一流課程建設(shè)研究

韓永奇　馬麗　張立娜等

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；一流課程；課程建設(shè)；教學(xué)改革；混合式教學(xué)；對分教學(xué)

中圖法分類號：TP393 文獻標識碼：A

1引言

“計算機網(wǎng)絡(luò)”是計算機專業(yè)核心課程，也是計算機學(xué)科研究生統(tǒng)考課程，其專業(yè)地位和重要性不言而喻。目前，很多“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教師提出了多種教學(xué)模式和建設(shè)思路。微課、慕課、智慧樹、超星學(xué)習(xí)通、對分易和云班課等平臺已廣泛應(yīng)用于課堂，有利于開展混合式教學(xué)改革實踐。課程思政和案例教學(xué)越來越多地融入“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)，育人先育德，傳道授業(yè)解惑與育人育才有機結(jié)合，面向工程認證的課程建設(shè)更是要著力培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，并具有創(chuàng)新意識。盡管如此，“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)中仍然存在教學(xué)內(nèi)容陳舊、沒有結(jié)合前沿更新課程內(nèi)容、理論與實踐脫節(jié)、案例教學(xué)應(yīng)用不足、教學(xué)評價不合理、教學(xué)反思缺失、教學(xué)管理無法形成閉環(huán)等問題。因此，助力“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程建設(shè)更上新臺階勢在必行。

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程建設(shè)歷經(jīng)三個階段。初期，以獲評校級雙語教學(xué)示范課、教學(xué)模式與方法改革示范課、優(yōu)秀課為標志；深入改革期，以獲評省級優(yōu)秀課為標志，主要應(yīng)用系統(tǒng)論和辯證法重構(gòu)課程內(nèi)容，引入對分教學(xué)法；新發(fā)展期，以獲評吉林省一流課程為標志，主要開展課程思政，融入智慧農(nóng)業(yè)，利用學(xué)習(xí)通和對分易教學(xué)平臺建立線上線下混合式課程體系。本課程為計算機類專業(yè)大二開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是支撐畢業(yè)生就業(yè)所需知識和技能的重要組成部分。

“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程建設(shè)總體框架如圖1所示。

2課程目標

2.1知識目標

掌握計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、TCP/IP協(xié)議工作原理以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析方法，了解網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域“卡脖子”技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

2.2能力目標

具有將本課程學(xué)習(xí)的比較分析、類比分析、矛盾分析、案例分析等方法應(yīng)用于信息技術(shù)研究、開發(fā)和應(yīng)用的能力；具有實踐動手能力，具有自主、合作和探究式學(xué)習(xí)能力；具有系統(tǒng)、辯證、批判性和創(chuàng)新性思維能力。

2.3素質(zhì)目標

具有認真、嚴謹、規(guī)范的書寫素養(yǎng)，具有高水平的信息技術(shù)素養(yǎng)；具有網(wǎng)絡(luò)安全意識、為農(nóng)服務(wù)意識，具有創(chuàng)新意識、團隊意識和誠信意識；具有“大國三農(nóng)”情懷，具有協(xié)作、批判、拼搏和奉獻精神。

3課程建設(shè)及應(yīng)用

3.1課程內(nèi)容與資源建設(shè)

3.1.1課程內(nèi)容

（1）對協(xié)議各層存在的共性問題進行抽取，將個域、局域、廣域、互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與協(xié)議各層進行映射，進而形成理論課教學(xué)內(nèi)容。

（2）設(shè)置網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、協(xié)議分析、協(xié)議實現(xiàn)和通信編程四個實驗?zāi)K，按照必做和選做組編20余個實驗項目。

（3）課程設(shè)計提供10余個綜合實習(xí)項目供學(xué)生參考。

3.1.2資源建設(shè)

（1）線上微課程、實驗演示和習(xí)題講解等視頻116個，時長917分鐘。

（2）線上案例庫。含思政、科研和前沿?zé)狳c案例，共計30余個。分別來源于網(wǎng)絡(luò)科學(xué)家生平故事，團隊主持的相關(guān)科研課題和論文，網(wǎng)絡(luò)空間治理、區(qū)塊鏈、5G和IPv6等前沿知識。

（3）線上習(xí)題庫。基于全國網(wǎng)絡(luò)工程師考試試題、研究生真題和教材習(xí)題，結(jié)合科研項目和重點案例，重新組編1000余個題目，為學(xué)習(xí)評價和智能組卷提供支撐。

3.1.3實驗環(huán)境

（1）課程建有銳捷網(wǎng)絡(luò)和中軟吉大協(xié)議分析實驗室。依托吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心、吉林省中農(nóng)陽光數(shù)據(jù)有限公司和長春國信現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展股份有限公司等建設(shè)校內(nèi)外實習(xí)基地。

（2）建設(shè)了數(shù)字鄉(xiāng)村網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實驗平臺，同時結(jié)合Wireshark，Packet Tracer等開源網(wǎng)絡(luò)仿真工具，建立完備的線上實驗教學(xué)平臺。

3.1.4課程建設(shè)“外腦”

在特聘教授趙春江院士帶領(lǐng)下，依托掛靠吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院的智慧農(nóng)業(yè)研究院、吉林省智慧農(nóng)業(yè)學(xué)會，構(gòu)建課程建設(shè)“外腦”，為產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人提供有力支撐。課程內(nèi)容與資源建設(shè)框架如圖2所示。

3.2教學(xué)改革方法

（1）應(yīng)用“整體.類比.辯證”三位一體系統(tǒng)分析方法，將五層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)映射到實際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，解決本課程知識繁雜、碎片化問題，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)。

（2）采用“目標.策略.評價.反思”四位一體教學(xué)模式，基于課程知識、能力、素質(zhì)要求，將思政育人、科研育人、學(xué)習(xí)評價與教學(xué)反思等作為必備環(huán)節(jié)納入教學(xué)全程，解決教學(xué)目標與教學(xué)策略脫節(jié)、學(xué)習(xí)評價和教學(xué)反思部分缺失問題，實現(xiàn)教學(xué)過程閉環(huán)。

（3）按照“注入.認知.構(gòu)建.參與.創(chuàng)制”五位一體教學(xué)策略，綜合應(yīng)用講授、參與、案例式教學(xué)方法，以“是什么？為什么？怎么做？”三部曲實現(xiàn)舉一反三，提升學(xué)生分析和解決問題的能力。

3.3混合式教學(xué)設(shè)計與組織實施

3.3.1混合式教學(xué)設(shè)計

（1）基于三個維度，重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容。采用5層體系結(jié)構(gòu)，按照物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層內(nèi)容進行三維度的教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)：按照自底向上的方法進行課程教學(xué)框架維度設(shè)計：按照理論、實踐、技術(shù)進行課程知識維度組織；按照了解、理解、掌握、應(yīng)用進行教學(xué)要求組織。

（2）基于多形態(tài)混合，構(gòu)建閉環(huán)教學(xué)組織模式。綜合使用SPOC、虛擬仿真平臺、網(wǎng)絡(luò)課堂等手段，輔以學(xué)習(xí)通、對分易、騰訊課堂等方式，實現(xiàn)實時或非實時的混合式教學(xué)與互動。課內(nèi)以線上線下相結(jié)合的方式開展教學(xué)。線上：在線評測、在線投票、在線彈幕等。線下：教師講授和課堂組織、學(xué)生記錄和課堂討論。課外以線上方式開展教學(xué)。教師發(fā)布線上資源、布置線上作業(yè)、線上批改作業(yè)等；學(xué)生線上預(yù)習(xí)觀看課程微課，提交作業(yè)，互評作業(yè)等。形成了課前教師準備、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)活動、評價與反饋構(gòu)成閉環(huán)的教學(xué)設(shè)計。

（3）基于工程認證，建立過程性考核模式。建立計算機網(wǎng)絡(luò)題庫與案例庫，根據(jù)重構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容調(diào)整考核方式，按照必做、選做、拓展訓(xùn)練的方式進行重新劃分，滿足工程認證以學(xué)生中心的目標導(dǎo)向，更加客觀地評價教學(xué)效果。

3.3.2教學(xué)組織實施

（1）“一類比”重現(xiàn)應(yīng)用場景。通過學(xué)生熟知的網(wǎng)絡(luò)購物過程映射網(wǎng)絡(luò)五層結(jié)構(gòu)，使學(xué)生對抽象理論知識形成直觀認識。

（2）“兩模型”重構(gòu)師生關(guān)系。提出連接傳遞模型，以愛和快樂，建立師生強連接，增強學(xué)習(xí)有效性。提出協(xié)同共享模型，教師發(fā)揮組織、示范、協(xié)調(diào)、銜接、引導(dǎo)和激勵作用，將以學(xué)生為中心落到實處。

（3）“三維度”重建評價體系。注重診斷性、過程性評價，創(chuàng)新使用同伴、分組評價，采用大作業(yè)、報告、答辯等方式，建立課程綜合評價體系。

（4）“四象限”重組教學(xué)活動。將教學(xué)活動分為學(xué)生線上、教師線上、教師線下和學(xué)生線下四個象限。對各象限活動制定規(guī)范，確保線上與線下、教與學(xué)動態(tài)平衡。

3.3.3成績評定

按照工程教育專業(yè)認證的要求，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，構(gòu)建多元化考核方式，設(shè)計產(chǎn)出導(dǎo)向的綜合性教學(xué)評價體系。針對教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織，采用多元化、過程化、階段性考核評價，形成平時成績（手機簽到、課堂參與度、學(xué)習(xí)態(tài)度與習(xí)慣）、教學(xué)過程性成績（章節(jié)測驗成績、課程論文成績、階段性作業(yè)、測試成績）、最終考試成績（實驗成績、期末考試）的成績考核標準，建立能夠更加全面描述學(xué)生學(xué)習(xí)行為和課程考核目標的綜合評價體制，從多個維度分析和評價最終的教學(xué)效果。

3.4評價和成效

3.4.1課程評價

（1）基于調(diào)查問卷的數(shù)據(jù)分析和督導(dǎo)評價，本課程的教師認可率達95%以上，學(xué)生滿意度達98%以上。

（2）課程團隊負責(zé)人在梅西大學(xué)進行三個月教學(xué)法培訓(xùn)，結(jié)業(yè)匯報上基于C/S和P2P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)思想，提出連接傳遞模型和協(xié)同共享模型，受到廣泛關(guān)注。

（3）課程團隊負責(zé)人在吉林省科協(xié)年會和大連數(shù)字農(nóng)業(yè)峰會做關(guān)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用和農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)人才培養(yǎng)報告，線上線下近500人參會，受到一致好評。

3.4.2改革成效

（1）課程被評為省級優(yōu)秀課和省一流課。

（2）課程組與學(xué)生共同開發(fā)和維護的“吉農(nóng)在線”農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺在“互聯(lián)網(wǎng)+”和“挑戰(zhàn)杯”大賽中獲得國家銅獎和省金獎。

（3）學(xué)生參加網(wǎng)絡(luò)扶智項目，獲精準扶貧國家優(yōu)秀案例。

（4）自主開發(fā)智能組卷系統(tǒng)，率先在計算機網(wǎng)絡(luò)考試中應(yīng)用。

（5）撰寫的《計算機科學(xué)與技術(shù)中的系統(tǒng)論與辯證法》被《計算機教育》列為封面文章，文中思想被應(yīng)用于課程教學(xué)。

（6）課程注重教學(xué)和科研結(jié)合，受網(wǎng)絡(luò)中流量和擁塞控制算法啟發(fā)，撰寫論文《一種漸進式智能灌溉系統(tǒng)的設(shè)計》，發(fā)表在《吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報》上，并申請國家專利。

3.5特色與創(chuàng)新

3.5.1課程特色

（1）智慧農(nóng)業(yè)特色。將課程組自主開發(fā)的“吉農(nóng)在線”科技服務(wù)平臺與“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”科研案例貫穿課程始終，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用能力和“大國三農(nóng)”情懷。

（2）系統(tǒng)思維特色。將系統(tǒng)論、辯證法、認識論等哲學(xué)思想引入教學(xué)全過程，對課程內(nèi)容進行重構(gòu)，綜合應(yīng)用比較法、矛盾分析法，培養(yǎng)學(xué)生批判性和創(chuàng)新性思維能力。

3.5.2創(chuàng)新點

（1）“三位一體、四位一體與五位一體相結(jié)合”的教學(xué)改革框架。構(gòu)建了“整體.類比.辯證”的系統(tǒng)分析方法、“目標.策略.評價.反思”的教學(xué)模式和“注入.認知.構(gòu)建.參與.創(chuàng)制”的教學(xué)策略。體現(xiàn)了“成果導(dǎo)向，學(xué)生中心，持續(xù)改進”的教學(xué)理念。

（2）“思政、科研、前沿?zé)狳c相結(jié)合”的案例庫建設(shè)。思政案例的融入，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情；科研案例的融入，實現(xiàn)科研反哺教學(xué)；前沿?zé)狳c案例的融入，引領(lǐng)學(xué)生接觸學(xué)科前沿知識，探討熱點問題。體現(xiàn)了課程“創(chuàng)新性、高階性、挑戰(zhàn)度”的教學(xué)要求。

（3）“一個類比、二個模型、三個維度、四個象限相結(jié)合”的教學(xué)組織。在教學(xué)組織實施中，以“一個類比”重現(xiàn)應(yīng)用場景，以“兩個模型”重構(gòu)師生關(guān)系，以“三個維度”重建評價體系，以“四個象限”重組教學(xué)活動。確保了教學(xué)活動的系統(tǒng)性、平衡性和互動性。

3.6持續(xù)建設(shè)計劃

（1）編寫和出版系列教材，以教材建設(shè)推進課程建設(shè)。依據(jù)智慧農(nóng)業(yè)等新農(nóng)科與計算機類新工科的不同建設(shè)需求，及時總結(jié)教學(xué)改革成果，按照“特色化、品牌化、立體化、模塊化”的理念，三年內(nèi)完成理論、實驗、習(xí)題、案例等系列教材編寫，力爭獲得國家教材建設(shè)獎。

（2）加強產(chǎn)教融合，構(gòu)建協(xié)同育人體系。依托學(xué)校智慧農(nóng)業(yè)研究院、吉林省智慧農(nóng)業(yè)學(xué)會、省計算機科學(xué)與技術(shù)拔尖人才基地，引企入教，培養(yǎng)卓越網(wǎng)絡(luò)工程師人才。

（3）完善在線教學(xué)資源，實施教考分離。持續(xù)更新和完善在線案例庫、習(xí)題庫，擬新增15個案例、200道習(xí)題。依托課程組前期開發(fā)的智能組卷系統(tǒng)，實施教考分離，增強評價客觀性。

4結(jié)束語

雖然“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程在階段性的建設(shè)過程中取得了一些成績，但是課程建設(shè)距離“兩性一度”的要求還有一定差距，課程中思政教育元素還要進一步挖掘，師生間建立學(xué)習(xí)反饋通道還需進一步打通，教學(xué)方法還需進一步提升。今后，課程要繼續(xù)按照“兩性一度”的要求，堅持知識、能力和素質(zhì)有機融合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和高級思維，設(shè)置具有前沿性、時代性的課程內(nèi)容，探索具有先進性和互動性的教學(xué)形式。在知識、能力和素質(zhì)有機融合的基礎(chǔ)上，在教學(xué)設(shè)計上更加人性化、興趣化；優(yōu)化知識體系，強化實驗內(nèi)容與思政教育要素的優(yōu)化與整合；進一步加強線上線下混合式教學(xué)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，更好地通過實驗促進理論知識的理解與固化；推進新建成的網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的運行，融入更多信息新技術(shù)輔助教學(xué)：深化考核評價方式的綜合改革和創(chuàng)新，實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全面評價。

作者簡介：

韓永奇（1980—），碩士，副教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)工程。

馬麗（1980—），博士，副教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全。

張立娜（1982—），碩士，副教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)。

付海濤（1976—），本科，副教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)頁設(shè)計與制作。

于合龍（1974—），博士，教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)（通信作者）。