“金課”背景下的《通信網原理與協議》教學改革研究與實踐

李 業(yè) 高銳鋒

（1.南通大學 信息科學技術學院，江蘇 南通 226019；2．南通大學 交通與土木工程學院，江蘇 南通 226019）

0 引言

2018年6 月21 日，在新時代中國高等學校本科教育工作會議上，“金課”概念首次被提出，目標是全面提升高等教育質量[1]。 “金課”本質上與“一流課程”一致，以人才培養(yǎng)為核心要素，從課程內容、教學過程、師生角色以及評價指標等多方面，保障課程教學效果，滿足新時代建設高水平本科教育的需求[2-3]。 打造“金課”已成為國內高校的重要教學建設目標。

當前，信息技術作為支撐新基建發(fā)展的重要技術之一，信息通信類專業(yè)的人才需求量越來越大，也為信息通信類專業(yè)的人才培養(yǎng)質量提出了更高的要求。《通信網原理與協議》是信息通信類專業(yè)的核心基礎課程之一，涉及通信業(yè)務、通信協議、通信指標評價等多個方面，體系龐大，課程系統(tǒng)性強[4]。 該課程是信息通信類專業(yè)學生將理論知識應用到工程實踐的重要載體，是達成人才培養(yǎng)目標的重要一環(huán)[5]。在新時代建設高水平本科教育的背景下，《通信網原理與協議》金課的打造十分必要。

1 教學現狀及存在問題

1.1 教學內容

當前大部分的《通信網原理與協議》課程均圍繞OSI 和TCP/IP 協議棧展開。 雖然，作為現代通信網絡的基礎，這樣的鋪陳方式是合理且十分必要的。不過，由于教材內容與信息產業(yè)的快速發(fā)展脫節(jié)，教學中仍保留部分已被更新取代的技術案例。而近年來通信網絡領域出現的一些顛覆原有TCP/IP 設計思路的新思想、新技術多數仍未在教學大綱中涉及，比如軟件定義網絡、內容中心網絡、快速UDP 網絡互聯、網絡編碼等。 這些新技術已日漸成熟，多數已經進入產業(yè)應用階段或進入未來標準。傳統(tǒng)教材沒有涵蓋這些通信網絡領域的新技術、新理論與新方法。

1.2 實踐教學

《通信網原理與協議》課程作為信息通信類專業(yè)從理論知識到工程實踐過渡的核心課程，實踐能力培養(yǎng)是該門課程教學目標的重要組成部分。當前的實踐教學設計大多采用課內實驗與課程設計，在基于學院統(tǒng)一采購建設的實驗場所開展。 然而，與教學內容相似，該類集中采購的產品存在著內容滯后，缺乏新型技術與實驗項目等問題。 此外，教學設施的二次開發(fā)可擴展性較差，新增實驗項目，往往需要投入大量的精力。 學生在實驗的過程中，也難以兼顧通信網的整體架構與局部細節(jié)。

1.3 評價體系

當前，本科的課程考核通常由學校的教務處統(tǒng)一制定評價體系標準。這種評價體系雖然包括了學生學習考試反饋以及教師評價兩大部分，但是由于該體系不區(qū)分課程性質，無法很好反映出實際課程的教學效果與學生學習情況。 一般來說，課程的評價體系由平時成績與期末成績組成。 平時成績可分為課后作業(yè)、實驗報告、考勤以及課堂表現組成，一般占總成績的30%～40%。 而期末成績通常采用集中考試的方式，由期末考試的卷面分數直接給出。上述考核方式使得教師難以實時掌握學生對課程的理解情況。 而且，作為注重實踐能力培養(yǎng)的課程，卷面考試的方式往往難以反映學生的實際動手能力。因此，在當前《通信網原理與協議》的課程評價體系中，最終的考核成績需要盡可能評價學生應用理論知識解決實踐問題的能力。

2 改革研究與實踐

2.1 “二元”授課內容保障教學目標

課程的教學目標是要培養(yǎng)信息通信類專業(yè)學生掌握通信網絡的基本原理，了解行業(yè)的最新技術發(fā)展趨勢，具備解決通信網絡領域復雜實際問題的能力。在教學內容的選擇上，主要包括兩大方面。 一方面，以書本教材為主，精簡掉已被替換或淘汰的相關技術，保留通信網絡基礎與原理相關的大部分內容。 另一方面，緊跟國內外通信網絡技術的最新動態(tài)與發(fā)展趨勢，選取學術內經典論文作為教學內容的一部分，實現對傳統(tǒng)教材的內容補充。

2.2 “三大”實踐平臺拓寬教學空間

實踐教學平臺是提高學生實踐能力培養(yǎng)的重要支撐。 《通信網原理與協議》課程的實踐平臺包括課堂實踐平臺、項目實踐平臺以及網絡實踐平臺三部分。

課堂實踐是《通信網原理與協議》課程實踐教學體系中最基礎的實踐形式，它能夠有效幫助學生了解通信網絡技術的整體思維，理解從理論知識到實際應用的基本思路。 課堂實踐平臺主要由關鍵技術答辯與新技術介紹兩部分構成，基于小組學習機制，通過“翻轉課堂”的形式開展。 關鍵技術主要包括通信網課程中的核心知識點與難點，而新技術主要是指以學術文獻開展的教學內容。 在課堂實踐平臺中，教師主要充當提問者與引導者，幫助學生深入理解教學內容，并鼓勵學生進行深入思考。

項目實踐是《通信網原理與協議》課程實踐教學體系中最重要的實踐形式，它能夠有效幫助學生及時跟進通信網領域的最新技術動態(tài)，掌握當前通信網領域的主流分析問題、解決問題的方法。 在緊跟教學大綱的前提下，選取具有代表性的實際類項目，通過小組合作的方式，讓學生們合作完成實驗項目。 項目的來源主要包括：經典綜合實驗，教師科研項目以及具有緊密合作關系的企事業(yè)單位實際項目。

網絡實踐是《通信網原理與協議》課程實踐教學體系中有效的實踐補充，它能夠有效幫助學生進一步強化鞏固所學的知識，并為同學提供再次提高與深入研究的機會。 網絡實踐教學平臺由在線虛擬仿真與在線知識討論組成。 在線虛擬仿真由課程組通過代碼托管網站在線發(fā)布已完成的實踐教學項目，為學生提供多途徑的學習機會。 在線知識討論則由任課教師，利用互聯網技術，通過微信、QQ 群等方式定期與學生圍繞研討主題進行在線討論，激發(fā)學生學習興趣。

2.3 “四維”評價體系提升教學效果

圍繞課程大綱與人才培養(yǎng)目標，突出反映出學生解決復雜通信網絡問題的實踐應用能力是該課程考核的重要組成。 為此，對原有課程的評價體系進行改革，采用課后作業(yè)、小組答辯、實驗表現以及期末考核四個維度展開，分別占比20%、20%、20%、40%。 其中小組答辯包括關鍵知識點答辯與新技術答辯組成，穿插在課程教學過程中進行，可以激發(fā)學生的學習主動性，提升教學效果。 課程的期末考核以項目考核的形式開展，學生通過選擇綜合應用類題目獨立完成各自的課程期末考核。 期末考核將放在課程的最后兩周開展，以考核報告和現場答辯組成。 上述課程評價體系的改革有利于促進學生課程學習的參與度，提升教學效果。

3 改革成效

本課程經過一輪的課程教學改革和實踐，課程的總體水平得到了很大的提高。 通過發(fā)布調查問卷的方式，學生對課程改革的滿意度達到90%以上。普遍反映出，通過本課程的教學改革，學生能夠快速明確課程的教學目標，了解課程在專業(yè)知識體系中的地位，提升自身對課程的認同感。由于課程對實踐教學的重視，學生會主動去掌握實踐項目中涉及的各類專業(yè)基礎知識，提高了學生在課外時間中對課程的學習主動性。

4 總結

本文依托《通信網原理與協議》課程，在“金課”建設背景下，介紹了課程的改革思路與實踐效果。 課程改革與時俱進更新教學內容，并側重于實踐教學評價，將傳統(tǒng)課程教學中“教師為中心”，過渡到“學生為中心”，提高學生的學習興趣，激發(fā)學習的主觀能動性。 從改革成效上看，取得了一定效果，為新時代下的高水平本科教育建設打下基礎。