思维导图辅助的“通信原理”双语混合教学模式初探

杨 静 李红岩 靳 婷 付麦霞 樊 超

（1.河南工业大学信息科学与工程学院，河南 郑州 450001；2.河南工业大学人工智能与大数据学院，河南 郑州 450001）

1 通信原理教学模式的思考

对于电子信息类专业本科生，通信原理是一门重要的专业基础课。 本课程具有理论知识面广、相关内容抽象枯燥等特点，并且该课程要求学生具有依据特定场景设计方案、分析方案，解决复杂工程问题的能力。 因此，这是一门学生公认的难学难考的课程。 目前，信息与通信工程学科将通信原理课程作为硕士/博士研究生入学考试科目或者复试科目，其重要性是不言而喻的。

随着第五代移动通信（The 5th Generation Wireless Systems，5G）的商用，5G 人才需求增势迅猛。 信通院公布的数据显示： 疫情期间在社会经济压力较大的情况下，1~4 月5G 领域相关在线职位同比增长73%， 2020年5G 将直接创造约57 万个就业岗位[1]。 如何以就业需求为导向，激发学生的学习兴趣，是值得包括通信原理课程在内的相关学科课程参考借鉴。

积极汲取新兴技术， 才能紧跟行业发展方向，采用双语教学使学生通过接触到的相关专业词汇了解国内外研究现状，发挥主观能动性，提升自主学习能力。 国内高校教师也积极探索，将双语教学融入相关专业课程。 国防科技大学张晓瀛老师将双语课堂引入到了通信原理课程[2]。 华中科技大学的黄佳庆老师将全英教学引入到了提高班的通信原理课程[3]。 实践表明，通过英语教学，学生减少了对英文文献和英语表达的畏难情绪。 南京邮电大学的靳雷生老师通过调查问卷的方式，对电子信息类课程双语/全英的教学模式在教学设计等方面进行了分析， 并提出了对策与建议，具有一定的指导意义[4]。 湘潭大学的韦剑老师对高校双语教学进行了分析， 指出只有以学生为中心，结合自身教育资源，才能保证教学效果[5]。 上述学者在双语教学教改中，都取得了突出的成效。 然而，如何结合本校学生的专业背景，因材施教，以就业需求为背景，将中英文教学融入日常教学模式中，拓宽学生视野的同时，提升学生的自主学习能力，是通信原理教改亟须解决的问题。

2 思维导图辅助的双语混合教学的具体方法

在教学前期以河南工业大学电子信息工程专业2018 级学生为例，进行了访谈调查，围绕学生对双语教学的利弊等问题展开，主要目的是了解学生对这种教学方式的认可程度，访谈提纲如下：

通信原理线下课堂，引入英语的授课方式，你认为有什么优势和不足？

如果将双语教学，引入到通信原理课程，你对授课方式有什么建议？

你对通信原理的双语教学持什么态度？

你对通信原理线下授课模式，有什么建议？

通过对电子信息工程专业2018 级学生的调研，依据学生掌握高等数学、线性代数、复变函数等数学知识和信号与系统、信息论与编码、高频电子线路等专业基础知识的情况，笔者将“线上+线下”混合教学模式与双语相结合，具体操作为：

（1）课前自主预习。 由于选用的教材为樊昌信老师、曹丽娜老师编著的通信原理（第七版）[6]，因此，预习采用曹丽娜老师团队的MOOC 课程。

（2）线下课堂授课。 前10 分钟，通过提问的方式，了解学生的预习效果；依据预习效果，25～30 分钟讲解学生未掌握的重难点内容； 最后5～10 分钟以就业需求为目标，通过启发式教学/案例教学，讲解相关的前沿技术。 以第7 章数字带通传输系统为例，可引申拓展讲解5G 所用的调制技术，例如载波相位变化，幅度不变的 Π/2-BPSK 和 QPSK 的PSK 调制方式和相位幅度都变化的16QAM/64QAM/256QAM 调制方式。

（3）课后线上讨论答疑。 课后，以专业英语词汇为主线，教师以作业或者讨论的方式在超星学习通平台上布置相关思考拓展题目，帮助学生了解相关技术的国内外发展趋势，培养学生的自主学习能力。

线上英语教学的目的， 是为了辅助线下课堂授课，拓展学生的专业知识面，依据本校电子信息工程专业的学生背景， 教材选用Communication Systems。该教材是通信领域非常重要的一门论著，作者深入浅出讲解了通信系统。 由于应用背景的不同，英文教材（Simon Haykin 编著的 Communication Systems）与中文教材（樊昌信等编著的通信原理）在某些内容上有所不同。 例如，第9 章模拟信号的数字传输中介绍时分复用体系时，中文教材详细介绍了我国采用的A 律E体系，而英文教材则偏重于μ 律T 体系。 第6 章数字基带传输系统分析基带信号时，中文教材是从稳态波和交变波入手，进行理论分析。 但学生对于将随机过程分解成稳态波和交变波存在疑问，以致后续结论难理解的透彻； 而英文教材直接利用推广的Wiener-Khinchin 定理进行推导，分析过程清晰，便于理解。 因此，线下的英文教材可以作为线上中文教材的有力补充。 在授课的过程中，鼓励学生找出中英文教材的漏洞，并设计奖励机制，激发学生的学习积极性，提升自主学习能力通信原理是一门学生公认的难学难考的课程，每届学生的挂科率居高不下，为了打消学生的畏难情绪，帮助学生树立学好这门课程的信心，新的一章开始时，笔者将每章的知识点以思维导图的形式串联起来[7]，便于学生在学习的过程中查漏补缺，提升学习效率。 其中，思维导图，又名心智导图，是一种视觉思维工具，可以将各章或多章知识点以图形化的方式展现出来，便于学生理清思路，提升学习效率。

3 思维导图辅助的双语混合教学的结果分析

在教学后期进行问卷调查，围绕学生对思维导图辅助的双语混合教学的教学效果等问题展开，主要目的是了解学生对这种教学方式的认可程度。 问卷调查如下：

（1） 你认为思维导图可以用在通信原理教学中吗？ （是，否，无所谓）

（2）本学期每章开始前的思维导图，对你有帮助吗？ （有，无，说不好）

（3）你认为思维导图什么时候展示给你们比较合适？ （章节开始前，章节中间，章节结束后）

（4）你认为“线上+线下”混合教学模式能接受吗？（能，不能，无所谓）

（5）线上以英文为主的辅助教学，你觉得有帮助吗？ （有，无，说不好）

（6）你认为线下课堂中关于以就业需求为导向的拓展知识，有帮助吗？ （有，无，说不好）

（7） 你对本课程思维导图辅助的双语混合式教学模式有什么建议吗？

通过对电子信息工程专业100 名学生进行调查发现，在利用思维导图、线上以中文授课为主讲解核心重难点问题，线下以英文为辅通过专业术语了解国内外发展现状的授课优势问题上，90%的学生认为优点有以下几点：（1）思维导图图形化，使教学内容更为具体，能突出各个知识点之间的联系，培养了学生的逻辑思维能力；（2）双语混合教学模式，能满足不同层次学生的要求，打消了部分学生阅读外文文献的畏难情绪，了解了相关技术的部分研究前言。

在改进问题上，60%以上的学生认为若能给出思维导图的初稿，让学生在此基础上进行补充完善，收益将会更大。 关于双语混合教学模式， 学生的关注点在于：（1）授课教师如何将线下的中文授课和线上的英语拓展更好地结合起来，提高学习效率；（2）关于外文教材， 授课教师是否能通过某种方式给出相应指导，否则直接阅读比较浪费时间。 关于学生的建议，在后续的通信原理课程中， 通过修订大纲和讲义的方式，持续改进。

4 结语

通信原理课程的教学质量对电子信息类专业的本科生的专业发展具有深远的影响。 趁着5G 高速发展的红利，结合本校电子信息工程专业学生的专业基础较为较薄弱的特点，以就业需求为导向，笔者实施了一种“线上+线下”混合教学模式。 其中，线上包括课前MOOC 预习以及课后超星学习通平台以英语专业词汇为主线的拓展教学，旨在帮助学生了解该技术的国内外研究现状，激发学生的学习兴趣，培养自主学习能力；在此基础上，通过中英文教材的对比，找出不同点，归纳总结，拓宽视野；线下主要以课堂授课为主，为了激发学生的学习积极性，结合通信技术发展前言拓展所讲述的基本原理， 为帮助学生找出兴趣点，逐渐清晰就业方向。 最后，为帮助学生提升学习效率，笔者以思维导图的形式，通过视觉冲击帮助学生理清知识点间的关系。 由于通信原理知识点较为琐碎，思维导图可以起到查漏补缺的作用。