基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的通信網(wǎng)基礎教學改革探討

張 穎，陳美娟，孫曉玲

(南京郵電大學通信與信息工程學院，南京210003)

基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的通信網(wǎng)基礎教學改革探討

張 穎，陳美娟，孫曉玲

(南京郵電大學通信與信息工程學院，南京210003)

“通信網(wǎng)基礎”是通信工程專業(yè)的專業(yè)基礎課。為了把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識貫穿到教學的各個環(huán)節(jié)中，提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，通信網(wǎng)基礎課教學改革從教學內容、教學方法和實踐環(huán)節(jié)等方面進行了改革和探索，提出了調整教學內容，將板書和多媒體教學以及網(wǎng)絡教學相結合，采用啟發(fā)式教學，構建和諧的教學環(huán)境，增加綜合性、設計性實驗，充分利用開放式實驗環(huán)境進行課外科技創(chuàng)新活動等措施，這些措施有助于提高學生獨立思考和分析問題、解決問題的能力。

創(chuàng)新型人才;通信網(wǎng);教學改革

引言

胡錦濤總書記在2004年底就強調要全面落實科學發(fā)展觀和科教興國戰(zhàn)略，把提高自主創(chuàng)新能力作為推進結構調整的中心環(huán)節(jié)，把推動自主創(chuàng)新擺在全部科技工作突出位置，以提高我國科技自主創(chuàng)新能力，加快建設中國特色國家創(chuàng)新體系。

要提高我國的科技自主創(chuàng)新能力，就必須要培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的人才，而高校是培養(yǎng)高層次創(chuàng)新型人才的主要陣地。南京郵電大學作為一個教學研究型大學，一直致力于培養(yǎng)具有較強的理論知識、創(chuàng)新精神和實踐能力的人才，近年來我校開展了信息學科高素質創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的探索與實踐，逐步構建起一個“育人為本，自主選擇，體系完備，保障到位”的信息學科高素質創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系［1］，在專業(yè)建設和人才培養(yǎng)方面取得了豐碩的成果。

專業(yè)基礎課和專業(yè)課的學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的重要途徑，因此，我們在我校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系大環(huán)境下，對通信網(wǎng)基礎課的教學內容和教學方法等方面進行了改革和探索，旨在把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識貫穿到教學的各個環(huán)節(jié)中，提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

一、通信網(wǎng)基礎課的教學現(xiàn)狀

“通信網(wǎng)基礎”是通信工程和網(wǎng)絡工程專業(yè)的基礎平臺課程，學習該課程的目的是了解現(xiàn)代通信網(wǎng)絡的構成和發(fā)展思路，理解網(wǎng)絡的體系結構，掌握相關的網(wǎng)絡技術以及分析網(wǎng)絡性能的基本方法，從而為后繼專業(yè)課程的學習和以后工作打下良好基礎。這門課主要涉及通信網(wǎng)絡的理論基礎和組網(wǎng)應用，具體有:電話網(wǎng)、廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳送網(wǎng)、接入網(wǎng)等的結構、接口、協(xié)議和性能，網(wǎng)絡信令技術、網(wǎng)絡同步技術、網(wǎng)絡管理技術，以及網(wǎng)絡性能的分析及方法。

這門課程原來一直采用傳統(tǒng)的“知識傳授型”教學模式，教師是主體，學生是客體，所有的教學內容以教師講解為主，按課本上的章節(jié)講解各個網(wǎng)絡的關鍵技術和體系結構。雖然教師非常認真地備課、上課，力求把自己掌握的所有知識傳授給學生，但一個學期下來，學生學習的積極性和主動性并不是很高。而且，這門課安排在大三下學期，很多學生都開始復習考研，對專業(yè)基礎課和專業(yè)課不夠重視，抱著只求順利拿到學分的心態(tài)來學習，在這種狀況下很難培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和分析問題、解決問題的能力。因此，我們嘗試著從教學內容、教學方法和實踐教學等各個環(huán)節(jié)進行一些改革，以激發(fā)學生學習專業(yè)基礎課和專業(yè)課的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

二、教學內容的改革和優(yōu)化

由于通信網(wǎng)基礎課程涉及到多個網(wǎng)絡的技術，信息量很大，學生常常感覺內容很分散，弄不清楚各個網(wǎng)絡之間的關系，很難建立起全程全網(wǎng)的概念。針對這種情況，我們對教學內容作了一些調整，首先在概述部分把通信網(wǎng)的類型分別從子網(wǎng)的位置和子網(wǎng)的功能進行劃分，根據(jù)子網(wǎng)的位置從水平方向把通信網(wǎng)劃分為用戶駐地網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)［2］;根據(jù)子網(wǎng)的功能從垂直方向把通信網(wǎng)劃分為業(yè)務網(wǎng)、傳送網(wǎng)和支撐網(wǎng)。在講授具體網(wǎng)絡的時候，首先是按照水平方向的劃分，先講授核心網(wǎng)的內容，然后是接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)，核心網(wǎng)又按照垂直方向的劃分，分別從業(yè)務網(wǎng)、傳送網(wǎng)和支撐網(wǎng)三個層面來講。每種網(wǎng)絡都分別從網(wǎng)絡結構、關鍵技術、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢幾個方面來安排教學內容，為了讓學生更好地理解電話網(wǎng)的演變過程，我們還把電話網(wǎng)和軟交換網(wǎng)的組網(wǎng)技術兩章內容放在一起講。

此外，由于通信網(wǎng)技術發(fā)展迅速，為了讓學生掌握最新的網(wǎng)絡技術和網(wǎng)路發(fā)展趨勢，我們對原有的教學內容作了一些調整，縮減了以TDM技術為基礎的電路交換網(wǎng)的教學內容，電話網(wǎng)的教學重點放到了軟交換網(wǎng)絡上，并且增加了IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)部分。數(shù)據(jù)網(wǎng)部分去掉了X.25網(wǎng)絡，簡化了幀中繼網(wǎng)絡和ATM網(wǎng)絡，重點放到了IP網(wǎng)絡上，由于每個運營商新建的承載電信級業(yè)務的IP承載網(wǎng)都使用了多協(xié)議標簽交換技術(MPLS)，因此我們增加了MPLS部分的課時，由原來的簡單介紹變成了重點講解，要求學生能夠掌握MPLS的工作原理及MPLS VPN(虛擬專用網(wǎng))的體系結構及組網(wǎng)原理，此外，我們還增加了IPv6的內容。接入網(wǎng)部分削減了ADSL的內容，把重點放到了無源光纖接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)，其中無源光纖接入網(wǎng)部分去掉了APON(ATM無源光纖接入網(wǎng))，重點講授運營商目前用得較多的EPON(以太無源光纖接入網(wǎng))和GPON(千兆無源光纖接入網(wǎng))技術。此外，我們還增加了三網(wǎng)融合及物聯(lián)網(wǎng)技術的介紹。

經(jīng)過調整之后，學生普遍反映對網(wǎng)絡的分類、各種網(wǎng)絡的體系結構和發(fā)展趨勢較為清楚，逐步建立了全程全網(wǎng)的概念，不再是一盤散沙了。

三、教學手段和教學方法的改革

培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關鍵，是把學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿于整個教學過程，把教學模式由傳統(tǒng)的“知識傳授型”轉變?yōu)椤澳芰ε囵B(yǎng)型”，堅持“學生為主體，教師為主導”的思想，將學生由知識技能的被動接受者轉變?yōu)橹鲃犹角笳撸處熡芍R技能的傳授者轉變?yōu)榻虒W活動的設計者和指導者。通信網(wǎng)基礎課在教學手段和教學方法方面的改革措施如下:

(一)激發(fā)學生的學習興趣

偉大的科學家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”只有讓學生對專業(yè)基礎課和專業(yè)課產(chǎn)生濃厚的興趣，他們才會主動去求知、去探索，從而提高自己的創(chuàng)新能力。為了提高學生的學習興趣，在大二下學期帶學生到電信局的傳輸和交換機房以及學校的各專業(yè)實驗室參觀，在他們對各種設備有了一個直觀的印象的同時，我們會適時地給他們介紹一些網(wǎng)絡的基本概念，并提出一些問題讓他們思考，然后告訴他們在學習了專業(yè)基礎課和專業(yè)課后，就能找到問題的答案了，這相當于在他們心中埋了一顆求知的種子，將來遇到合適的土壤自然會萌芽。

在第一堂課進行課程介紹的時候，我們會告訴他們掌握了各種網(wǎng)絡技術，建立起全程全網(wǎng)的概念，對他們將來從事和通信相關的工作是很有幫助的。為了便于他們掌握電信行業(yè)的最新動態(tài)，把理論知識與實際應用聯(lián)系起來，增加學習興趣，我們會建議他們經(jīng)常去瀏覽C114、泰爾網(wǎng)和賽迪網(wǎng)等相關網(wǎng)站。在教學過程中，針對每一種網(wǎng)絡技術，我們在講授理論知識的同時，會把這種技術目前在各個運營商的實際使用情況以及存在的問題給他們作一些介紹，同時會使用一些實際案例進行教學，比如在講軟交換網(wǎng)絡的時候，就結合某省的軟交換網(wǎng)絡的結構與各城市網(wǎng)元、帶寬規(guī)劃的實際數(shù)據(jù)來講解，因為這些城市他們都比較熟悉，所以容易產(chǎn)生興趣。

對于一些理論性比較強的知識點，在講解的時候我們會舉一些實際生活中的例子來加深理解，比如在講M/M/m排隊模型的時候，我們給他們舉了一個高速公路收費窗口的例子;講數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的擁塞控制和流量控制的時候，用馬路上的車流作了相應的類比;講OSI協(xié)議模型各層功能和關系的時候，以分別在不同城市的兩個公司的老板之間發(fā)送和接收商務函的過程作了類比。通過實際的例子，枯燥的理論知識變得生動起來，學生也在不知不覺間對這門課產(chǎn)生了興趣。

(二)板書、多媒體教學和網(wǎng)絡教學相結合

通信網(wǎng)基礎課的教學一直是以使用多媒體課件教學為主，多媒體課件將文字、圖像、動畫和各種音頻素材結合在一起［3］，它豐富的表現(xiàn)力使得原本抽象、難懂的知識能生動、直觀地表現(xiàn)出來，提高了教學效果。但是在教學過程中我們發(fā)現(xiàn)如果完全使用多媒體教學，有時很難控制講課的進度，一堂課的信息量比傳統(tǒng)的板書授課增加了很多。學生也反映有的知識點講得過快，還沒來得及思考，課件已翻到了下一頁，這樣被動地聽課，很難激發(fā)他們的創(chuàng)造性思維。

針對這個問題，我們采用了板書、多媒體教學和網(wǎng)絡教學相結合的方式進行授課，每堂課的提綱和需要強調的要點會以板書的形式寫在黑板上并一直保留到下課，每個知識點講完后，可以根據(jù)板書的提綱進行適當?shù)目偨Y，加深學生的記憶［4］。而理論性比較強的內容如通信網(wǎng)性能分析部分，因為涉及到很多公式的推導和計算，則主要以板書為主，在板書時不僅可以根據(jù)學生的反應來調整講課的速度，而且可以隨時提出問題，引導學生主動思考，自己得出結論，這樣更有利于啟發(fā)式教學的完成。同時，我們制作多媒體課件時也做到每一頁的內容都簡潔明了，不把大量的文字堆砌到課件中，以免分散學生的注意力，在課件中還提供相關技術領域最新成果和資源連接，以便學生課后學習參考，從而擴展知識面，開拓視野。每一章結束的時候會以小結的形式把重點和難點在課件中列出來，便于學生課后復習。同學們課后可以通過校園網(wǎng)訪問本課程的網(wǎng)站，下載多媒體課件和作業(yè)，可以通過網(wǎng)站上的討論區(qū)答疑，也可以通過E－mail和教師直接交流。實踐證明，這種將板書教學、多媒體教學和網(wǎng)絡教學有機整合、取長補短的教學形式，比使用單一的多媒體教學的教學效果要提高很多。

(三)采用啟發(fā)式教學，增加師生間的互動

傳統(tǒng)的專業(yè)基礎課的教學以灌輸式為主，是一種教師講、學生聽的教學模式［5］。這種教學模式既無法調動學生學習的積極性，也無法提高學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，容易使學生形成思維定式，進而喪失創(chuàng)造性思維能力。要培養(yǎng)創(chuàng)新人才就必須打破這種教學模式，形成以學生為中心的創(chuàng)新型教學模式。

在以學生為中心的教學活動中，教師要積極實行啟發(fā)式和討論式教學，鼓勵學生在課堂上積極參與有關教學內容的討論，增加師生間的互動。我們首先把每堂課開始時對上節(jié)課內容的復習改成了提問的方式，這樣，既檢查了學生對上節(jié)課的知識點的掌握情況，又活躍了課堂氣氛。由于通信網(wǎng)基礎課涉及到各種網(wǎng)絡技術，有一些知識點不可避免地與其他課程有交叉，對于這些知識點，我們也會采用提問的方式讓學生把學過的內容重新復習和梳理。而在講解新的知識點時，我們在講解了基礎知識后，會提出問題引導學生通過獨立思考獲得答案。比如，在講解固定電話網(wǎng)和移動電話網(wǎng)的互通時，就讓他們思考了一個問題:南京的固網(wǎng)用戶撥打北京移動的手機，是在南京進入移動網(wǎng)呢還是到了北京才進移動網(wǎng)?因為涉及到實際生活中的問題，學生比較感興趣，在討論的過程中就掌握了網(wǎng)間互通的信令過程。在講軟交換網(wǎng)絡中的中繼網(wǎng)關時，我們會問他們一個問題，如果現(xiàn)有的程控交換機都不存在了，那么還需要中繼網(wǎng)關嗎?在思考問題的過程中他們就弄清楚了中繼網(wǎng)關的作用和它在軟交換組網(wǎng)中的應用。

在講課的過程中，我們還經(jīng)常引導學生對兩個概念進行比較分析，比如讓他們對比傳統(tǒng)的程控交換機中的用戶模塊、中繼模塊、交換矩陣、呼叫控制模塊分別對應軟交換網(wǎng)絡中的哪些設備;ADSL中使用的DMT(離散多音頻)調制和4G使用的OFDM(正交頻分復用)都是多載波調制技術，它們有什么區(qū)別;七號信令的功能模塊分別對應了OSI參考模型哪一層的功能，在對比分析中，學生不僅掌握了相關的概念，也鍛煉了獨立思考和歸納總結能力。

為了培養(yǎng)學生的自學能力，對于一些能通過自學掌握的知識點，我們會布置學生自己課后預習，并且出幾道思考題，在下節(jié)課上課時讓學生回答，對于有爭議的問題可分組討論，然后每組推舉一個代表闡述該組的觀點，最后由教師作一些概括和總結。為了鼓勵學生積極回答問題，我們把平時成績的20%用來考核學生的課堂表現(xiàn)。

此外，我們在講授新的網(wǎng)絡技術時，會介紹這個領域目前的研究熱點和有待解決的問題，以激發(fā)學生的好奇心和求知欲，并且適當?shù)夭贾靡恍┯幸欢ㄉ疃群碗y度的作業(yè)，學生只有通過查閱資料和認真思考才能完成。

(四)營造民主、和諧、開放的課堂氛圍

為了充分發(fā)揮學生學習的主動性和創(chuàng)造性，在教學過程中，必須努力營造和諧的氛圍，構建平等、民主的師生關系，融洽的師生關系可以營造出良好的學習氣氛，有利于調動學生的積極性和參與意識［6］，有利于學生開闊思路，樂于創(chuàng)新。而且每次上課前我們除了認真?zhèn)湔n外，還要求自己注重儀表，以最飽滿的精神狀態(tài)出現(xiàn)在學生面前，上課時注重和學生的眼神交流，經(jīng)常保持微笑，鼓勵學生提問。在學生注意力不夠集中的時候會適當?shù)刂v個笑話來調動課堂氣氛，課間經(jīng)常和學生探討學習和生活上的問題，和他們建立亦師亦友的關系。

四、實踐教學的改革

實踐教學是培養(yǎng)創(chuàng)新思維、激發(fā)創(chuàng)造潛能的重要手段，在實踐教學方面，我們主要作了以下幾個方面的嘗試:

(一)在驗證性實驗的基礎上增設綜合性、設計性實驗［7］

通信網(wǎng)基礎課原來設置的實驗主要是驗證性實驗，包括“VOIP呼叫及SIP協(xié)議分析”和“網(wǎng)絡管理操作實驗”，為了培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，我們增加了利用OPNET進行CSMA/CD協(xié)議的建模仿真以及MPLS VPN的搭建等綜合性、設計性實驗。我們把實驗分為必做和選做兩類，滿足不同層次學生的需求，鼓勵學有余力的學生通過設計性實驗鍛煉自己的創(chuàng)新能力，并且把實驗分的20%用來進行創(chuàng)新能力的考核。

(二)通過認識實習、課程設計、軟件設計、畢業(yè)設計各個實踐環(huán)節(jié)提高學生的創(chuàng)新能力

在認識實習階段，適當?shù)亟榻B一些專業(yè)知識，激發(fā)學生對專業(yè)基礎課和專業(yè)課的興趣;在課程設計和軟件設計階段多設置一些與專業(yè)課相關的綜合性和設計性課題，并且采取一些措施確保學生獨立完成;在畢業(yè)設計階段，盡量選擇一些與新技術相關的有創(chuàng)新性的課題，也可以讓幾名學生共同合作完成一個較大型的、面向實際應用的畢業(yè)設計課題［8］，從而提高學生分析問題、解決問題的能力以及團隊合作的能力。

(三)充分利用開放式實驗環(huán)境［9］

為了提高學生的創(chuàng)新能力，我校通信與信息工程學院建立了開放式“通信與信息處理實踐教學和科技創(chuàng)新中心”。我們在通信網(wǎng)基礎課的教學過程中，鼓勵學生利用實驗中心開展自己立項項目的研究和課外科技創(chuàng)新活動。鼓勵學生積極參與大學生科技創(chuàng)新訓練計劃(STITP)，參加全國電子設計競賽和老師的科研項目。學生在參與我校的大學生科技創(chuàng)新訓練計劃的過程中，通過自主選題、設計并完成項目、撰寫總結報告的訓練，可以提高他們的自學能力、團結協(xié)作能力和組織實施能力［8］。而參加全國電子設計競賽和老師的科研項目，也有助于提高學生的知識運用能力和初步的科研能力。

結語

我們分別從“通信網(wǎng)基礎”的教學內容、教學方法和實踐環(huán)節(jié)等方面進行了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學探索和實踐，并取得了一定的效果，激發(fā)了學生對專業(yè)基礎課和專業(yè)課的興趣，提高了他們獨立思考和分析問題、解決問題的能力。本文的研究和實踐成果對其他專業(yè)基礎課和專業(yè)課的教學改革也具有一定的參考價值。

［1］楊震，劉陳，李飛，等.信息學科高素質創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系研究與實踐［EB/OL］.http://jxcg.njup t.edu.cn/xinxi，2009 －12 －17.

［2］唐寶民，江凌云.通信網(wǎng)技術基礎［M］.北京:人民郵電出版社，2009:1－2.

［3］姜欣欣，金永鎬.板書與多媒體結合在電路與模擬電子技術教學中的應用與分析［J］.科技信息，2008，(34):271.

［4］趙生妹，等.信息論與編碼課程教學改革探討［J］.江蘇廣播電視大學學報，2008，(3):80－83.

［5］張亞軍，趙煒.論高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式構建的戰(zhàn)略選擇［J］.理論導刊，2009，(3).

［6］費玉潔.淺談電子教學中的創(chuàng)新教育［J］.新課程:教育學術，2010，(3):56 －57.

［7］陳益飛，王慧.應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)課程體系的構建［J］.新課程研究:職業(yè)教育，2007，(9).

［8］孫力娟，等.創(chuàng)新型特色計算機專業(yè)教學體系的研究與實踐［J］.計算機教育，2009，(10):188－190.

［9］張翠芳.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的通信原理課程教學研究［J］.北京郵電大學學報:社會科學版，2010，(2):90－94.

Discussion on the Teaching Reform of Fundamental of Communication Network Course Based on Innovative Talent Training

ZHANG Ying，CHEN Mei-juan，SUN Xiao-ling
(College of Telecommunications＆ Information Engineering，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210003，China)

Fundamental of Communication Network is a basic course of communication engineering discipline.In order to develop students'awareness of innovation throughout every teaching aspect，and to enhance students'practical and innovative abilities，the Fundamental of Communication Network course has conducted comprehensive reforms from many aspects，including the teaching content，teaching methods and practice.Specific teaching measures，proposed in this course，include:revising teaching content，combining the writing on the blackboard with multimedia teaching and network teaching，adopting heuristic teaching，constructing a harmonious teaching environment，increasing the synthesis and designed experiments，taking full advantage of open lab environment for technological innovation in extra-curricular activities，etc.These measures have helped to improve students'capabilities to independently think about，analyze and solve problems.

creative talents;communication network course;teaching reform

G642.0

A

1001－7836(2011)11－0066－04

10.3969/j.issn.1001 －7836.2011.11.028

2011－09－05

南京郵電大學教學改革研究項目(JG00210JX50)

張穎(1970－)，女，江蘇徐州人，工程師，碩士，從事通信網(wǎng)絡技術與應用研究。