面向科教融合的通信網絡基礎雙語課程教學改革研究

戴燕鵬 呂玲 林彬 喬澤鑫 孫世煊

摘? 要：通信網絡基礎是通信工程一門典型的專業基礎課程。該文面向科教融合的通信網絡基礎雙語教學課程改革，分析該課程實施雙語教學方式所面臨的挑戰，并提出以中文為主英文為輔的線上線下混合教學模式，將科研成果有效穿插進通信網絡基礎課程教學內容，培養學生的科研基礎，提高教學效果，從而提升通信工程專業人才培養質量。

關鍵詞：通信網絡基礎；科教融合；雙語教學；挑戰；改革策略

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）09-0135-04

Abstract： Communication Network Foundation is a typical professional basic course of communication engineering. This paper studies the bilingual teaching reform of Communication Network Foundation course oriented to the integrates science and education， analyzes the challenges of implementing bilingual teaching in this course， and proposes an online and offline hybrid teaching mode with Chinese as the main language and English as the auxiliary language. This teaching mode effectively intersperses scientific research achievements into the teaching content of Communication Network Foundation course， cultivates students' scientific research foundation， improves teaching effects， and improves the quality of communication engineering professionals.

Keywords： Communication Network Foundation; integration of science and education; bilingual education; challenge; reform strategy

科教融合理念已成為現代高等教育的核心理念，對于推動世界一流大學、一流學科建設，推進高水平大學發展具有重要意義[1]。其內涵是將科研與教育有機融合起來，其核心不單是教授基礎的課程知識，而是將科研內容引入到基礎教學當中，激發學生的主觀能動性，培養學生在實踐中自主發現問題、分析問題、解決問題的能力。科教融合已然成為培養創新型人才的重要途徑。近年來，隨著新一代通信技術的高速發展及“萬物互聯”的發展趨勢，信息通信技術與邊緣計算、物聯網等新興技術的交融需求愈發強烈。因此，通信技術領域需要大量創新型技術人才，推動通信工程專業面向科教融合的教學改革勢在必行[2]。通信網絡基礎是一門典型的通信工程專業課程，包含了傳輸協議、多址技術等多種基礎性知識和前沿技術，適用于科教融合的教學模式。然而，國際上通信技術協議標準、先進技術概述等科研成果均采用英文表述，若將其直接引入課堂會增加學生聽課難度，使教學改革效果大打折扣。因此，為有效促進科研成果與基礎教學的結合并且保證課堂教學效果，采用中英文雙語教學方式是必要的。

本文從通信網絡基礎這門專業基礎課程入手，闡明當前教學模式的現狀，重點分析該課程實施雙語教學改革所面臨的挑戰，并針對教學實際提出一系列有效的改革策略，如圖1所示。其次，探討適合于該課程的雙語教學方式，改進教學模式，優化教學內容，將科研成果穿插進課程教學，推進科教融合的雙語教學模式。最后，改革成效分析結果表明，雙語教學的方式可以促進科教融合教學模式的實施并且面向科教融合的雙語教學改革可以有效提高課程教學質量。

一? 課程教學改革內容

（一）? 課程雙語教學的必要性和挑戰

1? 教學內容亟需緊跟前沿熱點

通信網絡理論與技術正處于快速發展時期，新舊技術的迭代和更新速度快，相關的教學內容也應跟上學科發展的步伐。然而，當前國際上的通信網絡技術標準和權威學術期刊均采用英文表述，致使該領域的前沿技術和科研熱點無法直接引入課堂教學中，不利于學生將所學知識與學科最新發展成果建立聯系，難以實現學以致用[3]。因此，采用雙語方式進行通信網絡基礎課程教學是十分有必要的。通過雙語的方式，將包含關鍵前沿技術的英文原版資料引入教案、作業、擴展閱讀中，讓學生有機會接觸該技術發明者和其研究團隊的原始文獻或者書籍，有利于學生準確理解和掌握該技術的要點。

然而，對于英文水平薄弱的學生，存在使用英文資料吃力的問題，甚至會造成對通信網絡重要技術概念和原理的理解偏差，這將是通信網絡基礎課程面臨的一個挑戰。

2? 教學模式單一且缺乏國際化

目前，課堂教學采用以老師為主導的“灌輸式”教學模式，這種教學模式使得學生被動接受知識，缺乏對知識的自主學習和對關鍵知識的思考，不利于培養學生的自主學習能力和創新思維[4]。此外，課堂教學基本采用全中文授課而且教學內容僅限于書本上的內容，缺乏專業技術名詞的原版英文定義及對新興發展的通信技術的介紹，致使學生對一些專業知識內容有理解上的偏差，而且了解到的技術發展滯后于國際發展。因此，引入以老師為引導，學生為主體的“互動式”混合教學模式是必要的。通過“互動式”的教學方式，使學生主動參與到課堂教學中，可以有效提高課堂教學的效率。而且，通過在線課程共享、MOOC、翻轉課堂等線上教學課程，可以使學生根據自己的學習水平和能力進行自主學習，培養學生的自主學習能力。此外，在課堂上采用雙語教學也是必要的。通過對相關技術的英文文獻的閱讀，讓學生直接接觸到專業技術名詞的英文定義，有助于學生對專業知識的理解。而且，可以分享通信領域的國際會議線上報告，讓學生直接參與國際前沿的學術會議，了解當前通信技術的發展動態。

但是，教學模式的改變，使學生由被動接受知識轉變到主動學習知識可能會面臨積極性不足的問題。

3? 理論教學需融合科研實踐

通信網絡基礎這門課程中有傳輸協議、排隊模型、多址技術等多種通信網絡基礎知識。當前的理論教學重心主要放在講解這些技術的基本原理上，很少去介紹這些技術的實際應用，導致學生對于通信技術在生活中的具體應用并不了解[5]。此外，仿真實驗教學可以讓學生通過實際的仿真操作切實地體會傳輸技術的傳輸原理，而目前的仿真實驗教學內容多數為3G、4G的技術實驗，關于5G的技術實驗少之又少，致使學生的仿真實踐能力滯后于技術發展。因此，在教學內容中增加相關技術的實際應用案例是必要的。結合雙語教學的方式，在介紹技術的實際應用案例時可以引入該技術的英文文獻，通過對引言部分的閱讀，使學生對技術的發展、應用和當下的研究趨勢有進一步的了解。另外，在仿真實驗中加大5G技術實驗的比重，讓學生的仿真實驗內容跟進技術發展是必要的。由于受到仿真設備數量的制約，多數高校無法開展相關技術實驗。因此，可以通過5G網絡虛擬仿真平臺來開展技術實驗，讓學生采用虛擬仿真的形式來模擬5G現網工作環境，加深學生對新興通信技術的理解，培養學生的虛擬仿真實踐能力。

然而，在進行仿真實踐時，學生對仿真軟件或平臺的操作熟練度會影響仿真實驗的效果。

（二）? 教學改革策略

1? 突出雙語教學，選取先進教材和資料

課程教材和教學資料是課程教學內容中的重要參考。由于通信技術更新速度快，課程教材內容通常不包括當下先進的技術知識。因此，準備一份完整且與時俱進的教學輔助資料是有益于課堂教學的。而當前國際上通用的通信技術標準均采用英文表述，若將其直接引入課堂則會大大增加學生聽課的難度。因此，可以引入雙語教學的方式，在英文資料的講授中適當加入中文的解釋或者在中文教材的內容中加入英文的知識補充。這種雙語教學的方式既可以讓學生了解到比較前沿的通信技術知識又可以顯著降低學生的聽課難度。為更好地推進雙語教學的方式，可以從課前、課上、課后三個方面做準備。

1）課前應完善雙語教學資料，包括中英文對照教案、中文為主英文為輔的教學課件等[6]。對于要在課堂中引入的英文語句，應標明出處，便于學生課后查閱。此外，對于教材中缺少的先進通信協議和技術，應在課件中給予補充，例如5G通信協議、NOMA、MIMO及RIS等。

2）課上應采用中英混合板書，以中文為主英文為輔的雙語教學方式。對于一些通信技術專業名詞，應寫出原版的英文定義，幫助學生更好地理解專業名詞的定義。此外，在介紹通信技術的背景知識時，可以引入相關綜述性英文文獻，有助于學生更加全面地了解該技術的發展進程。

3）課后應調整考核內容。在課后作業布置中，應加入閱讀簡要英文文獻的內容，提升學生閱讀英文文獻的能力。此外，對于期末考試內容，可以加入專業名詞中英對照的題目，鞏固學生對專業名詞英文定義的掌握。

2? 加深理論教學與科研實踐的融合

通信工程專業作為一個工科專業，學校的教學目標不能僅僅是傳授理論知識，更要真正讓學生知道怎樣將理論知識與實際應用聯系起來。因此，在理論教學過程中穿插具體的技術應用實例是必要的。具體的做法如下。

1）通過英文文獻了解通信技術的發展歷程和當前的應用背景。授課教師在介紹某個通信技術的應用場景時，可以引入一篇與該技術相關的英文文獻，并且帶領學生們粗讀文獻的引言部分，這種方式既可以培養學生閱讀英文文獻的能力，又可以讓學生了解到該通信技術研究方向的變化和當前的研究內容。

2）介紹相關通信技術的應用實例以加深學生對通信技術傳輸原理的理解。例如：生活中的廣播采用單工通信、對講機采用半雙工通信、電話采用全雙工通信等。

另外，仿真實驗教學是連接理論與實踐的橋梁，通過仿真實驗教學可以培養學生的動手實踐能力和編程思維[7]。因此，要增加仿真實驗教學在教學內容中的比重。此外，仿真實驗教學要緊跟通信技術的發展，及時調整教學內容，使學生的仿真實踐能力緊跟技術的更新。具體的仿真實驗課程安排如下。

第一，精簡3G、4G的實驗內容，保留經典的仿真技術實驗。例如：調制技術仿真實驗、多址接入協議仿真實驗、數據鏈路層協議仿真實驗。

第二，新增5G網絡虛擬仿真實驗。通過5G網絡虛擬平臺模擬5G現網環境、開展相關技術實驗，例如：5G覆蓋原理分析實驗、5G大規模MIMO認知實驗、5G波束成形應用實驗及5G波束/同頻干擾問題分析實驗等。

第三，在課程開始前下發仿真軟件入門使用手冊供學生們預習，讓之前未使用過相關仿真軟件的學生盡快上手，防止其因為軟件使用不熟練而無法完成仿真實驗。

第四，在仿真實驗結束后，讓學生完成相應的實驗報告，鞏固其在仿真實驗中所學到的知識。

3? 改進授課模式，增加雙語互動

授課模式是影響授課效果的重要因素，傳統的以教師為主體的授課模式無法激發學生學習的積極性，不利于培養學生的自主學習能力和創新思維。因此，在授課模式改革中，通過引入以教師為引導，學生為主體的SPOC（Small Private Online Course）混合教學模式激發學生參與課堂學習的積極性，讓學生通過主動學習去找到適合自己的學習思維方式[8]。結合實際情況，具體的改進方式如下。

1）充分利用網絡教學平臺，在課程開始前將相關教學資源推送到網絡教學平臺，引導學生進行課前預習內容。同時可以將課程教學中涉及到的通信技術的經典中、英文文獻上傳到該網絡平臺，這樣可以使學生根據自己的興趣自行查閱相關技術知識。

2）開展課堂小組匯報，充分調度學生參與課堂學習的積極性。將5～6名學生分為一組，每個小組選擇一個通信技術作為研究主題，利用課余時間查找相關研究內容和發展現狀，并在課堂前10分鐘向大家作匯報。另外鼓勵學生用英文匯報，用英文講述的方式不僅能夠提升英文表述能力，而且能夠加深對英文專業技術術語的理解。這種調研資料和課堂匯報的方式不僅可以拓展學生的知識面，還可以提高學生調研技術型資料和文獻的科研能力。

3）授課結束后將課堂中的重點知識內容和課后習題上傳到網絡教學平臺，便于學生進行課后知識鞏固。此外，還可以將一些新興通信技術的概述性文章、通信領域國際線上會議報告回放及關于通信技術的趣味講解視頻鏈接上傳到網絡教學平臺，可供學生在課余時間拓展知識面，了解當前通信技術的發展現狀。

（三）? 改革成效分析

1? 雙語教學有效提高科研基礎

以中文為主英文為輔的雙語教學方式取得不錯的效果。首先，用雙語的方式講解專業技術名詞，可以使學生對照理解名詞的含義，對一些概念的理解更加透徹。其次，在介紹通信技術背景知識時，通過引入英文綜述性文獻，不但讓學生了解到該技術的發展歷程，而且讓學生明晰該技術的優勢、弊端、具體的實踐應用及當下的研究趨勢。例如，在講解NOMA技術時，引入一篇英文綜述“A Survey of Non-Orthogonal Multiple Access for 5G”，通過簡要的講述該文獻，可以使學生清楚地了解到NOMA技術的優勢、發展現狀及實際應用所面臨的挑戰。最后，通過讓學生課后閱讀簡明的英文文獻，使學生明確科技類文獻的文章結構，提升其閱讀科技類文獻的能力。

調查結果反饋顯示，絕大多數學生認為雙語教學對技術概念的理解有很大幫助，通過科技類英文文獻了解到很多當下先進通信技術和網絡協議的知識；超過一半的學生表示在雙語教學模式下，不僅掌握了更多專業技術詞匯，而且也感受到外語水平的提升；少部分學生由于英語基礎薄弱，對英文資料理解存在障礙。

2? 理論與科研實踐結合，提升動手能力

一方面，在理論教學中增加了技術實際應用的講解，使得對于一些比較抽象的技術知識，學生可以在現實生活中找到具體的實際應用，幫助學生理解比較抽象的技術知識。例如：生活中FM廣播采用頻分多址接入技術，把總的頻譜資源分成不同頻率的信道，各頻率信道傳輸不同的廣播內容。另一方面，增加仿真實驗教學在課程教學內容中的比重，增加了學生進行仿真實驗操作的機會，使學生在仿真實驗中理解抽象的技術傳輸原理。例如，在數據鏈路層ARQ協議仿真實驗中，通過編寫ARQ協議算法，分析仿真結果，使學生深入理解ARQ協議的傳輸理論。此外，通過調整仿真技術實驗的內容，增大了先進通信網絡技術實驗的比重，讓學生對5G通信技術有進一步的了解。絕大多數學生表示，通過一系列技術仿真實驗，自己對通信網絡技術有更加深刻的認識，仿真實踐能力相比之前有顯著提高。

3? 混合教學模式培養自主學習能力

基于SPOC的混合教學模式極大地調動了學生參與課堂學習的積極性，取得了很好的教學效果。首先，課堂匯報環節為一周一次，每次匯報同學們都選擇采用英文匯報的方式。匯報結束后，同學們之間有充分地討論和交流，相較于以老師為主導的教學模式下比較沉寂的課堂氛圍，以學生為主體的課堂氛圍就顯得輕松愉悅不少。其次，在每節課上完后，教師將本節課程中重點知識內容上傳到網絡教學平臺，使學生可以根據自己的情況自行觀看。學生反映有些課堂上沒理解的知識點，通過觀看網絡教學平臺上的知識講解可以及時填補。最后，通過網絡教學平臺，向學生分享一些通信技術的趣味講解視頻及國際線上會議報告回放，供學生在課余時間根據自己的興趣了解相關通信技術的拓展知識。學生反饋以上方式不僅有助于理解晦澀難懂的概念，而且也激發了自己濃厚的學習興趣。另外，學生在觀看國際線上會議報告回放后表示了解到很多前沿的通信技術知識。

二? 結束語

本文在科教融合建設的大背景下，基于通信網絡基礎課程雙語教學的特點，從教學內容、授課模式、科研實踐等方面對該課程進行改革研究。在教學內容方面，通過雙語教學的方式將科研成果引入課堂，使學生可以了解到當前通信技術的發展現狀和研究內容；在授課模式方面，轉換以老師為主導的傳統課堂教學模式，引入以學生為主體，老師為引導的線上線下混合教學模式，充分發揮線上教學平臺的靈活性和自主性，培養學生的自主學習能力；在科研實踐方面，增加仿真實踐在課程教學內容中的比重，進一步提升學生的動手實踐能力。改革成效表明，面向科教融合的雙語教學改革取得良好的教學效果，在保證教學質量的同時提升了學生的科研素質，為其他課程在科教融合的背景下進行教學改革提供一定的參考。

參考文獻：

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[8] 李珍香，張釗.基于SPOC混合教學模式的匯編語言課程實踐[J].計算機教育，2022（9）：146-151.