思維導圖輔助的“通信原理”雙語混合教學模式初探

楊 靜 李紅巖 靳 婷 付麥霞 樊 超

（1.河南工業大學信息科學與工程學院，河南 鄭州 450001；2.河南工業大學人工智能與大數據學院，河南 鄭州 450001）

1 通信原理教學模式的思考

對于電子信息類專業本科生，通信原理是一門重要的專業基礎課。 本課程具有理論知識面廣、相關內容抽象枯燥等特點，并且該課程要求學生具有依據特定場景設計方案、分析方案，解決復雜工程問題的能力。 因此，這是一門學生公認的難學難考的課程。 目前，信息與通信工程學科將通信原理課程作為碩士/博士研究生入學考試科目或者復試科目，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。 信通院公布的數據顯示： 疫情期間在社會經濟壓力較大的情況下，1~4 月5G 領域相關在線職位同比增長73%， 2020年5G 將直接創造約57 萬個就業崗位[1]。 如何以就業需求為導向，激發學生的學習興趣，是值得包括通信原理課程在內的相關學科課程參考借鑒。

積極汲取新興技術， 才能緊跟行業發展方向，采用雙語教學使學生通過接觸到的相關專業詞匯了解國內外研究現狀，發揮主觀能動性，提升自主學習能力。 國內高校教師也積極探索，將雙語教學融入相關專業課程。 國防科技大學張曉瀛老師將雙語課堂引入到了通信原理課程[2]。 華中科技大學的黃佳慶老師將全英教學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，學生減少了對英文文獻和英語表達的畏難情緒。 南京郵電大學的靳雷生老師通過調查問卷的方式，對電子信息類課程雙語/全英的教學模式在教學設計等方面進行了分析， 并提出了對策與建議，具有一定的指導意義[4]。 湘潭大學的韋劍老師對高校雙語教學進行了分析， 指出只有以學生為中心，結合自身教育資源，才能保證教學效果[5]。 上述學者在雙語教學教改中，都取得了突出的成效。 然而，如何結合本校學生的專業背景，因材施教，以就業需求為背景，將中英文教學融入日常教學模式中，拓寬學生視野的同時，提升學生的自主學習能力，是通信原理教改亟須解決的問題。

2 思維導圖輔助的雙語混合教學的具體方法

在教學前期以河南工業大學電子信息工程專業2018 級學生為例，進行了訪談調查，圍繞學生對雙語教學的利弊等問題展開，主要目的是了解學生對這種教學方式的認可程度，訪談提綱如下：

通信原理線下課堂，引入英語的授課方式，你認為有什么優勢和不足？

如果將雙語教學，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持什么態度？

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2018 級學生的調研，依據學生掌握高等數學、線性代數、復變函數等數學知識和信號與系統、信息論與編碼、高頻電子線路等專業基礎知識的情況，筆者將“線上+線下”混合教學模式與雙語相結合，具體操作為：

（1）課前自主預習。 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，預習采用曹麗娜老師團隊的MOOC 課程。

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

（3）課后線上討論答疑。 課后，以專業英語詞匯為主線，教師以作業或者討論的方式在超星學習通平臺上布置相關思考拓展題目，幫助學生了解相關技術的國內外發展趨勢，培養學生的自主學習能力。

線上英語教學的目的， 是為了輔助線下課堂授課，拓展學生的專業知識面，依據本校電子信息工程專業的學生背景， 教材選用Communication Systems。該教材是通信領域非常重要的一門論著，作者深入淺出講解了通信系統。 由于應用背景的不同，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）在某些內容上有所不同。 例如，第9 章模擬信號的數字傳輸中介紹時分復用體系時，中文教材詳細介紹了我國采用的A 律E體系，而英文教材則偏重于μ 律T 體系。 第6 章數字基帶傳輸系統分析基帶信號時，中文教材是從穩態波和交變波入手，進行理論分析。 但學生對于將隨機過程分解成穩態波和交變波存在疑問，以致后續結論難理解的透徹； 而英文教材直接利用推廣的Wiener-Khinchin 定理進行推導，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，鼓勵學生找出中英文教材的漏洞，并設計獎勵機制，激發學生的學習積極性，提升自主學習能力通信原理是一門學生公認的難學難考的課程，每屆學生的掛科率居高不下，為了打消學生的畏難情緒，幫助學生樹立學好這門課程的信心，新的一章開始時，筆者將每章的知識點以思維導圖的形式串聯起來[7]，便于學生在學習的過程中查漏補缺，提升學習效率。 其中，思維導圖，又名心智導圖，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出來，便于學生理清思路，提升學習效率。

3 思維導圖輔助的雙語混合教學的結果分析

在教學后期進行問卷調查，圍繞學生對思維導圖輔助的雙語混合教學的教學效果等問題展開，主要目的是了解學生對這種教學方式的認可程度。 問卷調查如下：

（1） 你認為思維導圖可以用在通信原理教學中嗎？ （是，否，無所謂）

（2）本學期每章開始前的思維導圖，對你有幫助嗎？ （有，無，說不好）

（3）你認為思維導圖什么時候展示給你們比較合適？ （章節開始前，章節中間，章節結束后）

（4）你認為“線上+線下”混合教學模式能接受嗎？（能，不能，無所謂）

（5）線上以英文為主的輔助教學，你覺得有幫助嗎？ （有，無，說不好）

（6）你認為線下課堂中關于以就業需求為導向的拓展知識，有幫助嗎？ （有，無，說不好）

（7） 你對本課程思維導圖輔助的雙語混合式教學模式有什么建議嗎？

通過對電子信息工程專業100 名學生進行調查發現，在利用思維導圖、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術語了解國內外發展現狀的授課優勢問題上，90%的學生認為優點有以下幾點：（1）思維導圖圖形化，使教學內容更為具體，能突出各個知識點之間的聯系，培養了學生的邏輯思維能力；（2）雙語混合教學模式，能滿足不同層次學生的要求，打消了部分學生閱讀外文文獻的畏難情緒，了解了相關技術的部分研究前言。

在改進問題上，60%以上的學生認為若能給出思維導圖的初稿，讓學生在此基礎上進行補充完善，收益將會更大。 關于雙語混合教學模式， 學生的關注點在于：（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合起來，提高學習效率；（2）關于外文教材， 授課教師是否能通過某種方式給出相應指導，否則直接閱讀比較浪費時間。 關于學生的建議，在后續的通信原理課程中， 通過修訂大綱和講義的方式，持續改進。

4 結語

通信原理課程的教學質量對電子信息類專業的本科生的專業發展具有深遠的影響。 趁著5G 高速發展的紅利，結合本校電子信息工程專業學生的專業基礎較為較薄弱的特點，以就業需求為導向，筆者實施了一種“線上+線下”混合教學模式。 其中，線上包括課前MOOC 預習以及課后超星學習通平臺以英語專業詞匯為主線的拓展教學，旨在幫助學生了解該技術的國內外研究現狀，激發學生的學習興趣，培養自主學習能力；在此基礎上，通過中英文教材的對比，找出不同點，歸納總結，拓寬視野；線下主要以課堂授課為主，為了激發學生的學習積極性，結合通信技術發展前言拓展所講述的基本原理， 為幫助學生找出興趣點，逐漸清晰就業方向。 最后，為幫助學生提升學習效率，筆者以思維導圖的形式，通過視覺沖擊幫助學生理清知識點間的關系。 由于通信原理知識點較為瑣碎，思維導圖可以起到查漏補缺的作用。