計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)及其在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的探索與實(shí)踐

盧選民 趙宏偉 閆中江

摘要：在移動(dòng)互聯(lián)和互聯(lián)網(wǎng)+的時(shí)代，如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維？在進(jìn)行理論教學(xué)的同時(shí)，如何和創(chuàng)新實(shí)踐結(jié)合起來，使學(xué)生充分利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)和創(chuàng)新？文章結(jié)合計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)在線課程、“雨課堂”及項(xiàng)目研發(fā)案例庫(kù)等的建設(shè)，把現(xiàn)代最新的教育技術(shù)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育自始至終進(jìn)行融合，并進(jìn)行了探究式、研究型教學(xué)改革的探索和實(shí)踐。結(jié)果證明，取得了良好的教育成果。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代教育技術(shù);在線課程;全英文課程;案例庫(kù)建設(shè);創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2020）21-0085-03

一、引言

在移動(dòng)互聯(lián)和互聯(lián)網(wǎng)+的時(shí)代，無論是云計(jì)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(dòng)蜂窩網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無人駕駛、人工智能等，都以計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)?；ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)深刻地改變了人們的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂等方式。在《中國(guó)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(shù)和傳統(tǒng)制造業(yè)的融合，使得打造一個(gè)智慧性的社會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。今天，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的巨頭Google、Facebook、Twitter、Uber、Airbnb、阿里巴巴、京東、騰訊、百度等不斷引領(lǐng)著創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展。在大學(xué)教育里，如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維？在進(jìn)行計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)理論教學(xué)的同時(shí)，如何和創(chuàng)新實(shí)踐結(jié)合起來，使學(xué)生充分利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)和創(chuàng)新？從而推動(dòng)“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(xué)生中破土萌發(fā)，是我們?cè)谟?jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中一直探索和實(shí)踐的課題。

二、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)在線課程建設(shè)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的結(jié)合

在課程建設(shè)中，我們選用了國(guó)外著名大學(xué)使用的英文教材，并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)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(shí)參考教材為《Computer Networks》， Andrew S.Tanenbaum， 6th edition， Prentice Hall，2016，并制作了Socket網(wǎng)絡(luò)通信在TCP和UDP不同協(xié)議下程序的不同流程和程序?qū)嵗?，無線傳感器WSN網(wǎng)絡(luò)在煤礦開采安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及實(shí)驗(yàn)，D2D通信在移動(dòng)終端的點(diǎn)到點(diǎn)通信及實(shí)例，以及路由協(xié)議的路由算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等。通過中英文授課使學(xué)生更熟悉專業(yè)術(shù)語(yǔ)和內(nèi)容表達(dá)，更好地查閱最新技術(shù)資料，了解科技前沿，并鼓勵(lì)他們更多地進(jìn)行國(guó)際合作和交流，通過項(xiàng)目研發(fā)鼓勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)生嘗試撰寫英文論文、參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。因?yàn)橛泻芏嗔魧W(xué)生也一起上課，所以我們嘗試把不同的學(xué)生進(jìn)行分組，以小組為單位討論問題和進(jìn)行項(xiàng)目的研發(fā)，讓留學(xué)生來給學(xué)生們做Presentation等，以提升課程建設(shè)的效果。

我們的具體做法包括以下幾個(gè)方面：

1.通過全英文授課以及中英文課程內(nèi)容的對(duì)照學(xué)習(xí)，使學(xué)生更熟悉專業(yè)術(shù)語(yǔ)和內(nèi)容表達(dá)，更好地查閱最新技術(shù)資料，了解科技前沿，并鼓勵(lì)他們以后更多地進(jìn)行國(guó)際合作和交流。

由于信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們好像生活在一個(gè)“地球村”一樣。因此，國(guó)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(shù)資料都是外文的，所以作為計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)，我們課程內(nèi)容的介紹是英文的PPT，同時(shí)也推薦給同學(xué)英文原版的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材作為參考。

2.樹立學(xué)生系統(tǒng)的概念，并把以前所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)融合到課程的教學(xué)中，為學(xué)生以后創(chuàng)造性的科研和工程開發(fā)等工作打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容非常多，覆蓋面也非常廣，如何在較短的教學(xué)時(shí)間內(nèi)使得學(xué)生能在更好地理解以前所學(xué)的比較零散的知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，形成系統(tǒng)性的概念？并能從底層到高層網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)上，深刻理解每層的功能和協(xié)議，進(jìn)而明白以后自己可能從事的專業(yè)在整個(gè)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(xué)中需要首要解決的問題。比如，講通信的三次握手過程時(shí)，我們通過紅軍和藍(lán)軍打仗，需要通過敵方陣地發(fā)送總攻信息這個(gè)實(shí)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(hào)、編碼、接口、信道、差錯(cuò)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信中。

3.循序漸進(jìn)、從技術(shù)的發(fā)展歷程激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維;并結(jié)合最新的技術(shù)進(jìn)展，鼓勵(lì)學(xué)生勇于向?qū)W術(shù)前沿進(jìn)軍。

知識(shí)的發(fā)展和積累是循序漸進(jìn)的。因此，我們?cè)诮虒W(xué)過程中通過技術(shù)的發(fā)展歷程，以及每個(gè)階段如何解決所面對(duì)的問題，并在以后的應(yīng)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(xué)生的創(chuàng)新思維。比如，講今天普遍應(yīng)用的以太網(wǎng)時(shí)，我們從夏威夷大學(xué)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(luò)的CSMA/CA協(xié)議。最后，引出今天在A380上發(fā)展出的AFDX網(wǎng)絡(luò)等。這樣，循序漸進(jìn)講解，并結(jié)合最新的技術(shù)進(jìn)展，鼓勵(lì)學(xué)生勇敢向?qū)W術(shù)前沿進(jìn)軍。

4.從案例教學(xué)、動(dòng)手做做小實(shí)驗(yàn)，到加入科研項(xiàng)目開發(fā)團(tuán)隊(duì)，中外學(xué)生進(jìn)行討論，撰寫論文并參加國(guó)際會(huì)議，積極申報(bào)國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等，促進(jìn)學(xué)生積極投入科研創(chuàng)新的實(shí)踐中。

學(xué)習(xí)的目的是為了應(yīng)用和創(chuàng)新，所以在課程教學(xué)中，我們會(huì)結(jié)合知識(shí)點(diǎn)的講解進(jìn)行案例教學(xué)，并安排一些實(shí)驗(yàn)，同時(shí)明確完成這些實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容和步驟，鼓勵(lì)學(xué)生課后自己動(dòng)手實(shí)踐。同時(shí)，鼓勵(lì)同學(xué)們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提出自己的創(chuàng)新項(xiàng)目。比如，在講解NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換時(shí)，我們安排學(xué)生去自己配置網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器，通過代理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的隔離。在講解HTTP協(xié)議時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手編寫小程序，通過Javascript、PHP以及JDBC、MySQL等實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問和App動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的設(shè)計(jì)等。

三、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)在線課程建設(shè)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育結(jié)合的創(chuàng)新之處

1.把課堂教學(xué)與在線課程建設(shè)結(jié)合起來，進(jìn)行混合式教學(xué)。這樣，課堂教學(xué)注重系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)，在線學(xué)習(xí)可以利用學(xué)生的碎片化時(shí)間，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生可以隨時(shí)隨地學(xué)，隨時(shí)隨地討論和提問題，老師及時(shí)解答等，可以顯著地提高學(xué)習(xí)效果。

2.把全英文授課與中英文課程內(nèi)容的對(duì)照學(xué)習(xí)結(jié)合起來，使學(xué)生更熟悉專業(yè)術(shù)語(yǔ)和內(nèi)容表達(dá)，更好地查閱最新技術(shù)資料，了解科技前沿，進(jìn)行國(guó)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(shù)支持。

3.把案例教學(xué)與學(xué)生的科研創(chuàng)新結(jié)合起來，進(jìn)行實(shí)踐化教學(xué)。在我們的案例庫(kù)里，包括了人工智能、北斗導(dǎo)航、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、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(xué)生提出自己的創(chuàng)新項(xiàng)目。

4.把學(xué)生的創(chuàng)新思維與項(xiàng)目落地結(jié)合起來，讓創(chuàng)新不僅僅局限在有好的想法，而且通過學(xué)習(xí)、研究與開發(fā)，能夠把好的想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并在項(xiàng)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(qiáng)大，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。

四、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)在線課程建設(shè)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育結(jié)合的應(yīng)用效果

在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)及在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的探索與實(shí)踐中，兩年來我們已經(jīng)進(jìn)行了本科生的中文授課3次，全英文授課3次;同時(shí)也支持了碩士研究生及留學(xué)生的中英文課程建設(shè)，中文授課3次，全英文授課3次，效果良好。2016年，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)本科課程獲得校在線課程和全英文課程的建設(shè)支持，已完成建設(shè)，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(xué)位研究生教育在線課程建設(shè)項(xiàng)目并進(jìn)行了“雨課堂”混合式教學(xué)模式改革。2018年本科課程獲得校探究式、研究型課程建設(shè)和2019年研究生課程獲得專業(yè)學(xué)位研究生課程案例庫(kù)建設(shè)等。這些項(xiàng)目的立項(xiàng)既是對(duì)我們以往課程建設(shè)工作及在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的探索與實(shí)踐方面的工作的肯定，也是對(duì)我們把這項(xiàng)工作做得更好的進(jìn)一步的支持。

在過去的兩年里，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)及在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育領(lǐng)域的作用正在初步顯現(xiàn)，我們已獲得校重點(diǎn)扶持本科論文1項(xiàng)，校優(yōu)秀本科論文2項(xiàng)、校優(yōu)秀研究生論文1項(xiàng)，獲教育部國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目5項(xiàng);獲全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng);獲省級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽商業(yè)類一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng);“華為杯”電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng);申請(qǐng)軟件著作權(quán)2項(xiàng)，發(fā)表EI索引論文8篇，有2名學(xué)生赴英國(guó)牛津大學(xué)進(jìn)行文化和學(xué)術(shù)交流等，相信以后我們會(huì)取得更大的成績(jī)。

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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