計算機通信網(wǎng)絡課程建設及其在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的探索與實踐

盧選民 趙宏偉 閆中江

摘要：在移動互聯(lián)和互聯(lián)網(wǎng)+的時代，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維？在進行理論教學的同時，如何和創(chuàng)新實踐結合起來，使學生充分利用碎片化時間進行學習和創(chuàng)新？文章結合計算機通信網(wǎng)絡在線課程、“雨課堂”及項目研發(fā)案例庫等的建設，把現(xiàn)代最新的教育技術和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育自始至終進行融合，并進行了探究式、研究型教學改革的探索和實踐。結果證明，取得了良好的教育成果。

關鍵詞：現(xiàn)代教育技術;在線課程;全英文課程;案例庫建設;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）21-0085-03

一、引言

在移動互聯(lián)和互聯(lián)網(wǎng)+的時代，無論是云計算、大數(shù)據(jù)、全球衛(wèi)星定位、智能家居、智慧城市還是3G/4G/5G移動蜂窩網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡、無人駕駛、人工智能等，都以計算機通信網(wǎng)絡為基礎。互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)深刻地改變了人們的工作、學習、生活、娛樂等方式。在《中國制造2025》《工業(yè)4.0》等一系列未來的發(fā)展規(guī)劃中，互聯(lián)網(wǎng)技術和傳統(tǒng)制造業(yè)的融合，使得打造一個智慧性的社會成為現(xiàn)實。今天，互聯(lián)網(wǎng)技術的巨頭Google、Facebook、Twitter、Uber、Airbnb、阿里巴巴、京東、騰訊、百度等不斷引領著創(chuàng)新經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展。在大學教育里，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維？在進行計算機通信網(wǎng)絡理論教學的同時，如何和創(chuàng)新實踐結合起來，使學生充分利用碎片化時間進行學習和創(chuàng)新？從而推動“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”從最具活力和創(chuàng)新干勁十足的在校大學生中破土萌發(fā)，是我們在計算機通信網(wǎng)絡課程建設和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中一直探索和實踐的課題。

二、計算機通信網(wǎng)絡在線課程建設與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的結合

在課程建設中，我們選用了國外著名大學使用的英文教材，并隨著新技術的發(fā)展而不斷進行更新。主教材為《Computer Networking：A top-down approach

featuring the Internet》， Kurose and Ross，5th edition， Addison Wesley，2016;同時參考教材為《Computer Networks》， Andrew S.Tanenbaum， 6th edition， Prentice Hall，2016，并制作了Socket網(wǎng)絡通信在TCP和UDP不同協(xié)議下程序的不同流程和程序實例，無線傳感器WSN網(wǎng)絡在煤礦開采安全監(jiān)測系統(tǒng)中的網(wǎng)絡構建及實驗，D2D通信在移動終端的點到點通信及實例，以及路由協(xié)議的路由算法的設計與實現(xiàn)等。通過中英文授課使學生更熟悉專業(yè)術語和內(nèi)容表達，更好地查閱最新技術資料，了解科技前沿，并鼓勵他們更多地進行國際合作和交流，通過項目研發(fā)鼓勵優(yōu)秀的學生嘗試撰寫英文論文、參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。因為有很多留學生也一起上課，所以我們嘗試把不同的學生進行分組，以小組為單位討論問題和進行項目的研發(fā)，讓留學生來給學生們做Presentation等，以提升課程建設的效果。

我們的具體做法包括以下幾個方面：

1.通過全英文授課以及中英文課程內(nèi)容的對照學習，使學生更熟悉專業(yè)術語和內(nèi)容表達，更好地查閱最新技術資料，了解科技前沿，并鼓勵他們以后更多地進行國際合作和交流。

由于信息和網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，我們好像生活在一個“地球村”一樣。因此，國際的合作與交流也必不可少。由于歷史的原因，今天很多的最新技術資料都是外文的，所以作為計算機通信網(wǎng)絡課程的教學，我們課程內(nèi)容的介紹是英文的PPT，同時也推薦給同學英文原版的計算機網(wǎng)絡教材作為參考。

2.樹立學生系統(tǒng)的概念，并把以前所學的知識點融合到課程的教學中，為學生以后創(chuàng)造性的科研和工程開發(fā)等工作打下堅實的技術基礎。

計算機通信網(wǎng)絡課程的內(nèi)容非常多，覆蓋面也非常廣，如何在較短的教學時間內(nèi)使得學生能在更好地理解以前所學的比較零散的知識點的基礎上，形成系統(tǒng)性的概念？并能從底層到高層網(wǎng)絡體系架構上，深刻理解每層的功能和協(xié)議，進而明白以后自己可能從事的專業(yè)在整個系統(tǒng)中處于什么樣的層次，以及如何著手去做？成為我們教學中需要首要解決的問題。比如，講通信的三次握手過程時，我們通過紅軍和藍軍打仗，需要通過敵方陣地發(fā)送總攻信息這個實例來模擬發(fā)送者通過一條不可靠的信道發(fā)送信息給接收方的過程，然后把通信中的信號、編碼、接口、信道、差錯控制、流量控制、數(shù)據(jù)安全、加密解密、壓縮解壓縮等融合到其中，并以協(xié)議的形式最終體現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡的通信中。

3.循序漸進、從技術的發(fā)展歷程激發(fā)學生的創(chuàng)新性思維;并結合最新的技術進展，鼓勵學生勇于向學術前沿進軍。

知識的發(fā)展和積累是循序漸進的。因此，我們在教學過程中通過技術的發(fā)展歷程，以及每個階段如何解決所面對的問題，并在以后的應用中又發(fā)現(xiàn)了什么問題、該如何思考、如何去解決等激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。比如，講今天普遍應用的以太網(wǎng)時，我們從夏威夷大學的ALOHA協(xié)議講起，到Slotted-ALOHA，又從CSMA、CSMA/CD協(xié)議講到無線網(wǎng)絡的CSMA/CA協(xié)議。最后，引出今天在A380上發(fā)展出的AFDX網(wǎng)絡等。這樣，循序漸進講解，并結合最新的技術進展，鼓勵學生勇敢向學術前沿進軍。

4.從案例教學、動手做做小實驗，到加入科研項目開發(fā)團隊，中外學生進行討論，撰寫論文并參加國際會議，積極申報國家大學生創(chuàng)新訓練計劃項目等，促進學生積極投入科研創(chuàng)新的實踐中。

學習的目的是為了應用和創(chuàng)新，所以在課程教學中，我們會結合知識點的講解進行案例教學，并安排一些實驗，同時明確完成這些實驗的目的、內(nèi)容和步驟，鼓勵學生課后自己動手實踐。同時，鼓勵同學們運用所學知識，提出自己的創(chuàng)新項目。比如，在講解NAT網(wǎng)絡地址轉換時，我們安排學生去自己配置網(wǎng)絡代理服務器，通過代理服務器實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的隔離。在講解HTTP協(xié)議時，鼓勵學生自己動手編寫小程序，通過Javascript、PHP以及JDBC、MySQL等實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的訪問和App動態(tài)網(wǎng)頁的設計等。

三、計算機通信網(wǎng)絡在線課程建設與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育結合的創(chuàng)新之處

1.把課堂教學與在線課程建設結合起來，進行混合式教學。這樣，課堂教學注重系統(tǒng)性的學習，在線學習可以利用學生的碎片化時間，實現(xiàn)重點知識點的學習，讓學生可以隨時隨地學，隨時隨地討論和提問題，老師及時解答等，可以顯著地提高學習效果。

2.把全英文授課與中英文課程內(nèi)容的對照學習結合起來，使學生更熟悉專業(yè)術語和內(nèi)容表達，更好地查閱最新技術資料，了解科技前沿，進行國際合作和交流等，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供和世界同步的資訊和技術支持。

3.把案例教學與學生的科研創(chuàng)新結合起來，進行實踐化教學。在我們的案例庫里，包括了人工智能、北斗導航、無線傳感器網(wǎng)絡、信息安全、P2P通信、App開發(fā)等最新的科研開發(fā)成果，激發(fā)學生提出自己的創(chuàng)新項目。

4.把學生的創(chuàng)新思維與項目落地結合起來，讓創(chuàng)新不僅僅局限在有好的想法，而且通過學習、研究與開發(fā)，能夠把好的想法變?yōu)楝F(xiàn)實，并在項目的不斷研發(fā)中，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，讓系統(tǒng)越來越完善，系統(tǒng)功能越來越強大，從而達到學以致用的目的。

四、計算機通信網(wǎng)絡在線課程建設與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育結合的應用效果

在計算機通信網(wǎng)絡課程建設及在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的探索與實踐中，兩年來我們已經(jīng)進行了本科生的中文授課3次，全英文授課3次;同時也支持了碩士研究生及留學生的中英文課程建設，中文授課3次，全英文授課3次，效果良好。2016年，計算機通信網(wǎng)絡本科課程獲得校在線課程和全英文課程的建設支持，已完成建設，其中在線開發(fā)課程上線之后，授課每年在數(shù)千人次以上，影響廣泛。在2017年，研究生課程獲得教育部工程碩士學位研究生教育在線課程建設項目并進行了“雨課堂”混合式教學模式改革。2018年本科課程獲得校探究式、研究型課程建設和2019年研究生課程獲得專業(yè)學位研究生課程案例庫建設等。這些項目的立項既是對我們以往課程建設工作及在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的探索與實踐方面的工作的肯定，也是對我們把這項工作做得更好的進一步的支持。

在過去的兩年里，計算機通信網(wǎng)絡課程建設及在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育領域的作用正在初步顯現(xiàn)，我們已獲得校重點扶持本科論文1項，校優(yōu)秀本科論文2項、校優(yōu)秀研究生論文1項，獲教育部國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目5項;獲全國物聯(lián)網(wǎng)競賽一等獎1項;獲省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽商業(yè)類一等獎1項、三等獎2項;“華為杯”電子設計競賽一等獎2項;申請軟件著作權2項，發(fā)表EI索引論文8篇，有2名學生赴英國牛津大學進行文化和學術交流等，相信以后我們會取得更大的成績。

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Abstract： In the era of mobile Internet and Internet+， how to cultivate students' innovative thinking？ During theory teaching， how to combine innovation with practice so that students can make full use of fragmented time for learning and innovation？ This paper combines the construction of online course of Computer Communication Network， Rain Classroom and research case bases， and integrates the latest modern education technology and innovative entrepreneurship education from beginning to end to explore and practice the inquiry and research-oriented teaching reform. The results show that good educational achievements have been achieved.

Key words： modern educational technology; online course; all-English course; case base construction; innovation and entrepreneurship education