计算机通信网络课程建设及其在创新创业教育中的探索与实践

卢选民 赵宏伟 闫中江

摘要：在移动互联和互联网+的时代，如何培养学生的创新思维？在进行理论教学的同时，如何和创新实践结合起来，使学生充分利用碎片化时间进行学习和创新？文章结合计算机通信网络在线课程、“雨课堂”及项目研发案例库等的建设，把现代最新的教育技术和创新创业教育自始至终进行融合，并进行了探究式、研究型教学改革的探索和实践。结果证明，取得了良好的教育成果。

关键词：现代教育技术;在线课程;全英文课程;案例库建设;创新创业教育

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2020）21-0085-03

一、引言

在移动互联和互联网+的时代，无论是云计算、大数据、全球卫星定位、智能家居、智慧城市还是3G/4G/5G移動蜂窝网、物联网、传感器网络、无人驾驶、人工智能等，都以计算机通信网络为基础。互联网已经深刻地改变了人们的工作、学习、生活、娱乐等方式。在《中国制造2025》《工业4.0》等一系列未来的发展规划中，互联网技术和传统制造业的融合，使得打造一个智慧性的社会成为现实。今天，互联网技术的巨头Google、Facebook、Twitter、Uber、Airbnb、阿里巴巴、京东、腾讯、百度等不断引领着创新经济的蓬勃发展。在大学教育里，如何培养学生的创新思维？在进行计算机通信网络理论教学的同时，如何和创新实践结合起来，使学生充分利用碎片化时间进行学习和创新？从而推动“大众创业、万众创新”从最具活力和创新干劲十足的在校大学生中破土萌发，是我们在计算机通信网络课程建设和创新创业教育中一直探索和实践的课题。

二、计算机通信网络在线课程建设与创新创业教育的结合

在课程建设中，我们选用了国外著名大学使用的英文教材，并随着新技术的发展而不断进行更新。主教材为《Computer Networking：A top-down approach

featuring the Internet》， Kurose and Ross，5th edition， Addison Wesley，2016;同时参考教材为《Computer Networks》， Andrew S.Tanenbaum， 6th edition， Prentice Hall，2016，并制作了Socket网络通信在TCP和UDP不同协议下程序的不同流程和程序实例，无线传感器WSN网络在煤矿开采安全监测系统中的网络构建及实验，D2D通信在移动终端的点到点通信及实例，以及路由协议的路由算法的设计与实现等。通过中英文授课使学生更熟悉专业术语和内容表达，更好地查阅最新技术资料，了解科技前沿，并鼓励他们更多地进行国际合作和交流，通过项目研发鼓励优秀的学生尝试撰写英文论文、参加创新创业大赛等。因为有很多留学生也一起上课，所以我们尝试把不同的学生进行分组，以小组为单位讨论问题和进行项目的研发，让留学生来给学生们做Presentation等，以提升课程建设的效果。

我们的具体做法包括以下几个方面：

1.通过全英文授课以及中英文课程内容的对照学习，使学生更熟悉专业术语和内容表达，更好地查阅最新技术资料，了解科技前沿，并鼓励他们以后更多地进行国际合作和交流。

由于信息和网络技术的迅猛发展，我们好像生活在一个“地球村”一样。因此，国际的合作与交流也必不可少。由于历史的原因，今天很多的最新技术资料都是外文的，所以作为计算机通信网络课程的教学，我们课程内容的介绍是英文的PPT，同时也推荐给同学英文原版的计算机网络教材作为参考。

2.树立学生系统的概念，并把以前所学的知识点融合到课程的教学中，为学生以后创造性的科研和工程开发等工作打下坚实的技术基础。

计算机通信网络课程的内容非常多，覆盖面也非常广，如何在较短的教学时间内使得学生能在更好地理解以前所学的比较零散的知识点的基础上，形成系统性的概念？并能从底层到高层网络体系架构上，深刻理解每层的功能和协议，进而明白以后自己可能从事的专业在整个系统中处于什么样的层次，以及如何着手去做？成为我们教学中需要首要解决的问题。比如，讲通信的三次握手过程时，我们通过红军和蓝军打仗，需要通过敌方阵地发送总攻信息这个实例来模拟发送者通过一条不可靠的信道发送信息给接收方的过程，然后把通信中的信号、编码、接口、信道、差错控制、流量控制、数据安全、加密解密、压缩解压缩等融合到其中，并以协议的形式最终体现在计算机网络的通信中。

3.循序渐进、从技术的发展历程激发学生的创新性思维;并结合最新的技术进展，鼓励学生勇于向学术前沿进军。

知识的发展和积累是循序渐进的。因此，我们在教学过程中通过技术的发展历程，以及每个阶段如何解决所面对的问题，并在以后的应用中又发现了什么问题、该如何思考、如何去解决等激发学生的创新思维。比如，讲今天普遍应用的以太网时，我们从夏威夷大学的ALOHA协议讲起，到Slotted-ALOHA，又从CSMA、CSMA/CD协议讲到无线网络的CSMA/CA协议。最后，引出今天在A380上发展出的AFDX网络等。这样，循序渐进讲解，并结合最新的技术进展，鼓励学生勇敢向学术前沿进军。

4.从案例教学、动手做做小实验，到加入科研项目开发团队，中外学生进行讨论，撰写论文并参加国际会议，积极申报国家大学生创新训练计划项目等，促进学生积极投入科研创新的实践中。

学习的目的是为了应用和创新，所以在课程教学中，我们会结合知识点的讲解进行案例教学，并安排一些实验，同时明确完成这些实验的目的、内容和步骤，鼓励学生课后自己动手实践。同时，鼓励同学们运用所学知识，提出自己的创新项目。比如，在讲解NAT网络地址转换时，我们安排学生去自己配置网络代理服务器，通过代理服务器实现内外网的隔离。在讲解HTTP协议时，鼓励学生自己动手编写小程序，通过Javascript、PHP以及JDBC、MySQL等实现网络数据库的访问和App动态网页的设计等。

三、计算机通信网络在线课程建设与创新创业教育结合的创新之处

1.把课堂教学与在线课程建设结合起来，进行混合式教学。这样，课堂教学注重系统性的学习，在线学习可以利用学生的碎片化时间，实现重点知识点的学习，让学生可以随时随地学，随时随地讨论和提问题，老师及时解答等，可以显著地提高学习效果。

2.把全英文授课与中英文课程内容的对照学习结合起来，使学生更熟悉专业术语和内容表达，更好地查阅最新技术资料，了解科技前沿，进行国际合作和交流等，为创新创业提供和世界同步的资讯和技术支持。

3.把案例教学与学生的科研创新结合起来，进行实践化教学。在我们的案例库里，包括了人工智能、北斗导航、无线传感器网络、信息安全、P2P通信、App开发等最新的科研开發成果，激发学生提出自己的创新项目。

4.把学生的创新思维与项目落地结合起来，让创新不仅仅局限在有好的想法，而且通过学习、研究与开发，能够把好的想法变为现实，并在项目的不断研发中，发现问题，解决问题，让系统越来越完善，系统功能越来越强大，从而达到学以致用的目的。

四、计算机通信网络在线课程建设与创新创业教育结合的应用效果

在计算机通信网络课程建设及在创新创业教育中的探索与实践中，两年来我们已经进行了本科生的中文授课3次，全英文授课3次;同时也支持了硕士研究生及留学生的中英文课程建设，中文授课3次，全英文授课3次，效果良好。2016年，计算机通信网络本科课程获得校在线课程和全英文课程的建设支持，已完成建设，其中在线开发课程上线之后，授课每年在数千人次以上，影响广泛。在2017年，研究生课程获得教育部工程硕士学位研究生教育在线课程建设项目并进行了“雨课堂”混合式教学模式改革。2018年本科课程获得校探究式、研究型课程建设和2019年研究生课程获得专业学位研究生课程案例库建设等。这些项目的立项既是对我们以往课程建设工作及在创新创业教育的探索与实践方面的工作的肯定，也是对我们把这项工作做得更好的进一步的支持。

在过去的两年里，计算机通信网络课程建设及在创新创业教育领域的作用正在初步显现，我们已获得校重点扶持本科论文1项，校优秀本科论文2项、校优秀研究生论文1项，获教育部国家级大学生创新创业训练计划项目5项;获全国物联网竞赛一等奖1项;获省级创新创业大赛商业类一等奖1项、三等奖2项;“华为杯”电子设计竞赛一等奖2项;申请软件著作权2项，发表EI索引论文8篇，有2名学生赴英国牛津大学进行文化和学术交流等，相信以后我们会取得更大的成绩。

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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