面向高精尖信息化產業背景下的本科計算機網絡課程與課程群建設的研究

李文正

摘要：為實現高精尖信息化人才的目標，培養適應首都高精尖信息化產業發展、推動關鍵核心技術、實現重大突破的信息化人才，提出結合當前新一代信息領域重大需求，從計算機網絡人才的需求出發.探討本科計算機科學與技術專業中的計算機網絡課程與課程群建設，闡述面向高精尖產業集群的計算機網絡課程與課程群建設的思路。

關鍵詞：高精尖信息產業；計算機網絡；課程群

0.引言

計算機網絡是計算機技術、通信技術緊密結合并不斷發展的產物，它的理論發展、應用水平及產業發展直接反映了一個國家信息化技術的程度，其關鍵核心技術是體現國力的重要標志之一。隨著互聯網+、物聯網及云計算的發展，計算機網絡扮演了越來越重要的角色，因此，計算機網絡是一門理論性、系統性和實踐性都很強的課程。結合首都城市戰略定位的高精尖產業發展，如何設計計算機網絡教學內容以清晰表達計算機網絡技術最基本的工作原理以及研究問題的基本方法，提高本科生對計算機網絡課程的全面理解和認識？針對本科生的知識結構，如何設計本科計算機網絡課程群以滿足計算機網絡人才和產業的需求？這些問題是筆者思考的主要出發點。

1.高精尖信息化人才形勢

信息化人才包括信息產業人才與信息化應用人才。信息產業人才，主要指第一信息部門就業的信息化人才，包括信息技術產業人才（即電子信息產業人才含制造業和軟件業人才、信息技術服務業人才含通信運營業人才、計算機技術服務業人才）和信息服務業人才（即信息專業人才、信息咨詢服務業人才、介于信息服務業與信息技術產業之間的互聯網服務業人才）。信息化應用人才，主要指第二信息部門就業的信息化人才，包括第二信息部門專業信息技術人才（如傳統行業信息中心技術人員）、信息管理人才（如企業CIO）與信息技術應用人才（擁有信息化素質的普通員工）。

高精尖信息化人才是指從事集成電路、自主可控信息系統、云計算與大數據、新一代移動互聯網4個屬于新一代信息技術領域的專項高級運營、研發、設計等方面的人才。

目前，高精尖信息化人才面臨的主要挑戰是人才結構不合理，缺乏代表產業制高點的創新前沿產品，現階段應突破國內產業短板并生產滿足國家戰略需求的關鍵核心產品，因此急需代表制造業服務化的集成服務產品的高端技術復合型人才。

2.高精尖產業背景下計算機網絡課程教學內容的改革思路

計算機網絡課程的教學內容設計取決于當前新一代信息技術領域中具有前瞻性、先導性的重大技術，它們是高精尖產業發展的重要基礎，代表未來科技和產業發展的新方向，體現知識經濟對社會具有全局帶動和重大引領作用的產業，是國家高技術創新能力的重要體現；同時，也是企業作為創新主體所關注的重大技術及其應用。

計算機網絡課程教學內容設計應符合以下幾個主題：

（1）專業定位和高端技術復合型人才的培養目標。

（2）《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中提出的新一代信息技術領域，即信息技術正在縱深發展并深刻改變人類的生產和生活方式，未來應以建設寬帶、融合、安全的信息網絡設施為基礎，推進“三網”融合，促進物聯網、云計算的研發和示范應用與推廣。

（3）“互聯網+”相關技術與應用。“互聯網+”是創新2.0下的互聯網發展新形態、新業態，是知識社會創新2.0推動下的互聯網形態演進及其催生的經濟社會發展新形態。“互聯網+”是互聯網思維的進一步實踐成果，它代表一種先進的生產力，推動經濟形態不斷發生演變，從而帶動社會經濟實體的生命力，為改革、創新、發展提供廣闊的網絡平臺。

（4）工業4.0和《中國制造2025》涉及的核心技術與應用。新一代信息技術與制造業深度融合，正在引發影響深遠的產業變革，形成新的生產方式、產業形態、商業模式和經濟增長點。工業4.0和《中國制造2025》包含由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化產品與服務生產模式。

目前，許多高校計算機網絡課程的授課思路依然沿襲數年前的傳統授課順序：在介紹網絡的基本概念與發展歷程之后，引入開放式系統互連模型OSI或TCP/IP，然后“自底向上”地分別介紹物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層及應用層各層的協議原理及數據元結構。值得注意的是，學生在接受計算機網絡課之前，已經對大多數網絡應用服務相當熟悉，甚至包括在計算機基礎課程中涉及計算機網絡的相關內容，而“自底而上”的教學方法將學生從較為抽象的網絡概念與體系結構直接引入物理層、數據鏈路層、網絡層等協議分析中，容易使學生產生理論枯燥、與實際脫節的感覺，許多學生直到學期末才明白網絡體系結構以及協議的真正含義。因此，近年來國內外許多大學的計算機網絡教學開始采用“自頂向下”的授課思路，使學生及時從感興趣的具體網絡應用逐漸進入相對抽象的底層實現，取得了比較好教學效果。然而，無論是“自底向上”還是“自頂向下”的授課方法，都采用了傳統網絡分層的縱向思維，缺乏對網絡整體性和Intemet精髓的理解，同時缺乏對下一代網絡及其融合的認識。

我們知道Internet的精髓是“IP OVEREVERYTHING.EVERYTHING ON IP”以及多學科交叉融合。基于該精髓，在教學實踐過程中，我們提出了層次化模塊教學模式，把計算機網絡分成通信子網、資源子網以及TCP/IP 3部分，然后從管理的角度講解網絡管理和安全。這種教學模式既靈活，又便于學生理解，更能體現網絡的統一性和整體性以及網絡概念的理解；同時，在教學內容上強調講授計算機網絡基本概念、體系結構和基本協議原理以及掌握目前互聯網的工作原理的基礎性，不斷結合計算機網絡技術發展，更新教學內容，注重對下一代互聯網體系結構IPv6協議新內容的講解以及強化對網絡核心的路由和交換問題的講授，更好地體現基礎理論與前沿研究的結合。

3.面向高精尖產業背景下計算機網絡課程群建設思路

3.1計算機網絡課程群建設原則

（1）充分依托北京高等學校高精尖創新中心和國家級大學生人才培養基地的建設，以網絡人才需求為導向，將教學團隊的建設、校企合作、校內外實訓以及職業素質拓展訓練與計算機網絡課程群建設結合起來，貫穿實踐能力與創新意識培養的全過程，有效形成網絡人才培養的生態環境。

（2）注重基礎理論教學，拓展專業基礎。

（3）科學思維和科學素養的培養。

（4）扎實的學科專業基礎。

（5）課程標準化、短學時、系列化，突出地方服務和應用需求。

（6）強化綜合課程設計，突出創新實踐活動，體現研究型學習的內涵和特征。

（7）加強師資隊伍建設，形成政、產、學、研立體化的師資隊伍。

3.2計算機網絡課程群體系

應從計算機網絡技術知識模塊的性質、主干課程和核心課程、課程體系以及課程群的培養目標出發，結合高精尖信息化產業發展，重點推動關鍵核心技術，實現重大突破和當前新一代信息技術領域的重大需求，構建如圖l所示的計算機網絡課程群體系，實現4年不間斷的計算機網絡課程體系。

4.結語

面向高精尖產業集群的計算機網絡課程與課程群建設思路，不僅使我們的教學內容更加科學、系統、規范，使課程教學與實踐教學更加協調，同時提高了學生對計算機網絡的理解高度和理解深度。