面向科教融合的通信网络基础双语课程教学改革研究

戴燕鹏 吕玲 林彬 乔泽鑫 孙世煊

摘  要：通信网络基础是通信工程一门典型的专业基础课程。该文面向科教融合的通信网络基础双语教学课程改革，分析该课程实施双语教学方式所面临的挑战，并提出以中文为主英文为辅的线上线下混合教学模式，将科研成果有效穿插进通信网络基础课程教学内容，培养学生的科研基础，提高教学效果，从而提升通信工程专业人才培养质量。

关键词：通信网络基础；科教融合；双语教学；挑战；改革策略

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：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

科教融合理念已成为现代高等教育的核心理念，对于推动世界一流大学、一流学科建设，推进高水平大学发展具有重要意义[1]。其内涵是将科研与教育有机融合起来，其核心不单是教授基础的课程知识，而是将科研内容引入到基础教学当中，激发学生的主观能动性，培养学生在实践中自主发现问题、分析问题、解决问题的能力。科教融合已然成为培养创新型人才的重要途径。近年来，随着新一代通信技术的高速发展及“万物互联”的发展趋势，信息通信技术与边缘计算、物联网等新兴技术的交融需求愈发强烈。因此，通信技术领域需要大量创新型技术人才，推动通信工程专业面向科教融合的教学改革势在必行[2]。通信网络基础是一门典型的通信工程专业课程，包含了传输协议、多址技术等多种基础性知识和前沿技术，适用于科教融合的教学模式。然而，国际上通信技术协议标准、先进技术概述等科研成果均采用英文表述，若将其直接引入课堂会增加学生听课难度，使教学改革效果大打折扣。因此，为有效促进科研成果与基础教学的结合并且保证课堂教学效果，采用中英文双语教学方式是必要的。

本文从通信网络基础这门专业基础课程入手，阐明当前教学模式的现状，重点分析该课程实施双语教学改革所面临的挑战，并针对教学实际提出一系列有效的改革策略，如图1所示。其次，探讨适合于该课程的双语教学方式，改进教学模式，优化教学内容，将科研成果穿插进课程教学，推进科教融合的双语教学模式。最后，改革成效分析结果表明，双语教学的方式可以促进科教融合教学模式的实施并且面向科教融合的双语教学改革可以有效提高课程教学质量。

一  课程教学改革内容

（一）  课程双语教学的必要性和挑战

1  教学内容亟需紧跟前沿热点

通信网络理论与技术正处于快速发展时期，新旧技术的迭代和更新速度快，相关的教学内容也应跟上学科发展的步伐。然而，当前国际上的通信网络技术标准和权威学术期刊均采用英文表述，致使该领域的前沿技术和科研热点无法直接引入课堂教学中，不利于学生将所学知识与学科最新发展成果建立联系，难以实现学以致用[3]。因此，采用双语方式进行通信网络基础课程教学是十分有必要的。通过双语的方式，将包含关键前沿技术的英文原版资料引入教案、作业、扩展阅读中，让学生有机会接触该技术发明者和其研究团队的原始文献或者书籍，有利于学生准确理解和掌握该技术的要点。

然而，对于英文水平薄弱的学生，存在使用英文资料吃力的问题，甚至会造成对通信网络重要技术概念和原理的理解偏差，这将是通信网络基础课程面临的一个挑战。

2  教学模式单一且缺乏国际化

目前，课堂教学采用以老师为主导的“灌输式”教学模式，这种教学模式使得学生被动接受知识，缺乏对知识的自主学习和对关键知识的思考，不利于培養学生的自主学习能力和创新思维[4]。此外，课堂教学基本采用全中文授课而且教学内容仅限于书本上的内容，缺乏专业技术名词的原版英文定义及对新兴发展的通信技术的介绍，致使学生对一些专业知识内容有理解上的偏差，而且了解到的技术发展滞后于国际发展。因此，引入以老师为引导，学生为主体的“互动式”混合教学模式是必要的。通过“互动式”的教学方式，使学生主动参与到课堂教学中，可以有效提高课堂教学的效率。而且，通过在线课程共享、MOOC、翻转课堂等线上教学课程，可以使学生根据自己的学习水平和能力进行自主学习，培养学生的自主学习能力。此外，在课堂上采用双语教学也是必要的。通过对相关技术的英文文献的阅读，让学生直接接触到专业技术名词的英文定义，有助于学生对专业知识的理解。而且，可以分享通信领域的国际会议线上报告，让学生直接参与国际前沿的学术会议，了解当前通信技术的发展动态。

但是，教学模式的改变，使学生由被动接受知识转变到主动学习知识可能会面临积极性不足的问题。

3  理论教学需融合科研实践

通信网络基础这门课程中有传输协议、排队模型、多址技术等多种通信网络基础知识。当前的理论教学重心主要放在讲解这些技术的基本原理上，很少去介绍这些技术的实际应用，导致学生对于通信技术在生活中的具体应用并不了解[5]。此外，仿真实验教学可以让学生通过实际的仿真操作切实地体会传输技术的传输原理，而目前的仿真实验教学内容多数为3G、4G的技术实验，关于5G的技术实验少之又少，致使学生的仿真实践能力滞后于技术发展。因此，在教学内容中增加相关技术的实际应用案例是必要的。结合双语教学的方式，在介绍技术的实际应用案例时可以引入该技术的英文文献，通过对引言部分的阅读，使学生对技术的发展、应用和当下的研究趋势有进一步的了解。另外，在仿真实验中加大5G技术实验的比重，让学生的仿真实验内容跟进技术发展是必要的。由于受到仿真设备数量的制约，多数高校无法开展相关技术实验。因此，可以通过5G网络虚拟仿真平台来开展技术实验，让学生采用虚拟仿真的形式来模拟5G现网工作环境，加深学生对新兴通信技术的理解，培养学生的虚拟仿真实践能力。

然而，在进行仿真实践时，学生对仿真软件或平台的操作熟练度会影响仿真实验的效果。

（二）  教學改革策略

1  突出双语教学，选取先进教材和资料

课程教材和教学资料是课程教学内容中的重要参考。由于通信技术更新速度快，课程教材内容通常不包括当下先进的技术知识。因此，准备一份完整且与时俱进的教学辅助资料是有益于课堂教学的。而当前国际上通用的通信技术标准均采用英文表述，若将其直接引入课堂则会大大增加学生听课的难度。因此，可以引入双语教学的方式，在英文资料的讲授中适当加入中文的解释或者在中文教材的内容中加入英文的知识补充。这种双语教学的方式既可以让学生了解到比较前沿的通信技术知识又可以显著降低学生的听课难度。为更好地推进双语教学的方式，可以从课前、课上、课后三个方面做准备。

1）课前应完善双语教学资料，包括中英文对照教案、中文为主英文为辅的教学课件等[6]。对于要在课堂中引入的英文语句，应标明出处，便于学生课后查阅。此外，对于教材中缺少的先进通信协议和技术，应在课件中给予补充，例如5G通信协议、NOMA、MIMO及RIS等。

2）课上应采用中英混合板书，以中文为主英文为辅的双语教学方式。对于一些通信技术专业名词，应写出原版的英文定义，帮助学生更好地理解专业名词的定义。此外，在介绍通信技术的背景知识时，可以引入相关综述性英文文献，有助于学生更加全面地了解该技术的发展进程。

3）课后应调整考核内容。在课后作业布置中，应加入阅读简要英文文献的内容，提升学生阅读英文文献的能力。此外，对于期末考试内容，可以加入专业名词中英对照的题目，巩固学生对专业名词英文定义的掌握。

2  加深理论教学与科研实践的融合

通信工程专业作为一个工科专业，学校的教学目标不能仅仅是传授理论知识，更要真正让学生知道怎样将理论知识与实际应用联系起来。因此，在理论教学过程中穿插具体的技术应用实例是必要的。具体的做法如下。

1）通过英文文献了解通信技术的发展历程和当前的应用背景。授课教师在介绍某个通信技术的应用场景时，可以引入一篇与该技术相关的英文文献，并且带领学生们粗读文献的引言部分，这种方式既可以培养学生阅读英文文献的能力，又可以让学生了解到该通信技术研究方向的变化和当前的研究内容。

2）介绍相关通信技术的应用实例以加深学生对通信技术传输原理的理解。例如：生活中的广播采用单工通信、对讲机采用半双工通信、电话采用全双工通信等。

另外，仿真实验教学是连接理论与实践的桥梁，通过仿真实验教学可以培养学生的动手实践能力和编程思维[7]。因此，要增加仿真实验教学在教学内容中的比重。此外，仿真实验教学要紧跟通信技术的发展，及时调整教学内容，使学生的仿真实践能力紧跟技术的更新。具体的仿真实验课程安排如下。

第一，精简3G、4G的实验内容，保留经典的仿真技术实验。例如：调制技术仿真实验、多址接入协议仿真实验、数据链路层协议仿真实验。

第二，新增5G网络虚拟仿真实验。通过5G网络虚拟平台模拟5G现网环境、开展相关技术实验，例如：5G覆盖原理分析实验、5G大规模MIMO认知实验、5G波束成形应用实验及5G波束/同频干扰问题分析实验等。

第三，在课程开始前下发仿真软件入门使用手册供学生们预习，让之前未使用过相关仿真软件的学生尽快上手，防止其因为软件使用不熟练而无法完成仿真实验。

第四，在仿真实验结束后，让学生完成相应的实验报告，巩固其在仿真实验中所学到的知识。

3  改进授课模式，增加双语互动

授课模式是影响授课效果的重要因素，传统的以教师为主体的授课模式无法激发学生学习的积极性，不利于培养学生的自主学习能力和创新思维。因此，在授课模式改革中，通过引入以教师为引导，学生为主体的SPOC（Small Private Online Course）混合教学模式激发学生参与课堂学习的积极性，让学生通过主动学习去找到适合自己的学习思维方式[8]。结合实际情况，具体的改进方式如下。

1）充分利用网络教学平台，在课程开始前将相关教学资源推送到网络教学平台，引导学生进行课前预习内容。同时可以将课程教学中涉及到的通信技术的经典中、英文文献上传到该网络平台，这样可以使学生根据自己的兴趣自行查阅相关技术知识。

2）开展课堂小组汇报，充分调度学生参与课堂学习的积极性。将5～6名学生分为一组，每个小组选择一个通信技术作为研究主题，利用课余时间查找相关研究内容和发展现状，并在课堂前10分钟向大家作汇报。另外鼓励学生用英文汇报，用英文讲述的方式不仅能够提升英文表述能力，而且能够加深对英文专业技术术语的理解。这种调研资料和课堂汇报的方式不仅可以拓展学生的知识面，还可以提高学生调研技术型资料和文献的科研能力。

3）授课结束后将课堂中的重点知识内容和课后习题上传到网络教学平台，便于学生进行课后知识巩固。此外，还可以将一些新兴通信技术的概述性文章、通信领域国际线上会议报告回放及关于通信技术的趣味讲解视频链接上传到网络教学平台，可供学生在课余时间拓展知识面，了解当前通信技术的发展现状。

（三）  改革成效分析

1  双语教学有效提高科研基础

以中文为主英文为辅的双语教学方式取得不错的效果。首先，用双语的方式讲解专业技术名词，可以使学生对照理解名词的含义，对一些概念的理解更加透彻。其次，在介绍通信技术背景知识时，通过引入英文综述性文献，不但让学生了解到该技术的发展历程，而且让学生明晰该技术的优势、弊端、具体的实践应用及当下的研究趋势。例如，在讲解NOMA技术时，引入一篇英文综述“A Survey of Non-Orthogonal Multiple Access for 5G”，通过简要的讲述该文献，可以使学生清楚地了解到NOMA技术的优势、发展现状及实际应用所面临的挑战。最后，通过让学生课后阅读简明的英文文献，使学生明确科技类文献的文章结构，提升其阅读科技类文献的能力。

调查结果反馈显示，绝大多數学生认为双语教学对技术概念的理解有很大帮助，通过科技类英文文献了解到很多当下先进通信技术和网络协议的知识；超过一半的学生表示在双语教学模式下，不仅掌握了更多专业技术词汇，而且也感受到外语水平的提升；少部分学生由于英语基础薄弱，对英文资料理解存在障碍。

2  理论与科研实践结合，提升动手能力

一方面，在理论教学中增加了技术实际应用的讲解，使得对于一些比较抽象的技术知识，学生可以在现实生活中找到具体的实际应用，帮助学生理解比较抽象的技术知识。例如：生活中FM广播采用频分多址接入技术，把总的频谱资源分成不同频率的信道，各频率信道传输不同的广播内容。另一方面，增加仿真实验教学在课程教学内容中的比重，增加了学生进行仿真实验操作的机会，使学生在仿真实验中理解抽象的技术传输原理。例如，在数据链路层ARQ协议仿真实验中，通过编写ARQ协议算法，分析仿真结果，使学生深入理解ARQ协议的传输理论。此外，通过调整仿真技术实验的内容，增大了先进通信网络技术实验的比重，让学生对5G通信技术有进一步的了解。绝大多数学生表示，通过一系列技术仿真实验，自己对通信网络技术有更加深刻的认识，仿真实践能力相比之前有显著提高。

3  混合教学模式培养自主学习能力

基于SPOC的混合教学模式极大地调动了学生参与课堂学习的积极性，取得了很好的教学效果。首先，课堂汇报环节为一周一次，每次汇报同学们都选择采用英文汇报的方式。汇报结束后，同学们之间有充分地讨论和交流，相较于以老师为主导的教学模式下比较沉寂的课堂氛围，以学生为主体的课堂氛围就显得轻松愉悦不少。其次，在每节课上完后，教师将本节课程中重点知识内容上传到网络教学平台，使学生可以根据自己的情况自行观看。学生反映有些课堂上没理解的知识点，通过观看网络教学平台上的知识讲解可以及时填补。最后，通过网络教学平台，向学生分享一些通信技术的趣味讲解视频及国际线上会议报告回放，供学生在课余时间根据自己的兴趣了解相关通信技术的拓展知识。学生反馈以上方式不仅有助于理解晦涩难懂的概念，而且也激发了自己浓厚的学习兴趣。另外，学生在观看国际线上会议报告回放后表示了解到很多前沿的通信技术知识。

二  结束语

本文在科教融合建设的大背景下，基于通信网络基础课程双语教学的特点，从教学内容、授课模式、科研实践等方面对该课程进行改革研究。在教学内容方面，通过双语教学的方式将科研成果引入课堂，使学生可以了解到当前通信技术的发展现状和研究内容；在授课模式方面，转换以老师为主导的传统课堂教学模式，引入以学生为主体，老师为引导的线上线下混合教学模式，充分发挥线上教学平台的灵活性和自主性，培养学生的自主学习能力；在科研实践方面，增加仿真实践在课程教学内容中的比重，进一步提升学生的动手实践能力。改革成效表明，面向科教融合的双语教学改革取得良好的教学效果，在保证教学质量的同时提升了学生的科研素质，为其他课程在科教融合的背景下进行教学改革提供一定的参考。

参考文献：

[1] 周惠敏，鲁玺丽，薛丽莉，等.科教融合理念下研究生课程研讨式教学模式改革与实践[J].创新创业理论研究与实践，2022，5（17）：157-159.

[2] 王珂，陶华伟，廉飞宇，等.科教融合理念下信息类专业实践类课程教学改革研究[J].无线互联科技，2021，18（10）：160-162.

[3] 罗轶，佘青青，程俊，等.“新工科”背景下“移动通信”双语课程教学改革研究[J].湘南学院学报，2021，42（2）：95-98.

[4] 李茂国，周红坊，朱正伟.科教融合教学模式：现状与对策[J].高等工程教育研究，2017（4）：58-62.

[5] 张水潮，杨仁法，宛岩.基于科教融合的应用型本科实践教学改革研究[J].宁波工程学院学报，2015，27（1）：79-82，87.

[6] 林异凤，任家智，徐善智.新工科背景下双语教学课程实践探索——以自动控制原理课程为例[J].创新创业理论研究与实践，2022，5（3）：44-46.

[7] 刘紫燕，白鹤.面向新工科建设的《移动通信》双语教学改革[J].现代计算机（专业版），2019（5）：79-82.

[8] 李珍香，张钊.基于SPOC混合教学模式的汇编语言课程实践[J].计算机教育，2022（9）：146-151.