一流課程建設研究

韓永奇　馬麗　張立娜等

關鍵詞：計算機網絡；一流課程；課程建設；教學改革；混合式教學；對分教學

中圖法分類號：TP393 文獻標識碼：A

1引言

“計算機網絡”是計算機專業核心課程，也是計算機學科研究生統考課程，其專業地位和重要性不言而喻。目前，很多“計算機網絡”課程教師提出了多種教學模式和建設思路。微課、慕課、智慧樹、超星學習通、對分易和云班課等平臺已廣泛應用于課堂，有利于開展混合式教學改革實踐。課程思政和案例教學越來越多地融入“計算機網絡”課程教學，育人先育德，傳道授業解惑與育人育才有機結合，面向工程認證的課程建設更是要著力培養學生解決復雜工程問題的能力，并具有創新意識。盡管如此，“計算機網絡”課程教學中仍然存在教學內容陳舊、沒有結合前沿更新課程內容、理論與實踐脫節、案例教學應用不足、教學評價不合理、教學反思缺失、教學管理無法形成閉環等問題。因此，助力“計算機網絡”課程建設更上新臺階勢在必行。

吉林農業大學“計算機網絡”課程建設歷經三個階段。初期，以獲評校級雙語教學示范課、教學模式與方法改革示范課、優秀課為標志；深入改革期，以獲評省級優秀課為標志，主要應用系統論和辯證法重構課程內容，引入對分教學法；新發展期，以獲評吉林省一流課程為標志，主要開展課程思政，融入智慧農業，利用學習通和對分易教學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大二開設的專業基礎課，是支撐畢業生就業所需知識和技能的重要組成部分。

“計算機網絡”課程建設總體框架如圖1所示。

2課程目標

2.1知識目標

掌握計算機網絡體系結構、TCP/IP協議工作原理以及網絡協議分析方法，了解網絡安全和網絡領域“卡脖子”技術以及網絡技術在農業中的應用。

2.2能力目標

具有將本課程學習的比較分析、類比分析、矛盾分析、案例分析等方法應用于信息技術研究、開發和應用的能力；具有實踐動手能力，具有自主、合作和探究式學習能力；具有系統、辯證、批判性和創新性思維能力。

2.3素質目標

具有認真、嚴謹、規范的書寫素養，具有高水平的信息技術素養；具有網絡安全意識、為農服務意識，具有創新意識、團隊意識和誠信意識；具有“大國三農”情懷，具有協作、批判、拼搏和奉獻精神。

3課程建設及應用

3.1課程內容與資源建設

3.1.1課程內容

（1）對協議各層存在的共性問題進行抽取，將個域、局域、廣域、互聯、物聯網等技術與協議各層進行映射，進而形成理論課教學內容。

（2）設置網絡基礎、協議分析、協議實現和通信編程四個實驗模塊，按照必做和選做組編20余個實驗項目。

（3）課程設計提供10余個綜合實習項目供學生參考。

3.1.2資源建設

（1）線上微課程、實驗演示和習題講解等視頻116個，時長917分鐘。

（2）線上案例庫。含思政、科研和前沿熱點案例，共計30余個。分別來源于網絡科學家生平故事，團隊主持的相關科研課題和論文，網絡空間治理、區塊鏈、5G和IPv6等前沿知識。

（3）線上習題庫。基于全國網絡工程師考試試題、研究生真題和教材習題，結合科研項目和重點案例，重新組編1000余個題目，為學習評價和智能組卷提供支撐。

3.1.3實驗環境

（1）課程建有銳捷網絡和中軟吉大協議分析實驗室。依托吉林農業大學網絡中心、吉林省中農陽光數據有限公司和長春國信現代農業科技發展股份有限公司等建設校內外實習基地。

（2）建設了數字鄉村網絡虛擬仿真實驗平臺，同時結合Wireshark，Packet Tracer等開源網絡仿真工具，建立完備的線上實驗教學平臺。

3.1.4課程建設“外腦”

在特聘教授趙春江院士帶領下，依托掛靠吉林農業大學信息技術學院的智慧農業研究院、吉林省智慧農業學會，構建課程建設“外腦”，為產學研協同育人提供有力支撐。課程內容與資源建設框架如圖2所示。

3.2教學改革方法

（1）應用“整體.類比.辯證”三位一體系統分析方法，將五層網絡體系結構映射到實際網絡系統，解決本課程知識繁雜、碎片化問題，實現教學內容重構。

（2）采用“目標.策略.評價.反思”四位一體教學模式，基于課程知識、能力、素質要求，將思政育人、科研育人、學習評價與教學反思等作為必備環節納入教學全程，解決教學目標與教學策略脫節、學習評價和教學反思部分缺失問題，實現教學過程閉環。

（3）按照“注入.認知.構建.參與.創制”五位一體教學策略，綜合應用講授、參與、案例式教學方法，以“是什么？為什么？怎么做？”三部曲實現舉一反三，提升學生分析和解決問題的能力。

3.3混合式教學設計與組織實施

3.3.1混合式教學設計

（1）基于三個維度，重構課程教學內容。采用5層體系結構，按照物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、應用層內容進行三維度的教學內容重構：按照自底向上的方法進行課程教學框架維度設計：按照理論、實踐、技術進行課程知識維度組織；按照了解、理解、掌握、應用進行教學要求組織。

（2）基于多形態混合，構建閉環教學組織模式。綜合使用SPOC、虛擬仿真平臺、網絡課堂等手段，輔以學習通、對分易、騰訊課堂等方式，實現實時或非實時的混合式教學與互動。課內以線上線下相結合的方式開展教學。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、學生記錄和課堂討論。課外以線上方式開展教學。教師發布線上資源、布置線上作業、線上批改作業等；學生線上預習觀看課程微課，提交作業，互評作業等。形成了課前教師準備、學生自主學習、課堂教學活動、評價與反饋構成閉環的教學設計。

（3）基于工程認證，建立過程性考核模式。建立計算機網絡題庫與案例庫，根據重構的教學內容調整考核方式，按照必做、選做、拓展訓練的方式進行重新劃分，滿足工程認證以學生中心的目標導向，更加客觀地評價教學效果。

3.3.2教學組織實施

（1）“一類比”重現應用場景。通過學生熟知的網絡購物過程映射網絡五層結構，使學生對抽象理論知識形成直觀認識。

（2）“兩模型”重構師生關系。提出連接傳遞模型，以愛和快樂，建立師生強連接，增強學習有效性。提出協同共享模型，教師發揮組織、示范、協調、銜接、引導和激勵作用，將以學生為中心落到實處。

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

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

3.3.3成績評定

按照工程教育專業認證的要求，以產出為導向，構建多元化考核方式，設計產出導向的綜合性教學評價體系。針對教學目標、教學內容和教學組織，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、學習態度與習慣）、教學過程性成績（章節測驗成績、課程論文成績、階段性作業、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生學習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效果。

3.4評價和成效

3.4.1課程評價

（1）基于調查問卷的數據分析和督導評價，本課程的教師認可率達95%以上，學生滿意度達98%以上。

（2）課程團隊負責人在梅西大學進行三個月教學法培訓，結業匯報上基于C/S和P2P網絡架構思想，提出連接傳遞模型和協同共享模型，受到廣泛關注。

（3）課程團隊負責人在吉林省科協年會和大連數字農業峰會做關于網絡技術在農業中應用和農業網絡人才培養報告，線上線下近500人參會，受到一致好評。

3.4.2改革成效

（1）課程被評為省級優秀課和省一流課。

（2）課程組與學生共同開發和維護的“吉農在線”農業科技服務平臺在“互聯網+”和“挑戰杯”大賽中獲得國家銅獎和省金獎。

（3）學生參加網絡扶智項目，獲精準扶貧國家優秀案例。

（4）自主開發智能組卷系統，率先在計算機網絡考試中應用。

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

（6）課程注重教學和科研結合，受網絡中流量和擁塞控制算法啟發，撰寫論文《一種漸進式智能灌溉系統的設計》，發表在《吉林農業大學學報》上，并申請國家專利。

3.5特色與創新

3.5.1課程特色

（1）智慧農業特色。將課程組自主開發的“吉農在線”科技服務平臺與“互聯網+農業”科研案例貫穿課程始終，培養學生學以致用能力和“大國三農”情懷。

（2）系統思維特色。將系統論、辯證法、認識論等哲學思想引入教學全過程，對課程內容進行重構，綜合應用比較法、矛盾分析法，培養學生批判性和創新性思維能力。

3.5.2創新點

（1）“三位一體、四位一體與五位一體相結合”的教學改革框架。構建了“整體.類比.辯證”的系統分析方法、“目標.策略.評價.反思”的教學模式和“注入.認知.構建.參與.創制”的教學策略。體現了“成果導向，學生中心，持續改進”的教學理念。

（2）“思政、科研、前沿熱點相結合”的案例庫建設。思政案例的融入，有效地激發了學生學習熱情；科研案例的融入，實現科研反哺教學；前沿熱點案例的融入，引領學生接觸學科前沿知識，探討熱點問題。體現了課程“創新性、高階性、挑戰度”的教學要求。

（3）“一個類比、二個模型、三個維度、四個象限相結合”的教學組織。在教學組織實施中，以“一個類比”重現應用場景，以“兩個模型”重構師生關系，以“三個維度”重建評價體系，以“四個象限”重組教學活動。確保了教學活動的系統性、平衡性和互動性。

3.6持續建設計劃

（1）編寫和出版系列教材，以教材建設推進課程建設。依據智慧農業等新農科與計算機類新工科的不同建設需求，及時總結教學改革成果，按照“特色化、品牌化、立體化、模塊化”的理念，三年內完成理論、實驗、習題、案例等系列教材編寫，力爭獲得國家教材建設獎。

（2）加強產教融合，構建協同育人體系。依托學校智慧農業研究院、吉林省智慧農業學會、省計算機科學與技術拔尖人才基地，引企入教，培養卓越網絡工程師人才。

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

4結束語

雖然“計算機網絡”課程在階段性的建設過程中取得了一些成績，但是課程建設距離“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，師生間建立學習反饋通道還需進一步打通，教學方法還需進一步提升。今后，課程要繼續按照“兩性一度”的要求，堅持知識、能力和素質有機融合，培養學生的綜合能力和高級思維，設置具有前沿性、時代性的課程內容，探索具有先進性和互動性的教學形式。在知識、能力和素質有機融合的基礎上，在教學設計上更加人性化、興趣化；優化知識體系，強化實驗內容與思政教育要素的優化與整合；進一步加強線上線下混合式教學，調動學生的學習主動性，更好地通過實驗促進理論知識的理解與固化；推進新建成的網絡虛擬仿真教學系統的運行，融入更多信息新技術輔助教學：深化考核評價方式的綜合改革和創新，實現學生學習過程的全面評價。

作者簡介：

韓永奇（1980—），碩士，副教授，研究方向：計算機網絡、網絡工程。

馬麗（1980—），博士，副教授，研究方向：計算機網絡、網絡安全。

張立娜（1982—），碩士，副教授，研究方向：計算機網絡。

付海濤（1976—），本科，副教授，研究方向：計算機網絡、網頁設計與制作。

于合龍（1974—），博士，教授，研究方向：計算機網絡、物聯網（通信作者）。