思維導(dǎo)圖輔助的“通信原理”雙語混合教學(xué)模式初探

楊 靜 李紅巖 靳 婷 付麥霞 樊 超

（1.河南工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.河南工業(yè)大學(xué)人工智能與大數(shù)據(jù)學(xué)院，河南 鄭州 450001）

1 通信原理教學(xué)模式的思考

對于電子信息類專業(yè)本科生，通信原理是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。 本課程具有理論知識面廣、相關(guān)內(nèi)容抽象枯燥等特點，并且該課程要求學(xué)生具有依據(jù)特定場景設(shè)計方案、分析方案，解決復(fù)雜工程問題的能力。 因此，這是一門學(xué)生公認(rèn)的難學(xué)難考的課程。 目前，信息與通信工程學(xué)科將通信原理課程作為碩士/博士研究生入學(xué)考試科目或者復(fù)試科目，其重要性是不言而喻的。

隨著第五代移動通信（The 5th Generation Wireless Systems，5G）的商用，5G 人才需求增勢迅猛。 信通院公布的數(shù)據(jù)顯示： 疫情期間在社會經(jīng)濟壓力較大的情況下，1~4 月5G 領(lǐng)域相關(guān)在線職位同比增長73%， 2020年5G 將直接創(chuàng)造約57 萬個就業(yè)崗位[1]。 如何以就業(yè)需求為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是值得包括通信原理課程在內(nèi)的相關(guān)學(xué)科課程參考借鑒。

積極汲取新興技術(shù)， 才能緊跟行業(yè)發(fā)展方向，采用雙語教學(xué)使學(xué)生通過接觸到的相關(guān)專業(yè)詞匯了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，發(fā)揮主觀能動性，提升自主學(xué)習(xí)能力。 國內(nèi)高校教師也積極探索，將雙語教學(xué)融入相關(guān)專業(yè)課程。 國防科技大學(xué)張曉瀛老師將雙語課堂引入到了通信原理課程[2]。 華中科技大學(xué)的黃佳慶老師將全英教學(xué)引入到了提高班的通信原理課程[3]。 實踐表明，通過英語教學(xué)，學(xué)生減少了對英文文獻(xiàn)和英語表達(dá)的畏難情緒。 南京郵電大學(xué)的靳雷生老師通過調(diào)查問卷的方式，對電子信息類課程雙語/全英的教學(xué)模式在教學(xué)設(shè)計等方面進(jìn)行了分析， 并提出了對策與建議，具有一定的指導(dǎo)意義[4]。 湘潭大學(xué)的韋劍老師對高校雙語教學(xué)進(jìn)行了分析， 指出只有以學(xué)生為中心，結(jié)合自身教育資源，才能保證教學(xué)效果[5]。 上述學(xué)者在雙語教學(xué)教改中，都取得了突出的成效。 然而，如何結(jié)合本校學(xué)生的專業(yè)背景，因材施教，以就業(yè)需求為背景，將中英文教學(xué)融入日常教學(xué)模式中，拓寬學(xué)生視野的同時，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，是通信原理教改亟須解決的問題。

2 思維導(dǎo)圖輔助的雙語混合教學(xué)的具體方法

在教學(xué)前期以河南工業(yè)大學(xué)電子信息工程專業(yè)2018 級學(xué)生為例，進(jìn)行了訪談?wù){(diào)查，圍繞學(xué)生對雙語教學(xué)的利弊等問題展開，主要目的是了解學(xué)生對這種教學(xué)方式的認(rèn)可程度，訪談提綱如下：

通信原理線下課堂，引入英語的授課方式，你認(rèn)為有什么優(yōu)勢和不足？

如果將雙語教學(xué)，引入到通信原理課程，你對授課方式有什么建議？

你對通信原理的雙語教學(xué)持什么態(tài)度？

你對通信原理線下授課模式，有什么建議？

通過對電子信息工程專業(yè)2018 級學(xué)生的調(diào)研，依據(jù)學(xué)生掌握高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)等數(shù)學(xué)知識和信號與系統(tǒng)、信息論與編碼、高頻電子線路等專業(yè)基礎(chǔ)知識的情況，筆者將“線上+線下”混合教學(xué)模式與雙語相結(jié)合，具體操作為：

（1）課前自主預(yù)習(xí)。 由于選用的教材為樊昌信老師、曹麗娜老師編著的通信原理（第七版）[6]，因此，預(yù)習(xí)采用曹麗娜老師團(tuán)隊的MOOC 課程。

（2）線下課堂授課。 前10 分鐘，通過提問的方式，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)效果；依據(jù)預(yù)習(xí)效果，25～30 分鐘講解學(xué)生未掌握的重難點內(nèi)容； 最后5～10 分鐘以就業(yè)需求為目標(biāo)，通過啟發(fā)式教學(xué)/案例教學(xué)，講解相關(guān)的前沿技術(shù)。 以第7 章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)為例，可引申拓展講解5G 所用的調(diào)制技術(shù)，例如載波相位變化，幅度不變的 Π/2-BPSK 和 QPSK 的PSK 調(diào)制方式和相位幅度都變化的16QAM/64QAM/256QAM 調(diào)制方式。

（3）課后線上討論答疑。 課后，以專業(yè)英語詞匯為主線，教師以作業(yè)或者討論的方式在超星學(xué)習(xí)通平臺上布置相關(guān)思考拓展題目，幫助學(xué)生了解相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

線上英語教學(xué)的目的， 是為了輔助線下課堂授課，拓展學(xué)生的專業(yè)知識面，依據(jù)本校電子信息工程專業(yè)的學(xué)生背景， 教材選用Communication Systems。該教材是通信領(lǐng)域非常重要的一門論著，作者深入淺出講解了通信系統(tǒng)。 由于應(yīng)用背景的不同，英文教材（Simon Haykin 編著的 Communication Systems）與中文教材（樊昌信等編著的通信原理）在某些內(nèi)容上有所不同。 例如，第9 章模擬信號的數(shù)字傳輸中介紹時分復(fù)用體系時，中文教材詳細(xì)介紹了我國采用的A 律E體系，而英文教材則偏重于μ 律T 體系。 第6 章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)分析基帶信號時，中文教材是從穩(wěn)態(tài)波和交變波入手，進(jìn)行理論分析。 但學(xué)生對于將隨機過程分解成穩(wěn)態(tài)波和交變波存在疑問，以致后續(xù)結(jié)論難理解的透徹； 而英文教材直接利用推廣的Wiener-Khinchin 定理進(jìn)行推導(dǎo)，分析過程清晰，便于理解。 因此，線下的英文教材可以作為線上中文教材的有力補充。 在授課的過程中，鼓勵學(xué)生找出中英文教材的漏洞，并設(shè)計獎勵機制，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升自主學(xué)習(xí)能力通信原理是一門學(xué)生公認(rèn)的難學(xué)難考的課程，每屆學(xué)生的掛科率居高不下，為了打消學(xué)生的畏難情緒，幫助學(xué)生樹立學(xué)好這門課程的信心，新的一章開始時，筆者將每章的知識點以思維導(dǎo)圖的形式串聯(lián)起來[7]，便于學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中查漏補缺，提升學(xué)習(xí)效率。 其中，思維導(dǎo)圖，又名心智導(dǎo)圖，是一種視覺思維工具，可以將各章或多章知識點以圖形化的方式展現(xiàn)出來，便于學(xué)生理清思路，提升學(xué)習(xí)效率。

3 思維導(dǎo)圖輔助的雙語混合教學(xué)的結(jié)果分析

在教學(xué)后期進(jìn)行問卷調(diào)查，圍繞學(xué)生對思維導(dǎo)圖輔助的雙語混合教學(xué)的教學(xué)效果等問題展開，主要目的是了解學(xué)生對這種教學(xué)方式的認(rèn)可程度。 問卷調(diào)查如下：

（1） 你認(rèn)為思維導(dǎo)圖可以用在通信原理教學(xué)中嗎？ （是，否，無所謂）

（2）本學(xué)期每章開始前的思維導(dǎo)圖，對你有幫助嗎？ （有，無，說不好）

（3）你認(rèn)為思維導(dǎo)圖什么時候展示給你們比較合適？ （章節(jié)開始前，章節(jié)中間，章節(jié)結(jié)束后）

（4）你認(rèn)為“線上+線下”混合教學(xué)模式能接受嗎？（能，不能，無所謂）

（5）線上以英文為主的輔助教學(xué)，你覺得有幫助嗎？ （有，無，說不好）

（6）你認(rèn)為線下課堂中關(guān)于以就業(yè)需求為導(dǎo)向的拓展知識，有幫助嗎？ （有，無，說不好）

（7） 你對本課程思維導(dǎo)圖輔助的雙語混合式教學(xué)模式有什么建議嗎？

通過對電子信息工程專業(yè)100 名學(xué)生進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在利用思維導(dǎo)圖、線上以中文授課為主講解核心重難點問題，線下以英文為輔通過專業(yè)術(shù)語了解國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的授課優(yōu)勢問題上，90%的學(xué)生認(rèn)為優(yōu)點有以下幾點：（1）思維導(dǎo)圖圖形化，使教學(xué)內(nèi)容更為具體，能突出各個知識點之間的聯(lián)系，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力；（2）雙語混合教學(xué)模式，能滿足不同層次學(xué)生的要求，打消了部分學(xué)生閱讀外文文獻(xiàn)的畏難情緒，了解了相關(guān)技術(shù)的部分研究前言。

在改進(jìn)問題上，60%以上的學(xué)生認(rèn)為若能給出思維導(dǎo)圖的初稿，讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行補充完善，收益將會更大。 關(guān)于雙語混合教學(xué)模式， 學(xué)生的關(guān)注點在于：（1）授課教師如何將線下的中文授課和線上的英語拓展更好地結(jié)合起來，提高學(xué)習(xí)效率；（2）關(guān)于外文教材， 授課教師是否能通過某種方式給出相應(yīng)指導(dǎo)，否則直接閱讀比較浪費時間。 關(guān)于學(xué)生的建議，在后續(xù)的通信原理課程中， 通過修訂大綱和講義的方式，持續(xù)改進(jìn)。

4 結(jié)語

通信原理課程的教學(xué)質(zhì)量對電子信息類專業(yè)的本科生的專業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。 趁著5G 高速發(fā)展的紅利，結(jié)合本校電子信息工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)較為較薄弱的特點，以就業(yè)需求為導(dǎo)向，筆者實施了一種“線上+線下”混合教學(xué)模式。 其中，線上包括課前MOOC 預(yù)習(xí)以及課后超星學(xué)習(xí)通平臺以英語專業(yè)詞匯為主線的拓展教學(xué)，旨在幫助學(xué)生了解該技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力；在此基礎(chǔ)上，通過中英文教材的對比，找出不同點，歸納總結(jié)，拓寬視野；線下主要以課堂授課為主，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，結(jié)合通信技術(shù)發(fā)展前言拓展所講述的基本原理， 為幫助學(xué)生找出興趣點，逐漸清晰就業(yè)方向。 最后，為幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)效率，筆者以思維導(dǎo)圖的形式，通過視覺沖擊幫助學(xué)生理清知識點間的關(guān)系。 由于通信原理知識點較為瑣碎，思維導(dǎo)圖可以起到查漏補缺的作用。