一流課程建設(shè)研究

韓永奇　馬麗　張立娜等

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)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(duì)分教學(xué)

中圖法分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程，也是計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(shù)、超星學(xué)習(xí)通、對(duì)分易和云班課等平臺(tái)已廣泛應(yīng)用于課堂，有利于開(kāi)展混合式教學(xué)改革實(shí)踐。課程思政和案例教學(xué)越來(lái)越多地融入“計(jì)算機(jī)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(jī)結(jié)合，面向工程認(rèn)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(wèn)題的能力，并具有創(chuàng)新意識(shí)。盡管如此，“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)中仍然存在教學(xué)內(nèi)容陳舊、沒(méi)有結(jié)合前沿更新課程內(nèi)容、理論與實(shí)踐脫節(jié)、案例教學(xué)應(yīng)用不足、教學(xué)評(píng)價(jià)不合理、教學(xué)反思缺失、教學(xué)管理無(wú)法形成閉環(huán)等問(wèn)題。因此，助力“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程建設(shè)更上新臺(tái)階勢(shì)在必行。

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程建設(shè)歷經(jīng)三個(gè)階段。初期，以獲評(píng)校級(jí)雙語(yǔ)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(biāo)志；深入改革期，以獲評(píng)省級(jí)優(yōu)秀課為標(biāo)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(duì)分教學(xué)法；新發(fā)展期，以獲評(píng)吉林省一流課程為標(biāo)志，主要開(kāi)展課程思政，融入智慧農(nóng)業(yè)，利用學(xué)習(xí)通和對(duì)分易教學(xué)平臺(tái)建立線上線下混合式課程體系。本課程為計(jì)算機(jī)類專業(yè)大二開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是支撐畢業(yè)生就業(yè)所需知識(shí)和技能的重要組成部分。

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程建設(shè)總體框架如圖1所示。

2課程目標(biāo)

2.1知識(shí)目標(biāo)

掌握計(jì)算機(jī)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(biāo)

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(kāi)發(fā)和應(yīng)用的能力；具有實(shí)踐動(dòng)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(biāo)

具有認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的書(shū)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(shí)、為農(nóng)服務(wù)意識(shí)，具有創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)和誠(chéng)信意識(shí)；具有“大國(guó)三農(nóng)”情懷，具有協(xié)作、批判、拼搏和奉獻(xiàn)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(duì)協(xié)議各層存在的共性問(wèn)題進(jìn)行抽取，將個(gè)域、局域、廣域、互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與協(xié)議各層進(jìn)行映射，進(jìn)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(shí)現(xiàn)和通信編程四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，按照必做和選做組編20余個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（3）課程設(shè)計(jì)提供10余個(gè)綜合實(shí)習(xí)項(xiàng)目供學(xué)生參考。

3.1.2資源建設(shè)

（1）線上微課程、實(shí)驗(yàn)演示和習(xí)題講解等視頻116個(gè)，時(shí)長(zhǎng)917分鐘。

（2）線上案例庫(kù)。含思政、科研和前沿?zé)狳c(diǎn)案例，共計(jì)30余個(gè)。分別來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)科學(xué)家生平故事，團(tuán)隊(duì)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(shí)。

（3）線上習(xí)題庫(kù)。基于全國(guó)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(xiàng)目和重點(diǎn)案例，重新組編1000余個(gè)題目，為學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和智能組卷提供支撐。

3.1.3實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yáng)光數(shù)據(jù)有限公司和長(zhǎng)春國(guó)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(shí)習(xí)基地。

（2）建設(shè)了數(shù)字鄉(xiāng)村網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)結(jié)合Wireshark，Packet Tracer等開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)仿真工具，建立完備的線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

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(huì)，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(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，解決本課程知識(shí)繁雜、碎片化問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)。

（2）采用“目標(biāo).策略.評(píng)價(jià).反思”四位一體教學(xué)模式，基于課程知識(shí)、能力、素質(zhì)要求，將思政育人、科研育人、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)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(biāo)與教學(xué)策略脫節(jié)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和教學(xué)反思部分缺失問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程閉環(huán)。

（3）按照“注入.認(rèn)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(shí)現(xiàn)舉一反三，提升學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

3.3混合式教學(xué)設(shè)計(jì)與組織實(shí)施

3.3.1混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

（1）基于三個(gè)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(jìn)行三維度的教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)：按照自底向上的方法進(jìn)行課程教學(xué)框架維度設(shè)計(jì)：按照理論、實(shí)踐、技術(shù)進(jìn)行課程知識(shí)維度組織；按照了解、理解、掌握、應(yīng)用進(jìn)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(tái)、網(wǎng)絡(luò)課堂等手段，輔以學(xué)習(xí)通、對(duì)分易、騰訊課堂等方式，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的混合式教學(xué)與互動(dòng)。課內(nèi)以線上線下相結(jié)合的方式開(kāi)展教學(xué)。線上：在線評(píng)測(cè)、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(kāi)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(píng)作業(yè)等。形成了課前教師準(zhǔn)備、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)活動(dòng)、評(píng)價(jià)與反饋構(gòu)成閉環(huán)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

（3）基于工程認(rèn)證，建立過(guò)程性考核模式。建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)題庫(kù)與案例庫(kù)，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(jìn)行重新劃分，滿足工程認(rèn)證以學(xué)生中心的目標(biāo)導(dǎo)向，更加客觀地評(píng)價(jià)教學(xué)效果。

3.3.2教學(xué)組織實(shí)施

（1）“一類比”重現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)學(xué)生熟知的網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物過(guò)程映射網(wǎng)絡(luò)五層結(jié)構(gòu)，使學(xué)生對(duì)抽象理論知識(shí)形成直觀認(rèn)識(shí)。

（2）“兩模型”重構(gòu)師生關(guān)系。提出連接傳遞模型，以愛(ài)和快樂(lè)，建立師生強(qiáng)連接，增強(qiáng)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(lì)作用，將以學(xué)生為中心落到實(shí)處。

（3）“三維度”重建評(píng)價(jià)體系。注重診斷性、過(guò)程性評(píng)價(jià)，創(chuàng)新使用同伴、分組評(píng)價(jià)，采用大作業(yè)、報(bào)告、答辯等方式，建立課程綜合評(píng)價(jià)體系。

（4）“四象限”重組教學(xué)活動(dòng)。將教學(xué)活動(dòng)分為學(xué)生線上、教師線上、教師線下和學(xué)生線下四個(gè)象限。對(duì)各象限活動(dòng)制定規(guī)范，確保線上與線下、教與學(xué)動(dòng)態(tài)平衡。

3.3.3成績(jī)?cè)u(píng)定

按照工程教育專業(yè)認(rèn)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(jì)產(chǎn)出導(dǎo)向的綜合性教學(xué)評(píng)價(jià)體系。針對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織，采用多元化、過(guò)程化、階段性考核評(píng)價(jià)，形成平時(shí)成績(jī)（手機(jī)簽到、課堂參與度、學(xué)習(xí)態(tài)度與習(xí)慣）、教學(xué)過(guò)程性成績(jī)（章節(jié)測(cè)驗(yàn)成績(jī)、課程論文成績(jī)、階段性作業(yè)、測(cè)試成績(jī)）、最終考試成績(jī)（實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末考試）的成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)的綜合評(píng)價(jià)體制，從多個(gè)維度分析和評(píng)價(jià)最終的教學(xué)效果。

3.4評(píng)價(jià)和成效

3.4.1課程評(píng)價(jià)

（1）基于調(diào)查問(wèn)卷的數(shù)據(jù)分析和督導(dǎo)評(píng)價(jià)，本課程的教師認(rèn)可率達(dá)95%以上，學(xué)生滿意度達(dá)98%以上。

（2）課程團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人在梅西大學(xué)進(jìn)行三個(gè)月教學(xué)法培訓(xùn)，結(jié)業(yè)匯報(bào)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(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人在吉林省科協(xié)年會(huì)和大連數(shù)字農(nóng)業(yè)峰會(huì)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(bào)告，線上線下近500人參會(huì)，受到一致好評(píng)。

3.4.2改革成效

（1）課程被評(píng)為省級(jí)優(yōu)秀課和省一流課。

（2）課程組與學(xué)生共同開(kāi)發(fā)和維護(hù)的“吉農(nóng)在線”農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺(tái)在“互聯(lián)網(wǎng)+”和“挑戰(zhàn)杯”大賽中獲得國(guó)家銅獎(jiǎng)和省金獎(jiǎng)。

（3）學(xué)生參加網(wǎng)絡(luò)扶智項(xiàng)目，獲精準(zhǔn)扶貧國(guó)家優(yōu)秀案例。

（4）自主開(kāi)發(fā)智能組卷系統(tǒng)，率先在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試中應(yīng)用。

（5）撰寫的《計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)中的系統(tǒng)論與辯證法》被《計(jì)算機(jī)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(jìn)式智能灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》，發(fā)表在《吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》上，并申請(qǐng)國(guó)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(kāi)發(fā)的“吉農(nóng)在線”科技服務(wù)平臺(tái)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(guó)三農(nóng)”情懷。

（2）系統(tǒng)思維特色。將系統(tǒng)論、辯證法、認(rèn)識(shí)論等哲學(xué)思想引入教學(xué)全過(guò)程，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)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(diǎn)

（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(biāo).策略.評(píng)價(jià).反思”的教學(xué)模式和“注入.認(rèn)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(jìn)”的教學(xué)理念。

（2）“思政、科研、前沿?zé)狳c(diǎn)相結(jié)合”的案例庫(kù)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(shí)現(xiàn)科研反哺教學(xué)；前沿?zé)狳c(diǎn)案例的融入，引領(lǐng)學(xué)生接觸學(xué)科前沿知識(shí)，探討熱點(diǎn)問(wèn)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(gè)類比、二個(gè)模型、三個(gè)維度、四個(gè)象限相結(jié)合”的教學(xué)組織。在教學(xué)組織實(shí)施中，以“一個(gè)類比”重現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景，以“兩個(gè)模型”重構(gòu)師生關(guān)系，以“三個(gè)維度”重建評(píng)價(jià)體系，以“四個(gè)象限”重組教學(xué)活動(dòng)。確保了教學(xué)活動(dòng)的系統(tǒng)性、平衡性和互動(dòng)性。

3.6持續(xù)建設(shè)計(jì)劃

（1）編寫和出版系列教材，以教材建設(shè)推進(jìn)課程建設(shè)。依據(jù)智慧農(nóng)業(yè)等新農(nóng)科與計(jì)算機(jī)類新工科的不同建設(shè)需求，及時(shí)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(shí)驗(yàn)、習(xí)題、案例等系列教材編寫，力爭(zhēng)獲得國(guó)家教材建設(shè)獎(jiǎng)。

（2）加強(qiáng)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(huì)、省計(jì)算機(jī)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(shí)施教考分離。持續(xù)更新和完善在線案例庫(kù)、習(xí)題庫(kù)，擬新增15個(gè)案例、200道習(xí)題。依托課程組前期開(kāi)發(fā)的智能組卷系統(tǒng)，實(shí)施教考分離，增強(qiáng)評(píng)價(jià)客觀性。

4結(jié)束語(yǔ)

雖然“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程在階段性的建設(shè)過(guò)程中取得了一些成績(jī)，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(jìn)一步挖掘，師生間建立學(xué)習(xí)反饋通道還需進(jìn)一步打通，教學(xué)方法還需進(jìn)一步提升。今后，課程要繼續(xù)按照“兩性一度”的要求，堅(jiān)持知識(shí)、能力和素質(zhì)有機(jī)融合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和高級(jí)思維，設(shè)置具有前沿性、時(shí)代性的課程內(nèi)容，探索具有先進(jìn)性和互動(dòng)性的教學(xué)形式。在知識(shí)、能力和素質(zhì)有機(jī)融合的基礎(chǔ)上，在教學(xué)設(shè)計(jì)上更加人性化、興趣化；優(yōu)化知識(shí)體系，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與思政教育要素的優(yōu)化與整合；進(jìn)一步加強(qiáng)線上線下混合式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，更好地通過(guò)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)理論知識(shí)的理解與固化；推進(jìn)新建成的網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行，融入更多信息新技術(shù)輔助教學(xué)：深化考核評(píng)價(jià)方式的綜合改革和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的全面評(píng)價(jià)。

作者簡(jiǎn)介：

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

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

張立娜（1982—），碩士，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

付海濤（1976—），本科，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作。

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