面向高精尖信息化产业背景下的本科计算机网络课程与课程群建设的研究

2016-12-21李文正

计算机教育 2016年9期

李文正

摘要：为实现高精尖信息化人才的目标，培养适应首都高精尖信息化产业发展、推动关键核心技术、实现重大突破的信息化人才，提出结合当前新一代信息领域重大需求，从计算机网络人才的需求出发.探讨本科计算机科学与技术专业中的计算机网络课程与课程群建设，阐述面向高精尖产业集群的计算机网络课程与课程群建设的思路。

关键词：高精尖信息产业；计算机网络；课程群

0.引言

计算机网络是计算机技术、通信技术紧密结合并不断发展的产物，它的理论发展、应用水平及产业发展直接反映了一个国家信息化技术的程度，其关键核心技术是体现国力的重要标志之一。随着互联网+、物联网及云计算的发展，计算机网络扮演了越来越重要的角色，因此，计算机网络是一门理论性、系统性和实践性都很强的课程。结合首都城市战略定位的高精尖产业发展，如何设计计算机网络教学内容以清晰表达计算机网络技术最基本的工作原理以及研究问题的基本方法，提高本科生对计算机网络课程的全面理解和认识？针对本科生的知识结构，如何设计本科计算机网络课程群以满足计算机网络人才和产业的需求？这些问题是笔者思考的主要出发点。

1.高精尖信息化人才形势

信息化人才包括信息产业人才与信息化应用人才。信息产业人才，主要指第一信息部门就业的信息化人才，包括信息技术产业人才（即电子信息产业人才含制造业和软件业人才、信息技术服务业人才含通信运营业人才、计算机技术服务业人才）和信息服务业人才（即信息专业人才、信息咨询服务业人才、介于信息服务业与信息技术产业之间的互联网服务业人才）。信息化应用人才，主要指第二信息部门就业的信息化人才，包括第二信息部门专业信息技术人才（如传统行业信息中心技术人员）、信息管理人才（如企业CIO）与信息技术应用人才（拥有信息化素质的普通员工）。

高精尖信息化人才是指从事集成电路、自主可控信息系统、云计算与大数据、新一代移动互联网4个属于新一代信息技术领域的专项高级运营、研发、设计等方面的人才。

目前，高精尖信息化人才面临的主要挑战是人才结构不合理，缺乏代表产业制高点的创新前沿产品，现阶段应突破国内产业短板并生产满足国家战略需求的关键核心产品，因此急需代表制造业服务化的集成服务产品的高端技术复合型人才。

2.高精尖产业背景下计算机网络课程教学内容的改革思路

计算机网络课程的教学内容设计取决于当前新一代信息技术领域中具有前瞻性、先导性的重大技术，它们是高精尖产业发展的重要基础，代表未来科技和产业发展的新方向，体现知识经济对社会具有全局带动和重大引领作用的产业，是国家高技术创新能力的重要体现；同时，也是企业作为创新主体所关注的重大技术及其应用。

计算机网络课程教学内容设计应符合以下几个主题：

（1）专业定位和高端技术复合型人才的培养目标。

（2）《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中提出的新一代信息技术领域，即信息技术正在纵深发展并深刻改变人类的生产和生活方式，未来应以建设宽带、融合、安全的信息网络设施为基础，推进“三网”融合，促进物联网、云计算的研发和示范应用与推广。

（3）“互联网+”相关技术与应用。“互联网+”是创新2.0下的互联网发展新形态、新业态，是知识社会创新2.0推动下的互联网形态演进及其催生的经济社会发展新形态。“互联网+”是互联网思维的进一步实践成果，它代表一种先进的生产力，推动经济形态不断发生演变，从而带动社会经济实体的生命力，为改革、创新、发展提供广阔的网络平台。

（4）工业4.0和《中国制造2025》涉及的核心技术与应用。新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。工业4.0和《中国制造2025》包含由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化产品与服务生产模式。

目前，许多高校计算机网络课程的授课思路依然沿袭数年前的传统授课顺序：在介绍网络的基本概念与发展历程之后，引入开放式系统互连模型OSI或TCP/IP，然后“自底向上”地分别介绍物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层及应用层各层的协议原理及数据元结构。值得注意的是，学生在接受计算机网络课之前，已经对大多数网络应用服务相当熟悉，甚至包括在计算机基础课程中涉及计算机网络的相关内容，而“自底而上”的教学方法将学生从较为抽象的网络概念与体系结构直接引入物理层、数据链路层、网络层等协议分析中，容易使学生产生理论枯燥、与实际脱节的感觉，许多学生直到学期末才明白网络体系结构以及协议的真正含义。因此，近年来国内外许多大学的计算机网络教学开始采用“自顶向下”的授课思路，使学生及时从感兴趣的具体网络应用逐渐进入相对抽象的底层实现，取得了比较好教学效果。然而，无论是“自底向上”还是“自顶向下”的授课方法，都采用了传统网络分层的纵向思维，缺乏对网络整体性和Intemet精髓的理解，同时缺乏对下一代网络及其融合的认识。

我们知道Internet的精髓是“IP OVEREVERYTHING.EVERYTHING ON IP”以及多学科交叉融合。基于该精髓，在教学实践过程中，我们提出了层次化模块教学模式，把计算机网络分成通信子网、资源子网以及TCP/IP 3部分，然后从管理的角度讲解网络管理和安全。这种教学模式既灵活，又便于学生理解，更能体现网络的统一性和整体性以及网络概念的理解；同时，在教学内容上强调讲授计算机网络基本概念、体系结构和基本协议原理以及掌握目前互联网的工作原理的基础性，不断结合计算机网络技术发展，更新教学内容，注重对下一代互联网体系结构IPv6协议新内容的讲解以及强化对网络核心的路由和交换问题的讲授，更好地体现基础理论与前沿研究的结合。

3.面向高精尖产业背景下计算机网络课程群建设思路

3.1计算机网络课程群建设原则

（1）充分依托北京高等学校高精尖创新中心和国家级大学生人才培养基地的建设，以网络人才需求为导向，将教学团队的建设、校企合作、校内外实训以及职业素质拓展训练与计算机网络课程群建设结合起来，贯穿实践能力与创新意识培养的全过程，有效形成网络人才培养的生态环境。

（2）注重基础理论教学，拓展专业基础。

（3）科学思维和科学素养的培养。

（4）扎实的学科专业基础。

（5）课程标准化、短学时、系列化，突出地方服务和应用需求。

（6）强化综合课程设计，突出创新实践活动，体现研究型学习的内涵和特征。

（7）加强师资队伍建设，形成政、产、学、研立体化的师资队伍。

3.2计算机网络课程群体系

应从计算机网络技术知识模块的性质、主干课程和核心课程、课程体系以及课程群的培养目标出发，结合高精尖信息化产业发展，重点推动关键核心技术，实现重大突破和当前新一代信息技术领域的重大需求，构建如图l所示的计算机网络课程群体系，实现4年不间断的计算机网络课程体系。

4.结语