Matlab課程思政建設(shè)的研究和探索

李石榮　朱雪梅　賈朝川　王本有

摘要：課程思政作為目前高校授課中的重點(diǎn)內(nèi)容已逐漸融入工科專業(yè)課程教學(xué)之中。作為電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程，Matlab課程思政的建設(shè)具有一定意義。針對Matlab課程的特點(diǎn)，挖掘課程相關(guān)思政元素，合理融入課程教學(xué)內(nèi)容，提出了Matlab課程思政教學(xué)改革建設(shè)方案，并以部分章節(jié)授課內(nèi)容為例，深入探索課程思政的具體措施，為工科類相關(guān)專業(yè)的課程思政建設(shè)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：課程思政；Matlab；教學(xué)改革；建設(shè)方案；具體措施

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）34-0130-03

1 引言

2021年7月習(xí)近平在黨慶一百周年中提到黨和人民對新時(shí)期青少年抱有重大期望，希望不要辜負(fù)時(shí)代賦予青少年的使命，要以早日實(shí)現(xiàn)中國夢為初心和使命，提高國人底氣[1]。2021年11月黨的十九屆六次會議通過的決議中指出青少年的發(fā)展要與黨的方向一致，延續(xù)黨的堅(jiān)強(qiáng)意志，弘揚(yáng)黨的紅色血脈，跟黨旗走，傳承優(yōu)良紅色文化傳統(tǒng)[2]。習(xí)近平總書記近幾年在多次會議中指出了課程思政的重要性和必要性[3-4]，教育部于2020年5月印發(fā)了相關(guān)的指導(dǎo)綱要也指出了課程思政是培養(yǎng)新時(shí)代人才的重要任務(wù)[5]。習(xí)近平總書記的重要指示為高校的思政內(nèi)容建設(shè)指出了明確的方向。當(dāng)前基于思政內(nèi)容的課程建設(shè)已在多個(gè)學(xué)科中有所體現(xiàn)，其中理工科作為國家技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的重要學(xué)科，課程思政建設(shè)刻不容緩。目前理工科專業(yè)中的計(jì)算機(jī)類、自動化類和通信類等專業(yè)課程已成功實(shí)現(xiàn)課程思政的建設(shè)[6-10]。Matlab作為電子信息類專業(yè)中的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，開展課程思政具有一定的必要性和價(jià)值性。

2 Matlab課程介紹

Matlab是電子信息類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)專業(yè)核心課程如數(shù)字信號處理、音頻處理技術(shù)和數(shù)字圖像處理等課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中不可或缺的實(shí)踐課程和分析工具，在若干學(xué)科專業(yè)培養(yǎng)方案上具有不可或缺的地位。本課程的學(xué)習(xí)不僅可以讓學(xué)生掌握Matlab應(yīng)用的基本理論和應(yīng)用操作，也可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生工程應(yīng)用能力，為學(xué)生今后從事工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究提供理論和應(yīng)用基礎(chǔ)保障。課程具有理論性深、實(shí)踐性強(qiáng)和擴(kuò)展性豐富等特點(diǎn)。

1） 理論性深，要求同學(xué)們具有良好的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。Matlab是以高等數(shù)學(xué)、矩陣?yán)碚摰日n程為基礎(chǔ)的一門數(shù)學(xué)軟件，因此里面包含眾多基礎(chǔ)數(shù)學(xué)函數(shù)，雖然教學(xué)過程中不涉及公式推導(dǎo)，但若在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)學(xué)建模則要求學(xué)生對函數(shù)具有較深的了解。

2） 實(shí)踐性強(qiáng)，要求學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合。Matlab是一門將理論與實(shí)踐相結(jié)合的系統(tǒng)課程，注重實(shí)踐性的運(yùn)用。在教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)所學(xué)的內(nèi)容與解決專業(yè)課程問題相呼應(yīng)，強(qiáng)調(diào)對同學(xué)實(shí)踐工程能力的培養(yǎng)。

3） 擴(kuò)展性豐富，Matlab可拓展應(yīng)用于多個(gè)學(xué)科。Matlab不僅只針對電子信息類專業(yè)課程，同時(shí)在財(cái)務(wù)、金融、計(jì)算生物學(xué)等眾多領(lǐng)域應(yīng)用也很廣泛[11-12]。Matlab課程可針對自己所學(xué)學(xué)科，設(shè)計(jì)解決面向該學(xué)科問題的專用算法。該課程應(yīng)用的擴(kuò)展性非常強(qiáng)，同時(shí)具有豐富的工具箱和庫函數(shù)供其使用。

3 Matlab課程思政點(diǎn)

Matlab是電子信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，通過課程思政的結(jié)合，可以充分發(fā)揮課堂教學(xué)的優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生工匠精神和愛國情懷，激發(fā)學(xué)生建設(shè)科技強(qiáng)國的初心和使命，為國家培養(yǎng)以實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)國夢、中國夢”為己任的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，為社會培養(yǎng)價(jià)值與能力共存的高水平應(yīng)用型人才。該課程的教學(xué)過程中蘊(yùn)含了豐富的思政元素。

1） 職業(yè)精神、素養(yǎng)精神。Matlab基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)中要求同學(xué)們掌握的內(nèi)容較多，因此需要同學(xué)們?nèi)辗e月累地不斷學(xué)習(xí)，其中蘊(yùn)含著“不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江?！钡牡览怼Ｗ屚瑢W(xué)嘗試去編程解決一些專業(yè)問題，通過在調(diào)試過程中經(jīng)歷不斷地查找錯誤、修正錯誤和總結(jié)反思的過程，讓同學(xué)們體會到養(yǎng)成良好的編程和調(diào)試習(xí)慣的重要性。通過培養(yǎng)良好的職業(yè)精神、素養(yǎng)精神，讓學(xué)生擁有良好的職業(yè)精神、職業(yè)道德、職業(yè)行為規(guī)范、溝通技巧等面向社會需求的職業(yè)能力。

2） 愛國精神、擔(dān)當(dāng)精神。敬愛的周恩來總理曾經(jīng)說過“為中華崛起而讀書”，通過列舉一些行業(yè)短板、制裁事件、知名企業(yè)等，讓學(xué)生更加深入地了解當(dāng)前我國軟件行業(yè)現(xiàn)狀，投身建設(shè)社會主義強(qiáng)國，為努力實(shí)現(xiàn)中國夢而不懈努力學(xué)習(xí)。Matlab作為工科專業(yè)應(yīng)用分析能力非常強(qiáng)的一款軟件，受到了許多科研院所和高校的青睞。然而2020年我國卻受到了美國商務(wù)部的非法禁用制裁，如：“Matlab禁用事件”，激發(fā)同學(xué)們愛國情懷、家國情懷[13]。

3） 榜樣精神、工匠精神。與愛國精神和擔(dān)當(dāng)精神互補(bǔ)，通過對當(dāng)前我國國產(chǎn)操作系統(tǒng)和軟件的介紹，引入求伯君、王江民等領(lǐng)軍人物事跡和華為、大疆等知名企業(yè)事跡，讓同學(xué)們能自主地對國家政策和軟件行業(yè)發(fā)展有肯定的認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)對“四個(gè)自信”的認(rèn)同，自發(fā)的形成對領(lǐng)軍人物事跡、知名企業(yè)文化的榜樣精神、工匠精神的認(rèn)同感，

4 課程思政建設(shè)目標(biāo)

4.1 課程教學(xué)目標(biāo)

充分發(fā)揮Matlab課程育人功能，立足學(xué)校辦學(xué)特色，針對性地設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容，不斷提升學(xué)生的專業(yè)水平和思想道德素養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生在今后工作中服務(wù)國家、服務(wù)社會和服務(wù)人民的責(zé)任感，擔(dān)當(dāng)起民族復(fù)興大任的新時(shí)代歷史使命。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握科學(xué)思維方法，運(yùn)用專業(yè)知識去解決工程應(yīng)用問題的能力。在專業(yè)知識的傳授過程中，幫助學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新思維的能力。通過在教學(xué)內(nèi)容中嵌入思想政治教育，切實(shí)提高學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)緊迫感和責(zé)任感，充分激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，為國家培養(yǎng)具有社會主義核心價(jià)值觀，以實(shí)現(xiàn)中國夢為己任的高素質(zhì)、高水平人才。具體目標(biāo)如下：

1） 知識目標(biāo)。掌握Matlab基本語法的編寫、開發(fā)環(huán)境和工具箱的使用以及在信號處理和自動控制等領(lǐng)域中的應(yīng)用。其中基本語法包括變量賦值、矩陣初等運(yùn)算、邏輯判斷、基本繪圖和程序設(shè)計(jì)等主要內(nèi)容；開發(fā)環(huán)境和工具箱的使用主要包括與其他軟件接口關(guān)系、文件管理系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境界面應(yīng)用等內(nèi)容；應(yīng)用環(huán)節(jié)主要包括在信號處理、圖像處理和自動控制等環(huán)節(jié)的實(shí)踐應(yīng)用等內(nèi)容。

2） 能力目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生能夠通過查找書本解決工程實(shí)踐問題的應(yīng)用能力；培養(yǎng)學(xué)生通過了解技術(shù)現(xiàn)狀、行業(yè)動態(tài)，養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)能力；培養(yǎng)學(xué)生具有一定的團(tuán)隊(duì)合作和管理能力；培養(yǎng)學(xué)生對章節(jié)知識點(diǎn)進(jìn)行全面歸納總結(jié)和溝通表達(dá)能力；培養(yǎng)學(xué)生將理論知識與工程實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

3） 育人目標(biāo)。培養(yǎng)以國內(nèi)自主工業(yè)軟件振興崛起為己任的愛國情懷；培養(yǎng)學(xué)生向業(yè)界前輩無私為國奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神；培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的世界觀和方法論解決問題的思維能力；培養(yǎng)學(xué)生靈活解決問題的工程意識；培養(yǎng)學(xué)生在工作和生活中遵紀(jì)守法意識；培養(yǎng)學(xué)生在分組合作過程中的誠實(shí)友善品格；培養(yǎng)學(xué)生以實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興為自己的責(zé)任和使命。

4.2 課程建設(shè)目標(biāo)

構(gòu)建課程思政的育人培養(yǎng)模式，讓專業(yè)課程和思想理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。貫徹黨的教育方針和辦學(xué)方向，遵循教育為人民和國家建設(shè)服務(wù)、培養(yǎng)學(xué)生的社會主義核心價(jià)值觀和愛國精神。充分發(fā)揮Matlab及其應(yīng)用的課程育人功能，立足學(xué)校辦學(xué)特色，針對性地設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容，不斷提升學(xué)生的專業(yè)水平和思想道德素養(yǎng)，提高學(xué)生在今后工作中服務(wù)國家、服務(wù)人民的社會責(zé)任感，擔(dān)起早日實(shí)現(xiàn)中國夢偉大目標(biāo)的使命。

4.3 人才培養(yǎng)目標(biāo)

加深對Matlab及其應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容的理解，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)本課程的學(xué)習(xí)解決后續(xù)專業(yè)核心課程相關(guān)實(shí)際問題的能力。使學(xué)生樹立正確的社會主義核心價(jià)值觀，開闊學(xué)習(xí)思路，激發(fā)學(xué)生為中華崛起和實(shí)現(xiàn)中國夢而學(xué)習(xí)。

5 Matlab課程思政實(shí)踐案例介紹

本課程為專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中開設(shè)的專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，培養(yǎng)模式主要分為理論講解和實(shí)踐操作兩部分。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握Matlab操作環(huán)境的熟悉、矩陣分析與處理基本運(yùn)算、數(shù)值和符號求解、二維和三維圖形的繪制、Matlab語言的程序設(shè)計(jì)、工具箱使用和工程上實(shí)踐應(yīng)用等內(nèi)容。思政課程內(nèi)容隱性嵌入部分課程教學(xué)之中，具體安排如表1所示。

以第一章操作環(huán)境熟悉為例，課程思政課堂教學(xué)過程為在Matlab及其應(yīng)用課程中部分章節(jié)貫穿課程思政教學(xué)活動過程，為開展思政教學(xué)提供了有力支撐。課程教學(xué)安排總體情況包括：課前準(zhǔn)備、課上講解和課后總結(jié)。具體課程安排如下：

1） 課前準(zhǔn)備：上課前，教師需要根據(jù)自己課程的特色和培養(yǎng)方案的要求制定融合課程思政內(nèi)容的教學(xué)大綱、教學(xué)課件。通過每個(gè)實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)將教學(xué)資源進(jìn)行模塊化分解，在每次實(shí)驗(yàn)的講解過程中隱性融入課程思政的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合多種教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)尋找與課程和思政相關(guān)的視頻資源、圖書資源、文獻(xiàn)資源，推薦給學(xué)生提前預(yù)習(xí)本次實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容。

2） 課上講解：課上通過把對知識的傳授與對學(xué)生道德品質(zhì)的培養(yǎng)兩者有機(jī)結(jié)合起來，使兩者相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展。根據(jù)相關(guān)學(xué)科的特點(diǎn)，進(jìn)行廣泛的資料搜集，挖掘各類思政元素；主動了解學(xué)生學(xué)習(xí)思想意識形態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生正確的三觀思想認(rèn)識；與時(shí)俱進(jìn)，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性；理論知識與實(shí)踐教學(xué)互補(bǔ)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。如表2所示，在介紹Matlab操作環(huán)境的過程中，通過穿插“Matlab禁用事件”的講解激發(fā)學(xué)生為國產(chǎn)工業(yè)操作系統(tǒng)和軟件的崛起而學(xué)習(xí)、為建設(shè)世界科技強(qiáng)國而學(xué)習(xí)、為中華民族的崛起而學(xué)習(xí)。

3） 課后總結(jié)：結(jié)合習(xí)近平總書記有關(guān)課程思政的重要文件和講話精神，對實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行課后總結(jié)。利用線上軟件向?qū)W生發(fā)起趣味性討論和活動交流，要求學(xué)生根據(jù)自身情況對課堂教學(xué)做出相應(yīng)的評價(jià)，集思廣益，通過課后的活動課提升學(xué)生對課堂知識的理解，同時(shí)也督促了學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀，為中華民族的崛起而學(xué)習(xí)。

6 總結(jié)

作為電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，Matlab具有的理論性深、實(shí)踐性強(qiáng)和擴(kuò)展性豐富特點(diǎn)。本門課程中富含思政元素，具有開展課程思政的基礎(chǔ)，思政點(diǎn)的嵌入主要是為了提高學(xué)生職業(yè)精神、愛國精神、擔(dān)當(dāng)精神、榜樣精神和工匠精神。課程思政目標(biāo)主要包括思政教學(xué)目標(biāo)（知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和育人目標(biāo)）、課程建設(shè)目標(biāo)和人才培養(yǎng)目標(biāo)。思政元素嵌入部分章節(jié)內(nèi)容，如Matlab操作環(huán)境作為課程的緒論和引導(dǎo)章節(jié)，開展課程思政具有重要的作用和意義，通過引入“Matlab禁用事件”等案例，引導(dǎo)學(xué)生愛國、擔(dān)當(dāng)、榜樣和工匠精神，為中華崛起而讀書、為社會主義建設(shè)而讀書、為早日實(shí)現(xiàn)中國夢而讀書?；诒菊n程思政內(nèi)容的分析與改進(jìn)，下一步將進(jìn)行思政元素的分類與梳理，將思政點(diǎn)更加隱性地融入課程教學(xué)的部分章節(jié)中，不生搬硬套，實(shí)現(xiàn)課程思政教學(xué)過程的認(rèn)同感，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

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