引用多媒体技术、互联网技术来创新信号处理课程教学，实现板书、多媒体及互联网三者相结合的课堂教学。在课堂上运用板書的方式将理论知识呈现在学生面前，以便学生紧跟教师教学思路学习理论知识;在此基础上利用多媒体技术和互联网技术来展开互动教学，比如通过图片或视频资料解释理论知识，让学生更加直观地、有效地学习，提升学习效果。

2.学生参与课程讲授

学生作为课程教学的主体，他们不仅需要输入知识，还应输出知识，如此才能检验自身知识掌握是否扎实，发现自身学习不足，以便后续有针对性地学习，逐渐弥补不足。而要想真正做到这一点，需要教师为学生创造课程讲授的机会。比如课前安排某位学生负责某节课程内容的讲授，让学生做好准备工作，之后在课堂上进行讲授;再比如教师布置习题之后，让某位学生到讲台上讲解习题解答的步骤及涉及的知识点。

3.鼓励学生探究式学习

通信工程专业信号处理课程的逻辑性较强，需要学生独立思考，准确地理解知识，之后才能灵活地运用知识解决实际问题。基于此，课程教学中还可以鼓励学生进行探究式学习，也就是教师结合课程内容及学生的实际情况，创设某一主题并设置相应的学习任务，让学生以小组的形式进行课程知识学习，之后尝试运用知识解决问题，得出答案。这一过程中能够锻炼学生独立思考的能力并强化学生的学习能力。

（三）创新实践教学模式

实践教学是通信工程专业信号处理课程教学的重要组成部分，如若不能且有效地解决实践教学问题，那么通信工程专业教学效果势必大打折扣。如何解决实践教学不足呢？要创新实践教学模式，也就是构建三平台、多层面的阶梯式实践教学模式。此种实践教学模式实施的前提条件是教师应树立CDIO工程教学模式理念，客观地分析以往实验教学存在的问题，进而从新工科建设的视角来创新实验室、实验教学体系及实验教学方法。另外，还应根据实验教学需要合理构建专业的实验平台、基础实验平台及创新实验平台。

四、结语

在我国越来越重视综合型人才培养的当下，诸多高校存在专业课程设置及教学不合理的问题，导致专业教学效果不佳，难以实现人才培养目标。就以通信工程专业来讲，通信工程专业信号处理课程设置存在课程内容重复、课程内容衔接不紧凑等问题。对此，应积极推进课程群建设及教学改革。

参考文献：

[1]张晓，张楠楠，蒋霞.以能力培养为导向的通信工程专业基础课程群建设研究与实践[J].电脑知识与技术，2017（21）.

[2]蒋立新.“信号与信息处理”课程群的建设探讨[J].电脑迷，2018（4）.

[3]张文，蔡燕.电子信息类专业信号处理课程群的建设研究[J].教育教学论坛，2019（36）.

[4]张妍，王化群，张华.现代通信技术类课程群建设初探[J].牡丹江大学学报，2011（12）.

◎编辑 司 楠

作者：吴海燕

信号与系统课程教育改革论文 篇3：

信号与系统课程思政教学思考与探索

摘  要：信号与系统课程是电子信息和通信工程类专业的专业背景课程，是本专业课程思政建设的核心关键环节，为充分发挥该课程的思想政治教育作用，必须深入挖掘思政元素，坚持以学生为中心，坚持专业定位，提升课程思政的科学内涵，改革教学方法，启发学生思考，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。

关键词：课程思政;以学生为中心;信号与系统

专业课程是课程思政建设的基本载体，而理工科课程思政教学改革是重中之重[1-2]。信号与系统是电气、电子、通信等专业最重要的基础课程，该课程学时多（约60-70学时），教师与学生接触时间长，对学生的影响大;该课程难度大，学生需要花费大量时间和精力;该课程在整个课程体系中起着承前启后的重要桥梁作用，其涉及的一些基本概念、原理和方法几乎对所有工科类专业都非常重要。总之，信号与系统课程是本专业课程思政建设的核心关键环节[3-4]，其思政建设水平关系整个专业的思政建设效果。

不同于专门的思政课程，专业课程需采用更为柔性的教育方法来进行思想政治工作[5]，达到润物无声的育人效果，此外信号与系统课程偏重科学理论和方法，人文知识点较少，客观上造成课程思政教育的难度较大，亟需探索行之有效的思政融入方式。

本文围绕课程思政所要求的价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的教学目标，在课程教学实践和课程思政改革基础上，对信号与系统课程的思政实施要领和具体方法进行了探索和思考，通过充分发掘课程蕴含的思想政治教育资源，促进了思政教育与课程教学的相互结合，提升学生思想政治素质，确保课程思政建设落地落实、见功见效。

一、课程思政的实施要领

（一）坚持以学生为中心的教学理念

上世纪80年代以来美国高校开展了以学生为中心的本科生教育改革，它是以科学为基础的一次教学范式改革。学生是学习和发展的主体，是学习的主人，教师的主要角色是根据学生特点和学习要求设计教学过程，营造学习环境。

按照这一教育理念，课程思政同样必须以学生为主体，教师只是学习活动的组织者、引导者、支持者和合作者。在课堂教学中要创新课堂教学模式，充分调动学生学习的积极性、主动性、参与性和创造性，激发学生学习兴趣，引导学生深入思考。

很多学校和教师实际上仍秉持传授模式的知识观和教学观，把知识认为是一种可以传递的客体，认为只要能将课程内容与思政内容相联系并进行循序渐进的讲授，就可以取得良好的思政效果。须知学生才是学习的主体，必须坚持以学生为中心，以学生完全理解和接受思政内容为根本任务，要深入学生心灵[5-6]，实现思政内容从教师讲什么向学生需要什么转变，思政方法从教师如何讲向学生如何接受转变。

（二）坚守专业定位

“师者，传道授业解惑也”，教师要以“传道”为责任和使命，“传道”是第一位的，教师要不断加强自身修养，率先垂范，以扎实的学术功底、严谨的治学态度，用自己的人格魅力、思想行为和言行举止来影响学生。在具体实施上，重视课程的思政教育作用，并不等于理工课程思政化。由于教师与学生主要以课程内容为载体进行交流，教师在学生面前体现更多的是学术上的造诣。教师只有对专业知识不断积累、更新和感悟，提升驾驭知识的高度，才能在教学中引人入胜，提升课程思政信服力。因此必须坚持学科专业的性质不变、本位不改，以此为切入点深入挖掘其学理、价值、伦理等，让学生学会以专业为基础，引发与专业相关联的问题。经过科学学习和训练，学生修養全面提高，达到“润思政”而细无声，水乳交融，自然融合[7]。

（三）深入挖掘思政元素

相对旗帜鲜明的“思想课程”，传统思政方法一定程度上已经不再适用，课程思政更不能进行简单粗暴的思想阐述和政治宣讲，需要用更为柔性的教育方法。课程思政不是“心灵鸡汤”，不能流于表面、生搬硬套和刻意引申，在进行课程思政时不能为了思政而忽略了逻辑贯性，忽略了学生审辩性思维的锻炼。此外，随着课程思政的全面铺开，各门课程都在融入思政元素，生硬的思政元素会引起学生反感，发出“老师又在思政”的无奈，甚至产生逆反心理。课程思政应该是对专业知识的提升，是科学向哲学的升华，必须对教学内容进行更加深入的挖掘，要触动学生心灵、引发思考、经得起推敲。

（四）注重科学原理的运用

思想政治理论往往更具抽象性和主观性，越抽象的理论越难于把握。单纯的理论灌输和主观说教很难达到入脑入心的效果，相比思政课程和人文类课程，理工类专业课的最大优势在于科学原理的客观阐释和运用，反映的是自然科学规律。在自然科学规律基础上的思政内容更加彻底，更有说服力，更容易被学生理解和掌握。

（五）重视中国元素的加入

现代科学的基础理论和技术方法主要是由西方社会主导，信号与系统课程里的核心理论和思想也均由西方科学家提出并发展，如傅里叶变换、拉普拉斯变换、香农定理、梅森公式等等。为此需要在教学中有针对性地融入中国科技发展史、我国科技工作者的艰苦卓绝的奋斗历程、相关产业发展历程等相关内容，激励学生刻苦学习、不断创新，引导学生崇尚科学、不畏艰难、积极创新，培养奋斗精神、科学精神和创新精神。

以上是我们总结的信号与系统课程在思政教学上的一些实施要领和原则，下面在此基础上给出具体的实施策略。

二、具体实施策略

（一）深入挖掘思政元素

课程思政必须对教学内容进行更加深入的挖掘，不能生硬刻板、刻意引申，引起学生逆反心理。尤其对于工科类专业课程内容，讲求逻辑推理和辩证思考，思想观点的提出要经得起推敲，深入挖掘课程思政要素还可以起到启发深入思考、启发逻辑思维和辩证思维的作用。

信号与系统课程发展过程中涌现出较多的科学家，傅里叶、拉普拉斯、奈奎斯特、狄拉克等，通常的思政教育方式是通过这些科學家的创新研究和奋斗历程，激发学生学习兴趣，激励追求真理的科学精神[3]。该方式容易流于表面，而且大部分学生会认为伟大科学家距离自己遥远，起不到很好的思政教育作用，思政元素还可以进一步深入挖掘。

例如在傅里叶变换一节，通常的思政教育方式是讲述傅里叶研究成果的争议和坚持不懈，讲述傅里叶的奋斗历程激励学生。如果进一步挖掘，会发现傅里叶的研究成果按当时的理论水平确实存在争议，是后来狄里赫利证明了傅里叶变换的正确性，当时拉格朗日拒绝傅里叶发表其研究成果才是科学严谨性的体现。此外，傅里叶变换之所以重要的最根本原因并不在于信号可以进行三角函数级数分解，而是在于三角函数或者指数函数是线性时不变系统的特征函数。其他变换如沃什尔变换没有傅里叶变换重要，但沃什尔可能同样坚持不懈、追求真理。科学的发展不仅是个人智慧和努力的结果，个人努力只有融入波澜壮阔的科学发展过程才能成就伟大，因此要善于把个人奋斗融入时代发展的潮流之中。

在拉普拉斯变换一节，拉普拉斯变换并不是拉普拉斯提出来的，拉普拉斯变换的应用方法最初是由海维赛德提出来的，但是海维赛德并没有给出方法的理论依据，相关的原理理论后人是在拉普拉斯的著作中找到的，但该变换仍然称为拉普拉斯变换而不是海维赛德变换，以此引导学生重视方法原理的学习和研究。

在采样定理一节，采样定理又称为奈奎斯特采样定理，这是为了纪念奈奎斯特1928年就提出了与采样定理相关的研究成果，即低通传输系统的最低传输码率问题，然而历史上第一次严格证明采样定理的是苏联科学家科捷利尼科夫，在苏联采样定理称为科捷利尼科夫采样定理，可见科学研究领域同样存在国际话语权问题，以此引出课程思政元素。

（二）利用基本原理提升课程思政科学内涵

相比思政课，理工类专业课的最大优势在于科学原理的客观阐释和运用，反映的是自然科学规律。信号与系统课程以信号与系统的基本概念、时域和变换域分析方法等为核心内容，具有客观性和普遍性。将这些方法和理论与思政理论相结合产生深刻且广泛的联系，更有利于抽象理论的学习和把握。

例如习近平总书记2017年瞻仰上海中共一大会址时强调“只有不忘初心、牢记使命、永远奋斗，才能让中国共产党永远年轻。”自此，“永远奋斗”成为新时代中国共产党人坚定政治信念的重要内容[8]。利用系统和冲激响应的概念就能使学生更加深刻地领会为什么要“永远奋斗”。

如图1所示，将人类社会简化为一个线性时不变系统h（t），激励信号为f（t），响应信号为y（t）。将冲激信号？啄（t）看作一个人或一个组织的一次“奋斗”，系统冲激响应h（t）就是一次奋斗的“收获”[9]。对于一个稳定系统，单位冲激响应是能量有限的，即h（t）是衰减的。任何输入信号可以分解为一系列单位冲激信号的线性组合，即f（t）=f（t）*？啄（t），只有激励信号不断输入才能保证响应信号不衰减，只有永远奋斗才能永远收获、永远年轻。

早在延安时，毛泽东就提出“永久奋斗”的要求。“永久奋斗”是毛泽东1939年在延安庆贺模范青年大会上讲话的主题。毛泽东强调“什么是模范青年？就是要有永久奋斗这一条。”“‘永久奋斗’才是最主要的一条，没有这一条，什么都是空的。奋斗到什么程度呢？要奋斗五年，十年，四十年，五十年，甚至到六十年，七十年，总之一句话，要奋斗到死，没有死就还没有达到永久奋斗的目标”。

从稳定系统、冲激响应的角度进行解释简练而精确，再加上毛泽东简短而有力的话便可以很好地解释为什么要矢志永远奋斗。相比主观说教，这种方式更加客观符合一般规律，更能增强学生努力工作、奋斗一生的信念。

由于人的认知是通过构建一个一个的认知模型，而信号与系统课程其核心概念和原理具有普遍性、基础性，可以为学生提供认知自然和社会的基本模型和原理，信号与系统提供的一整套处理问题的方法会成为学生处理看待一些社会人文现象的一种重要方法和思路。甚至认知学习理论本身也利用了信号与系统的方法——信息过程分析法，把学习与记忆过程表述为信息处理过程、把大脑的调控功能表述为信息反馈与控制过程[6]。

（三）重视实例教学，以工程应用为改革方向

信号与系统课程内容经典，自身已形成完整之体系，其基本理论已相当成熟且应用广泛，为提升课程质量增加教学效果，课程发展最重要、最急切和最具潜力的方向是加大理论与实践的结合，加强工程实例的引用[10]。在真实工程应用背景之下学习数学方法，抽象的概念有了具体实例作为载体，增强了新概念新理论的学习效果，增加了学生的学习兴趣，提升思政效果。例如在频域分析方法一节引入雷达原理和雷达信号频谱增强信号频谱、傅里叶变换、调制与解调等基本概念的学习，还进一步借助雷达的真实数据，理论联系实际，激发学习兴趣;在连续系统复习频域分析一节结合我校特色引入潜艇下潜控制系统仿真的实例，提高了学生兴趣和动手能力，增强了职业认同感和自豪感;在离散系统一节结合新型冠状病毒肺炎疫情，将斐波那契数列的兔子繁殖背景改为病毒传播，加深极点、系统框图、系统函数等概念学习的同时进行课程思政，都起到了非常好的效果。

实例的引入可遵循以下原则：（1）实例要与理论核心内容紧密结合，融为一体。（2）所选实例要尽可能涉及学生未来岗位需求或最新科学技术发展成果，以激发学生学习兴趣和信心。（3）引入实例必然涉及许多应用背景、专业概念，分散课程重点，因此必须把复杂繁琐的相关原理简化提炼，使关鍵内容真正融入到本课程的主线之中。

（四）课程思政案例库建设与使用，固化专业课的隐性思政资源

在深刻理解课程内容和精髓的基础上，对教学内容进行拔高，用讲义、教案、教学课件的形式固化专业课中的隐性思政资源，同时进行课程思政教学案例库建设，这些案例库可以在实际教学中进行借鉴并使用，实现专业知识与思政资源的无缝衔接与自然过渡。

我们在课程思政改革过程中建立了课程思政案例库，案例库的建设有利于课程思政的文化基因和价值范式的传承与更新，也有利于其他课程的借鉴与推广。通过课程思政教学案例库的建设，使得“智育”与“德育”的两条线交叉融合，最大能效地发挥专业课的育人功能，切实提高教学质量。

（五）从学生实际经历出发开展思政

通过课后辅导、交流谈心、参与学生活动等方式深入了解学生思想动态，从学生切身经历和思想出发更好地进行价值引领或错误思想纠正，会收到意想不到的效果，这也是以学生为中心的教学理念的要求。

在课程教学过程中，有一次学生参加某一位学者的学术讲座，期间学者的言论不严谨，为及时纠正错误言论，课堂上我们借用了信号与系统课程的反馈系统的概念起到了很好作用。一个不稳定系统通过引入负反馈可以使系统稳定下来，但是系统的响应会出现反复振动但最终趋于稳定。如图2所示，改革过程出现上下震荡和反复系统趋于稳定的正常现象，通过引入及时有效的反馈，改革最终会趋向于设定的目标。

三、结束语

高校人才培养是育人和育才相统一的过程。建设高水平人才培养体系，必须将思想政治工作体系贯通其中，必须抓好课程思政建设，解决好专业教育和思政教育“两张皮”问题。高校课程思政短板和难点在于理工科课程，具体思政要素必须从课程内容和专业本身出发深入挖掘并有机融入。本文从多年课程教学的实践中总结提炼了信号与系统课程的思政实施要领、具体方法和案例，具有很强的实践指导性。从实际教学效果看，本课程课程思政的实施体现了专业课的育人价值，实现了科学与哲学的融会贯通，让学生在学习专业知识的同时感受知识的温度，引发更深层次的思考和感悟，形成了专业知识和价值观、哲学观的良性互动和循环，还提升了本课程的教学效果与质量，具有一定的普适性和推广价值，可供其他理工类课程借鉴。

参考文献：

[1]教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].（2020-06-01）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[2]白令安，徐荣铭，马强分.理工类专业课程思政教学探索与研究——以《基础地质学》为例[J].高教论坛，2021（4）：53-57.

[3]张汝峰，项璟，张亚娟，等.《信号与系统》课程思政探讨[J].轻纺工业与技术，2020，49（5）：111-112.

[4]郑君里，谷源涛.信号与系统课程历史变革与进展[J].电气电子教学学报，2012，34（2）：1-6.

[5]刘承功.高校深入推进“课程思政”的若干思考[J]思想理论教育，2018（6）：62-67.

[6]赵炬明.打开黑箱：学习与发展的科学基础（下）[J].高等工程教育研究，2017（4）：30-46.

[7]余江涛，王文起，徐晏清.专业教师实践“课程思政”的逻辑及其要领——以理工科课程为例[J].学校党建与思想教育，2018（1）：64-66.

[8]黄样兴.论永远奋斗[EB/OL].（2021-4-5）.人民网，http：//theory.people.com.cn/n1/2018/0103/c40531-29743154.html.

[9]曾秋芬.信号与系统课程的思政教学实践[J].集成电路应用，2020，37（7）：88-89.

[10]郑君里，谷源涛.试谈“信号与系统”课程理论与实践之结合[J].电气电子教学学报，2014，36（3）：1-5.

作者：程普 余路 刘向君