课程名称

[51003CC01A] 数字信号处理

《数字信号处理》课程作为通信工程系的一门专业核心课，课程特点鲜明，在专业培养计划中承担着承上启下的桥梁和纽带作用。本课程在课程思政建设上，紧密结合应用型院校的办学定位、本专业特色以及高素质综合性人才的培养要求，注重培养学生的实践能力和应用能力，创新教学方式和手段，注重学生综合素质的培养和提高。同时，设计科学合理的评价机制，及时反馈和调整教学内容和方法，不断优化课程思政内容供给，将价值塑造、知识传授和能力培养紧密融合。

本课程在目标设计上遵循一体化设计原则，以OBE为导向，既支撑毕业要求指标点的达成，又体现以知识为基础，能力、素质价值观培养为导向的育人要求。在此基础上，通过深挖教学内容中的思政点，科学设计本课程的课程思政建设目标，将思政教育和学科教育实现有机统一，实现全方位育人的要求。该课程的总体教学目标如图1所示。

图1 课程总体教学目标

基于以上教学目标，本课程针对思政教育目标设计了完善的建设思路，如图2所示。首先在知识传授的同时，通过一个个鲜活生动的思政案例，完成学生的价值引领、人格塑造以及情感激发。为了达成以上目标，课程组教师深挖课程内涵，提炼思政要点，在恰当的时机导入思政教育的精髓。同时，教师队伍加强师德师风建设，做好示范带头作用。在教学上，依托课程教育这个载体，将知识、能力、素质和思政目标进行有机结合，把价值观培养和塑造通过“基因式”融入课程中，将思政教育融入到教学的全部过程，实现立德树人的“润物无声”。最后，通过在学生评价中增加相关的过程性评价项目，摒弃原来的单一评价方式，多维度考查学生，保证了考核的公平性和科学性。

图2 课程思政建设思路

本课程结合课程内容、课程特点及毕业指标达成要求，课程总体建设上提出了“知识技能全面”、“品德素养全面”、“教学保障措施全面”的育人体系，将思想政治教育与学科教学深度融合，全面落实立德树人这一根本任务。

本课程在思政教育上提出并实施了“爱-德-创-匠-思”的五思融入原则，坚持在传授学生专业技术知识和学习能力的同时，融通线上线下空间、采用多种新颖教学方式、有效利用数字化信息化手段，结合学科竞赛、学生社团等新颖科创活动，培养科学精神、理论联系实际、分析解决问题、锤炼工程素养、发掘事物规律、观察认知世界、了解通信时事、感受肩负使命、激发爱国情怀，引领学生的精神世界，培养信息技术领域高素质工程科技人才。

图3知识传授、能力培养和价值塑造紧密融合

（一）挖掘思政教育资源

本课程采用了“数字化立体课堂+混合式教学+六个一教学法+PBL项目式学习+五新融入+思政铸魂”的一体式教学方法。课程依托数字化立体课堂建设的大量教学资源，通过混合式教学模式为课前课中课后布置了不同的任务，教学方法上除了讲授法、练习法、演示法等，创新性提出并实施了“六个一”教学法，极大激发了学生的学习兴趣和热情。考核方式上首次引入“PBL任务式学习”的开放性任务，将固有的练习题目改革成以任务驱动的项目式考核项目。借助自主设计开发的虚拟仿真平台以及智慧黑板等新技术，高效展开教学。同时，把价值观培养和塑造通过“基因式”融入课程中的各个环节。本课程的总体教学设计如图4所示。

图4教学总体设计

在推进课程思政建设的过程中，课程组深知要着力促进思想政治教育内容和专业知识密切结合，避免两者形成“两张皮”，尤其注意避免生搬硬套、生硬灌输。因此，本课程深入挖掘和领悟思政元素背后所蕴含的价值精髓，将其无痛地融入到教学各个过程中，具体采取的课程思政举措如下：

“数字化”立体课堂建设——奠思政根基

《数字信号处理》课程秉持学生中心、产出导向、持续改进的理念，基于课程KT点进行了丰富的数字化教学资源建设。同时，根据混合式教学课前、课中和课后不同学习需求合理规划和分配资源，层次清晰，精准高效。课程资源包含课程标准、教案、工程案例库、思政库、微课、课件、作业库、试题库等，资源齐全丰富，并在实际教学过程中得到充分利用，旨在大力推进数字思政建设，以数字化赋能思想政治教育创新，推进教育数字化转型、加快构建思政工作体系。

在数字化资源建设中，课程思政库是建设中的重中之重。在思政建设中，为课程提出的五思目标，即“爱”、“德”、“创“、“匠、“思”配备了丰富的思政元素和案例，数字化资源借助学校的混改平台投放到数字化平台中，便于学生随时浏览观看，为思政教育提供资源支撑。

本课程目前建设的思政案例在不断地扩充中，其中思政目标与部分思政案例的映射关系如图5所示。部分思政案例展示页面如图6所示。

图5课程思政案例与思政目标的对应关系

图6 部分思政案例页面展示

创新教学方法——化育无形

结合课程痛点及学情分析发现，大部分学生一次最多可以保持15分钟的注意力，如果教师持续讲授时长超过15分钟，学生的精神状态开始变得低迷。因此教师在教学过程中需要不断的变换教学方式，不断给与学生新的刺激，同时结合丰富的实例让学生感受科学的魅力所在，才能从根本上转变观念，变被动为主动，达到最优的课堂学习效果。因此，在授课方法上思政教育要采用一种精细的、浸润式的隐性教育，而不是粗放的、漫灌式的显性教育。

由此，课程创新性的提出并实施了“六个一”教学法，即：一个问题，一个演示，一个概念/方法，一个练习，一个解答，一个启发，如图7所示。

一个问题：课前借助案例库或者行业前沿发明，抛出问题，探讨其内部理论基础，引发学生思考，激发学生的好奇心和求知欲；

一个演示：通过视频、文字、图像、仿真等形式进行演示问题，从感官上刺激学生探究内部原理，教师不给予解答，学生带着疑问进入课程学习环节；

一个概念/方法：教师由问题引出课堂内容，讲授理论概念或者方法；学生倾听并随思考实际问题和理论知识的关联性；

一个练习：学生基于讲授内容练习教师给出的题目，夯实基础；

一个解答：教师结合练习情况，判断学生已经掌握理论内容后，组织学生回过头来讨论最初的问题并给出问题的解释；

一个启发：教师回顾理论，总结问题，带来启发，顺势引入思政教育，将学科教育和育人教育有机统一，从知识启发升华到人生价值观塑造。

通过上述“六个一”教学法，一个90分钟的课堂被灵活切分成多个环节，环环相扣，学生的积极性不断被调动起来。课程的最后，学生得知案例的答案后，在情绪高昂活跃融洽的课堂氛围下，进行思政教育，带来人生启迪，在润物无声、化育无形的过程中增强思想政治教育实效。

图7 创新教学方法让思政教育于无形中入心入脑

引入P

BL

项目式作业——促创新促合作

通过多轮教学反思及学情分析发现，如果形成性考核项目（如作业）题目类型单一，题目固定，部分学生就会放弃思考，抄袭其他同学作业，出现答案同质化严重的现象，不利于教学目标的达成。同时，这种作业侧重识记和模仿，缺乏能力拓展和高阶思维的培养。

由此，课程在作业内容设置中引入PBL项目式作业。PBL教学过程分为七个步骤，即“提出问题—探索—设计—创造—测试—分享—改进”，如图8所示。PBL是一种以学生为中心的教学方法，教师通过提供一些关键素材构建一个背景，学生组建团队通过解决一个开放式问题来学习。

图8 PBL项目式学习七步骤

《数字信号处理》课程的形成性考核中布置了三次作业，在最近一轮教学改革中，将最后一次作业进行了变更，摒弃了以往的固有题目形式，在学完所有理论课程基础上，采取了PBL项目式学习方法，教师给学生提供3个研究项目，学生需自行组队并选择感兴趣的题目，完成实际信号处理过程的建模和设计，利用MATLAB软件对各种信号进行频谱分析和滤波处理并给出项目报告。

图9 作业变固有为开放，促进合作，鼓励创新

通过PBL项目式学习方式，学生们从一个需要被解决的问题出发，结合理论知识展开探究，项目学习过程中各有分工。整个过程中一直以学生的主动学习和研究为主，让学生在心理上有一种被认同被关注的感觉，学生会更乐于投入到团队的合作当中，培养了学生的批判性思维，创新精神，团队合作能力以及沟通交流能力，促进了思政目标的达成。

学生主导课堂——促进善思善学思政目标隐性达成

《数字信号处理》课程以TOPCARES方法学为指导，教学过程中始终坚持以学生为中心，以产出为导向。课堂上积极鼓励学生充当课堂的主导者，推动达成“刻苦钻研，善思善学”的思政目标。

结合学情分析中“学生不善于建立知识体系的问题”，阶段性学习结束后，组织学生结合所学内容自主绘制知识导图，知识导图能够体现制作者自己的思考特征和制作目标，并发展其思考能力，有利于学生对所学知识进行深刻的和富有创造性的思考。

阶段性复习期间，鼓励学生结合自己绘制的知识导图，以“客串小老师”的身份带领其他同学复习。为了完成好客串小老师的角色，学生课前需要完成知识梳理、整理授课语言、思考讲授方法，极大地促进了“培养学生善思善学精神”这一思政目标的达成。学生对这种角色的转换充满期待，也获得了深深的认同感和自信心。学生成为学习的主体之后，主动性大为加强，积极性空前高涨，创造性充分发挥。

图10 角色转换促思考

实践环节严要求——职业素养初养成

我校是一所培养应用型人才为目标的大学，实践是培养应用型人才的关键环节，也是培养学生职业素养的关键一环，如责任心、团队合作精神、创新意识等，这些素养对于学生未来的职业生涯至关重要，因此本课程也把学生职业素养的培养纳入到思政目标之中。作为工科类课程，在实践教学过程中教师尤其注重学生职业道德、沟通及合作能力的培养，本课程在实践环节采取的思政举措如下：

课前：教师通过钉钉群重点强调实验数据记录准确性和中间结果的重要性，帮助学生意识到科学研究不可儿戏。

课中：以小组为单位进行实验任务，小组内各有分工，养成团结协作的精神。教师在课上引入历史上粗心大意的案例，如“小数点导致的航天悲剧”，告诫学生在科研道路上一定要实事求是，一丝不苟，养成严谨求实的科研精神。

  课后：教师会给学生分享学术造假的案例，告诫学生这种行为不仅会误导研究结果，而且也会对其他人的研究造成负面影响，因此要严格杜绝实验结果或者实验报告抄袭，以此来加强诚信教育，遵守职业道德。

图11 职业道德相关思政案例页面展示

考核评价机制建设情况

本课程在考核上进行了课程量规的设计工作。量规评价以学习者为中心，基于任务驱动、项目学习的学习活动，这种学习评价方式不仅关注学生的学习结果，更加关注学生的学习过程，可以让学生的教学目标通过量规评价表更具体化、可视化，帮助学生真正理解“高质量的学习”，有效降低传统教师评价的主观随意性。教学评价量规在学生中开放和共享，既对学生有导向作用，又可以协助学生明确学习标准，增强他们的学习责任心，减少学习的盲目性，提高学习的针对性，培养良好的学习习惯，促进终身学习终身成长。

在形成性课程评价设计中，摒弃了传统只看结果不看过程的评价方式，将学习习惯、学习态度等纳入评价中。基于以上，本课程从知识掌握、能力水平、态度表现等方面，设置全面细致的考核标准。考核标准表述更精准、易懂，容易量化分析。针对薄弱及重点内容，标准更细致。标准体现多次促进学生学习，有助于养成良好学习习惯。

图12 考核评价具体可视化，考核内容体现思政要求

在终结性考核设计中，考核内容除了设置理论知识的考核题目外，也增加了思政相关的考核题目，如图13-14所示，学生可以结合案例发表自己的看法，畅所欲言，教师通过阅卷可以了解学生的价值观走向，便于掌握学生的真实看法，检验思政教育效果。

图13 22-23-2学期终结性考核真题（增加思政提问）

图14 22-23-2学期终结性考核B卷真题

学生评价

本轮课程从2021年开始，分别调查了学生对课堂的满意度。从统计结果看，经过多轮教学改革后，不管是教学方式、知识点的获得性、案例适宜性，还是课堂参与度都在逐年提升，尤其“思政启发性”从2021年的评分4.2上升到了4.8，说明学生对于课程有较强的认同感。在阶段性学习中，组织学生利用绘制知识图谱的形式，巩固课程重要知识点，从学生完成的知识图谱来看，效果非常好，参与度很高。同时从平台统计的学生学习时长、参与人数、测验成绩等数据分析，学生的参与度超过90%，效果改善明显。调查问卷统计结果如图15所示。

图15 调查问卷统计结果

思政教学改革成效

①课堂参与度提高，向学性加强

《数字信号处理》教学过程中始终坚持以学生为中心，以产出为导向，通过将思政目标对应的培养途径纳入形成性考核中，激发了学生的内生发展动力，调动了学生学习的主动性、积极性和创造性。学生的学习态度有了极大的转变，听课明显认真，课堂笔记工整，知识导图清晰有条理，如图16，17所示。

图16 学生学习态度端正，课堂笔记工整

图17 学生自主绘制思维导图展示

②终结性成绩进步明显

本课程通过不断探索和实践，将知识内含的精神和价值外化为教学实践，内化为学生的精神涵养和价值追求，学生从心底认识到学习及个人成长的重要性。

通过不断深化教学改革，细化考核标准，学生更清晰的了解到各个环节自己应该完成的学习任务，学习习惯有了明显的改善。从学习效果达成度来看，“在实验环节，学生能按照课程实验指导书要求进行硬件实验，并分析实验结果、完成实验报告”的课程达成度达到了82.12%，总体达成度较高。“在理论学习环节，学生能够掌握信号基本的时频域分析理论和数字系统中信号的基本处理方法”达成度为“82.13”。同时，由于课程进行教学方法的改革以及大量工程案例的引入，学生的向学性有了明显提高，“学生应具备具有积极向上的学习态度，自觉自主的学习习惯。”达成度达到了82.54%。

图18 2022-2023-2学期学习效果达成度

③思政教育促学、促赛

数字信号处理是一种采用数字技术实现信号处理的方法，在通信领域具有广泛应用，如信号的采集，处理和传输。数字信号处理技术可以实现信号的压缩、编解码、传输和重构等，这些功能可以帮助通信系统实现高速、低成本、高效率的数据传输。通过课程知识及工程案例的学习，学生对通信系统中信号的采集、编解码等有了一定的了解，也具备了一定的工程实践能力，对学生参加“大唐杯”全国大学生新一代信息通信技术大赛提供了强力的理论支持。2020年到2023年，“大唐杯”全国大学生新一代信息通信技术大赛的参赛学生和获奖学生逐年增加，对比赛起到了很好的促进作用。

图19 部分大唐杯国赛获奖证书

示范辐射情况

课程的每一轮的改进都基于学生的反馈和教学团队的深入讨论，不断提升教学质量和学习体验。在这一过程中，课程的建设经验逐渐积累，成为一笔宝贵的财富。这些经验不仅在系内得到了广泛的认可和应用，还通过学院的官方公众号进行了分享。

图20 系内分享课程思政建设经验

图21 学院公众号课程建设分享页面展示

【亮点一】运用“融”思维破解“两张皮”

课程思政建设是一项系统工程，价值引领是课程育人的本质要求。本课程在进行课程设计时，结合课程的知识特征、能力属性、教育功能，系统挖掘思政元素，形成思政资源体系，并将价值引领贯穿人才培养的全过程，渗透并融入课程教学的各环节，优化课程思政内容供给。将思政元素融入课程教学，并不是简单的叠加、黏合，而是要找到课程教学与思政教育的结合点和衔接线，有效融入课程教学中，使专业教学与思政教育有机渗透、融为一体，使思政教育在润物无声、潜移默化中感染学生、浸润学生。

例如：本课程在混合式教学模式下，在课上课下为学生布置了相应的学习任务，部分学生没有按照教师的要求按时完成，教师会在下一次课中及时反馈学生的学习情况，通过引入我国著名作家史铁生先生对于拖延的理解，帮助学生端正学习态度，告别拖延，积极正向的面对学业与生活。

图22 专业教学与思政教育有机渗透

【亮点二】 项目式任务驱动，思政与实践双提升

在完成整个课程学习的基础上，学生已经对数字信号处理的基本理论方法以及数字滤波器设计有了初步的理解，可以迎接更高的挑战。教师给出3个开放性项目，要求学生以项目组为单位，完成项目功能要求，同时鼓励创新。开放性题目的设立有助于培养学生的科研精神和批判性思维。

学生在项目推进过程中，除了完成最基本的功能需求外，还需要完成任务单，任务单在设计上借鉴了企业项目管理内容，具体涵盖了项目功能基本介绍、项目分工、预期成果、计划安排以及项目总结等，提前体验实际工作中的项目管理、进度管理、人员管理和风险管理，有助于培养学生的团队合作意识以及面对问题时积极思考的态度。

项目以学生对项目工作的成果展示作为收尾，学生在解决问题的过程中，对项目中涉及的知识点已经了如指掌了。PBL项目式学习的最后一步是让学生理清思路，展示成果并对自己的参与过程进行自我评价。在这个环节中，学生除了掌握了知识应用以外，也肯定了自我价值，学以致用的成就感满满，为其后续的学习培养了充足的信心。

PBL项目式任务的完成经历了任务分工、问题调研、方案讨论、成果物总结及汇报等环节，对于完成思政目标起到了巨大的无形的推动作用，如图23所示。

图23 项目式任务各环节及思政点展示

【亮点三】立德树人融入课程评价，实现教师与学生的“双向奔赴”

本课程除了在上述教学过程中“融合”思政教育以外，在终结性考核中引入开放性题目以及时代性题目，通过学生的答案间接获知学生的想法，检验思政实施的成效。通过阅卷发现，绝大部分学生根据题目给出的“关于我国在数字信号处理领域的重大进展”事例，发表了自己的看法，表达了科技强国的信心和决心，部分学生答案如图24为所示。

图24 2022-2023-3学期部分学生的答案展示