基于创新型人才培养的通信网基础教学改革探讨

张 颖，陈美娟，孙晓玲

(南京邮电大学通信与信息工程学院，南京210003)

基于创新型人才培养的通信网基础教学改革探讨

张 颖，陈美娟，孙晓玲

(南京邮电大学通信与信息工程学院，南京210003)

“通信网基础”是通信工程专业的专业基础课。为了把培养学生的创新意识贯穿到教学的各个环节中，提升学生的实践能力和创新能力，通信网基础课教学改革从教学内容、教学方法和实践环节等方面进行了改革和探索，提出了调整教学内容，将板书和多媒体教学以及网络教学相结合，采用启发式教学，构建和谐的教学环境，增加综合性、设计性实验，充分利用开放式实验环境进行课外科技创新活动等措施，这些措施有助于提高学生独立思考和分析问题、解决问题的能力。

创新型人才;通信网;教学改革

引言

胡锦涛总书记在2004年底就强调要全面落实科学发展观和科教兴国战略，把提高自主创新能力作为推进结构调整的中心环节，把推动自主创新摆在全部科技工作突出位置，以提高我国科技自主创新能力，加快建设中国特色国家创新体系。

要提高我国的科技自主创新能力，就必须要培养大批具有创新能力和创新意识的人才，而高校是培养高层次创新型人才的主要阵地。南京邮电大学作为一个教学研究型大学，一直致力于培养具有较强的理论知识、创新精神和实践能力的人才，近年来我校开展了信息学科高素质创新人才培养体系的探索与实践，逐步构建起一个“育人为本，自主选择，体系完备，保障到位”的信息学科高素质创新人才培养体系［1］，在专业建设和人才培养方面取得了丰硕的成果。

专业基础课和专业课的学习是培养学生创造性思维的重要途径，因此，我们在我校创新型人才培养体系大环境下，对通信网基础课的教学内容和教学方法等方面进行了改革和探索，旨在把培养学生的创新意识贯穿到教学的各个环节中，提升学生的实践能力和创新能力。

一、通信网基础课的教学现状

“通信网基础”是通信工程和网络工程专业的基础平台课程，学习该课程的目的是了解现代通信网络的构成和发展思路，理解网络的体系结构，掌握相关的网络技术以及分析网络性能的基本方法，从而为后继专业课程的学习和以后工作打下良好基础。这门课主要涉及通信网络的理论基础和组网应用，具体有:电话网、广域数据网、互联网、传送网、接入网等的结构、接口、协议和性能，网络信令技术、网络同步技术、网络管理技术，以及网络性能的分析及方法。

这门课程原来一直采用传统的“知识传授型”教学模式，教师是主体，学生是客体，所有的教学内容以教师讲解为主，按课本上的章节讲解各个网络的关键技术和体系结构。虽然教师非常认真地备课、上课，力求把自己掌握的所有知识传授给学生，但一个学期下来，学生学习的积极性和主动性并不是很高。而且，这门课安排在大三下学期，很多学生都开始复习考研，对专业基础课和专业课不够重视，抱着只求顺利拿到学分的心态来学习，在这种状况下很难培养学生的创造性思维和分析问题、解决问题的能力。因此，我们尝试着从教学内容、教学方法和实践教学等各个环节进行一些改革，以激发学生学习专业基础课和专业课的兴趣，培养学生的创新意识。

二、教学内容的改革和优化

由于通信网基础课程涉及到多个网络的技术，信息量很大，学生常常感觉内容很分散，弄不清楚各个网络之间的关系，很难建立起全程全网的概念。针对这种情况，我们对教学内容作了一些调整，首先在概述部分把通信网的类型分别从子网的位置和子网的功能进行划分，根据子网的位置从水平方向把通信网划分为用户驻地网、接入网和核心网［2］;根据子网的功能从垂直方向把通信网划分为业务网、传送网和支撑网。在讲授具体网络的时候，首先是按照水平方向的划分，先讲授核心网的内容，然后是接入网和用户驻地网，核心网又按照垂直方向的划分，分别从业务网、传送网和支撑网三个层面来讲。每种网络都分别从网络结构、关键技术、现状及发展趋势几个方面来安排教学内容，为了让学生更好地理解电话网的演变过程，我们还把电话网和软交换网的组网技术两章内容放在一起讲。

此外，由于通信网技术发展迅速，为了让学生掌握最新的网络技术和网路发展趋势，我们对原有的教学内容作了一些调整，缩减了以TDM技术为基础的电路交换网的教学内容，电话网的教学重点放到了软交换网络上，并且增加了IP多媒体子系统(IMS)部分。数据网部分去掉了X.25网络，简化了帧中继网络和ATM网络，重点放到了IP网络上，由于每个运营商新建的承载电信级业务的IP承载网都使用了多协议标签交换技术(MPLS)，因此我们增加了MPLS部分的课时，由原来的简单介绍变成了重点讲解，要求学生能够掌握MPLS的工作原理及MPLS VPN(虚拟专用网)的体系结构及组网原理，此外，我们还增加了IPv6的内容。接入网部分削减了ADSL的内容，把重点放到了无源光纤接入网和无线接入网，其中无源光纤接入网部分去掉了APON(ATM无源光纤接入网)，重点讲授运营商目前用得较多的EPON(以太无源光纤接入网)和GPON(千兆无源光纤接入网)技术。此外，我们还增加了三网融合及物联网技术的介绍。

经过调整之后，学生普遍反映对网络的分类、各种网络的体系结构和发展趋势较为清楚，逐步建立了全程全网的概念，不再是一盘散沙了。

三、教学手段和教学方法的改革

培养创新型人才的关键，是把学生创新能力的培养贯穿于整个教学过程，把教学模式由传统的“知识传授型”转变为“能力培养型”，坚持“学生为主体，教师为主导”的思想，将学生由知识技能的被动接受者转变为主动探求者，教师由知识技能的传授者转变为教学活动的设计者和指导者。通信网基础课在教学手段和教学方法方面的改革措施如下:

(一)激发学生的学习兴趣

伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”只有让学生对专业基础课和专业课产生浓厚的兴趣，他们才会主动去求知、去探索，从而提高自己的创新能力。为了提高学生的学习兴趣，在大二下学期带学生到电信局的传输和交换机房以及学校的各专业实验室参观，在他们对各种设备有了一个直观的印象的同时，我们会适时地给他们介绍一些网络的基本概念，并提出一些问题让他们思考，然后告诉他们在学习了专业基础课和专业课后，就能找到问题的答案了，这相当于在他们心中埋了一颗求知的种子，将来遇到合适的土壤自然会萌芽。

在第一堂课进行课程介绍的时候，我们会告诉他们掌握了各种网络技术，建立起全程全网的概念，对他们将来从事和通信相关的工作是很有帮助的。为了便于他们掌握电信行业的最新动态，把理论知识与实际应用联系起来，增加学习兴趣，我们会建议他们经常去浏览C114、泰尔网和赛迪网等相关网站。在教学过程中，针对每一种网络技术，我们在讲授理论知识的同时，会把这种技术目前在各个运营商的实际使用情况以及存在的问题给他们作一些介绍，同时会使用一些实际案例进行教学，比如在讲软交换网络的时候，就结合某省的软交换网络的结构与各城市网元、带宽规划的实际数据来讲解，因为这些城市他们都比较熟悉，所以容易产生兴趣。

对于一些理论性比较强的知识点，在讲解的时候我们会举一些实际生活中的例子来加深理解，比如在讲M/M/m排队模型的时候，我们给他们举了一个高速公路收费窗口的例子;讲数据网络的拥塞控制和流量控制的时候，用马路上的车流作了相应的类比;讲OSI协议模型各层功能和关系的时候，以分别在不同城市的两个公司的老板之间发送和接收商务函的过程作了类比。通过实际的例子，枯燥的理论知识变得生动起来，学生也在不知不觉间对这门课产生了兴趣。

(二)板书、多媒体教学和网络教学相结合

通信网基础课的教学一直是以使用多媒体课件教学为主，多媒体课件将文字、图像、动画和各种音频素材结合在一起［3］，它丰富的表现力使得原本抽象、难懂的知识能生动、直观地表现出来，提高了教学效果。但是在教学过程中我们发现如果完全使用多媒体教学，有时很难控制讲课的进度，一堂课的信息量比传统的板书授课增加了很多。学生也反映有的知识点讲得过快，还没来得及思考，课件已翻到了下一页，这样被动地听课，很难激发他们的创造性思维。

针对这个问题，我们采用了板书、多媒体教学和网络教学相结合的方式进行授课，每堂课的提纲和需要强调的要点会以板书的形式写在黑板上并一直保留到下课，每个知识点讲完后，可以根据板书的提纲进行适当的总结，加深学生的记忆［4］。而理论性比较强的内容如通信网性能分析部分，因为涉及到很多公式的推导和计算，则主要以板书为主，在板书时不仅可以根据学生的反应来调整讲课的速度，而且可以随时提出问题，引导学生主动思考，自己得出结论，这样更有利于启发式教学的完成。同时，我们制作多媒体课件时也做到每一页的内容都简洁明了，不把大量的文字堆砌到课件中，以免分散学生的注意力，在课件中还提供相关技术领域最新成果和资源连接，以便学生课后学习参考，从而扩展知识面，开拓视野。每一章结束的时候会以小结的形式把重点和难点在课件中列出来，便于学生课后复习。同学们课后可以通过校园网访问本课程的网站，下载多媒体课件和作业，可以通过网站上的讨论区答疑，也可以通过E－mail和教师直接交流。实践证明，这种将板书教学、多媒体教学和网络教学有机整合、取长补短的教学形式，比使用单一的多媒体教学的教学效果要提高很多。

(三)采用启发式教学，增加师生间的互动

传统的专业基础课的教学以灌输式为主，是一种教师讲、学生听的教学模式［5］。这种教学模式既无法调动学生学习的积极性，也无法提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，容易使学生形成思维定式，进而丧失创造性思维能力。要培养创新人才就必须打破这种教学模式，形成以学生为中心的创新型教学模式。

在以学生为中心的教学活动中，教师要积极实行启发式和讨论式教学，鼓励学生在课堂上积极参与有关教学内容的讨论，增加师生间的互动。我们首先把每堂课开始时对上节课内容的复习改成了提问的方式，这样，既检查了学生对上节课的知识点的掌握情况，又活跃了课堂气氛。由于通信网基础课涉及到各种网络技术，有一些知识点不可避免地与其他课程有交叉，对于这些知识点，我们也会采用提问的方式让学生把学过的内容重新复习和梳理。而在讲解新的知识点时，我们在讲解了基础知识后，会提出问题引导学生通过独立思考获得答案。比如，在讲解固定电话网和移动电话网的互通时，就让他们思考了一个问题:南京的固网用户拨打北京移动的手机，是在南京进入移动网呢还是到了北京才进移动网?因为涉及到实际生活中的问题，学生比较感兴趣，在讨论的过程中就掌握了网间互通的信令过程。在讲软交换网络中的中继网关时，我们会问他们一个问题，如果现有的程控交换机都不存在了，那么还需要中继网关吗?在思考问题的过程中他们就弄清楚了中继网关的作用和它在软交换组网中的应用。

在讲课的过程中，我们还经常引导学生对两个概念进行比较分析，比如让他们对比传统的程控交换机中的用户模块、中继模块、交换矩阵、呼叫控制模块分别对应软交换网络中的哪些设备;ADSL中使用的DMT(离散多音频)调制和4G使用的OFDM(正交频分复用)都是多载波调制技术，它们有什么区别;七号信令的功能模块分别对应了OSI参考模型哪一层的功能，在对比分析中，学生不仅掌握了相关的概念，也锻炼了独立思考和归纳总结能力。

为了培养学生的自学能力，对于一些能通过自学掌握的知识点，我们会布置学生自己课后预习，并且出几道思考题，在下节课上课时让学生回答，对于有争议的问题可分组讨论，然后每组推举一个代表阐述该组的观点，最后由教师作一些概括和总结。为了鼓励学生积极回答问题，我们把平时成绩的20%用来考核学生的课堂表现。

此外，我们在讲授新的网络技术时，会介绍这个领域目前的研究热点和有待解决的问题，以激发学生的好奇心和求知欲，并且适当地布置一些有一定深度和难度的作业，学生只有通过查阅资料和认真思考才能完成。

(四)营造民主、和谐、开放的课堂氛围

为了充分发挥学生学习的主动性和创造性，在教学过程中，必须努力营造和谐的氛围，构建平等、民主的师生关系，融洽的师生关系可以营造出良好的学习气氛，有利于调动学生的积极性和参与意识［6］，有利于学生开阔思路，乐于创新。而且每次上课前我们除了认真备课外，还要求自己注重仪表，以最饱满的精神状态出现在学生面前，上课时注重和学生的眼神交流，经常保持微笑，鼓励学生提问。在学生注意力不够集中的时候会适当地讲个笑话来调动课堂气氛，课间经常和学生探讨学习和生活上的问题，和他们建立亦师亦友的关系。

四、实践教学的改革

实践教学是培养创新思维、激发创造潜能的重要手段，在实践教学方面，我们主要作了以下几个方面的尝试:

(一)在验证性实验的基础上增设综合性、设计性实验［7］

通信网基础课原来设置的实验主要是验证性实验，包括“VOIP呼叫及SIP协议分析”和“网络管理操作实验”，为了培养学生分析问题、解决问题的能力，我们增加了利用OPNET进行CSMA/CD协议的建模仿真以及MPLS VPN的搭建等综合性、设计性实验。我们把实验分为必做和选做两类，满足不同层次学生的需求，鼓励学有余力的学生通过设计性实验锻炼自己的创新能力，并且把实验分的20%用来进行创新能力的考核。

(二)通过认识实习、课程设计、软件设计、毕业设计各个实践环节提高学生的创新能力

在认识实习阶段，适当地介绍一些专业知识，激发学生对专业基础课和专业课的兴趣;在课程设计和软件设计阶段多设置一些与专业课相关的综合性和设计性课题，并且采取一些措施确保学生独立完成;在毕业设计阶段，尽量选择一些与新技术相关的有创新性的课题，也可以让几名学生共同合作完成一个较大型的、面向实际应用的毕业设计课题［8］，从而提高学生分析问题、解决问题的能力以及团队合作的能力。

(三)充分利用开放式实验环境［9］

为了提高学生的创新能力，我校通信与信息工程学院建立了开放式“通信与信息处理实践教学和科技创新中心”。我们在通信网基础课的教学过程中，鼓励学生利用实验中心开展自己立项项目的研究和课外科技创新活动。鼓励学生积极参与大学生科技创新训练计划(STITP)，参加全国电子设计竞赛和老师的科研项目。学生在参与我校的大学生科技创新训练计划的过程中，通过自主选题、设计并完成项目、撰写总结报告的训练，可以提高他们的自学能力、团结协作能力和组织实施能力［8］。而参加全国电子设计竞赛和老师的科研项目，也有助于提高学生的知识运用能力和初步的科研能力。

结语

我们分别从“通信网基础”的教学内容、教学方法和实践环节等方面进行了培养创新型人才的教学探索和实践，并取得了一定的效果，激发了学生对专业基础课和专业课的兴趣，提高了他们独立思考和分析问题、解决问题的能力。本文的研究和实践成果对其他专业基础课和专业课的教学改革也具有一定的参考价值。

［1］杨震，刘陈，李飞，等.信息学科高素质创新型人才培养体系研究与实践［EB/OL］.http://jxcg.njup t.edu.cn/xinxi，2009 －12 －17.

［2］唐宝民，江凌云.通信网技术基础［M］.北京:人民邮电出版社，2009:1－2.

［3］姜欣欣，金永镐.板书与多媒体结合在电路与模拟电子技术教学中的应用与分析［J］.科技信息，2008，(34):271.

［4］赵生妹，等.信息论与编码课程教学改革探讨［J］.江苏广播电视大学学报，2008，(3):80－83.

［5］张亚军，赵炜.论高校创新人才培养模式构建的战略选择［J］.理论导刊，2009，(3).

［6］费玉洁.浅谈电子教学中的创新教育［J］.新课程:教育学术，2010，(3):56 －57.

［7］陈益飞，王慧.应用型创新人才培养课程体系的构建［J］.新课程研究:职业教育，2007，(9).

［8］孙力娟，等.创新型特色计算机专业教学体系的研究与实践［J］.计算机教育，2009，(10):188－190.

［9］张翠芳.基于创新型人才培养的通信原理课程教学研究［J］.北京邮电大学学报:社会科学版，2010，(2):90－94.

Discussion on the Teaching Reform of Fundamental of Communication Network Course Based on Innovative Talent Training

ZHANG Ying，CHEN Mei-juan，SUN Xiao-ling
(College of Telecommunications＆ Information Engineering，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210003，China)

Fundamental of Communication Network is a basic course of communication engineering discipline.In order to develop students'awareness of innovation throughout every teaching aspect，and to enhance students'practical and innovative abilities，the Fundamental of Communication Network course has conducted comprehensive reforms from many aspects，including the teaching content，teaching methods and practice.Specific teaching measures，proposed in this course，include:revising teaching content，combining the writing on the blackboard with multimedia teaching and network teaching，adopting heuristic teaching，constructing a harmonious teaching environment，increasing the synthesis and designed experiments，taking full advantage of open lab environment for technological innovation in extra-curricular activities，etc.These measures have helped to improve students'capabilities to independently think about，analyze and solve problems.

creative talents;communication network course;teaching reform

G642.0

A

1001－7836(2011)11－0066－04

10.3969/j.issn.1001 －7836.2011.11.028

2011－09－05

南京邮电大学教学改革研究项目(JG00210JX50)

张颖(1970－)，女，江苏徐州人，工程师，硕士，从事通信网络技术与应用研究。