一流课程建设研究

韩永奇　马丽　张立娜等

关键词：计算机网络；一流课程；课程建设；教学改革；混合式教学；对分教学

中图法分类号：TP393 文献标识码：A

1引言

“计算机网络”是计算机专业核心课程，也是计算机学科研究生统考课程，其专业地位和重要性不言而喻。目前，很多“计算机网络”课程教师提出了多种教学模式和建设思路。微课、慕课、智慧树、超星学习通、对分易和云班课等平台已广泛应用于课堂，有利于开展混合式教学改革实践。课程思政和案例教学越来越多地融入“计算机网络”课程教学，育人先育德，传道授业解惑与育人育才有机结合，面向工程认证的课程建设更是要着力培养学生解决复杂工程问题的能力，并具有创新意识。尽管如此，“计算机网络”课程教学中仍然存在教学内容陈旧、没有结合前沿更新课程内容、理论与实践脱节、案例教学应用不足、教学评价不合理、教学反思缺失、教学管理无法形成闭环等问题。因此，助力“计算机网络”课程建设更上新台阶势在必行。

吉林农业大学“计算机网络”课程建设历经三个阶段。初期，以获评校级双语教学示范课、教学模式与方法改革示范课、优秀课为标志；深入改革期，以获评省级优秀课为标志，主要应用系统论和辩证法重构课程内容，引入对分教学法；新发展期，以获评吉林省一流课程为标志，主要开展课程思政，融入智慧农业，利用学习通和对分易教学平台建立线上线下混合式课程体系。本课程为计算机类专业大二开设的专业基础课，是支撑毕业生就业所需知识和技能的重要组成部分。

“计算机网络”课程建设总体框架如图1所示。

2课程目标

2.1知识目标

掌握计算机网络体系结构、TCP/IP协议工作原理以及网络协议分析方法，了解网络安全和网络领域“卡脖子”技术以及网络技术在农业中的应用。

2.2能力目标

具有将本课程学习的比较分析、类比分析、矛盾分析、案例分析等方法應用于信息技术研究、开发和应用的能力；具有实践动手能力，具有自主、合作和探究式学习能力；具有系统、辩证、批判性和创新性思维能力。

2.3素质目标

具有认真、严谨、规范的书写素养，具有高水平的信息技术素养；具有网络安全意识、为农服务意识，具有创新意识、团队意识和诚信意识；具有“大国三农”情怀，具有协作、批判、拼搏和奉献精神。

3课程建设及应用

3.1课程内容与资源建设

3.1.1课程内容

（1）对协议各层存在的共性问题进行抽取，将个域、局域、广域、互联、物联网等技术与协议各层进行映射，进而形成理论课教学内容。

（2）设置网络基础、协议分析、协议实现和通信编程四个实验模块，按照必做和选做组编20余个实验项目。

（3）课程设计提供10余个综合实习项目供学生参考。

3.1.2资源建设

（1）线上微课程、实验演示和习题讲解等视频116个，时长917分钟。

（2）线上案例库。含思政、科研和前沿热点案例，共计30余个。分别来源于网络科学家生平故事，团队主持的相关科研课题和论文，网络空间治理、区块链、5G和IPv6等前沿知识。

（3）线上习题库。基于全国网络工程师考试试题、研究生真题和教材习题，结合科研项目和重点案例，重新组编1000余个题目，为学习评价和智能组卷提供支撑。

3.1.3实验环境

（1）课程建有锐捷网络和中软吉大协议分析实验室。依托吉林农业大学网络中心、吉林省中农阳光数据有限公司和长春国信现代农业科技发展股份有限公司等建设校内外实习基地。

（2）建设了数字乡村网络虚拟仿真实验平台，同时结合Wireshark，Packet Tracer等开源网络仿真工具，建立完备的线上实验教学平台。

3.1.4课程建设“外脑”

在特聘教授赵春江院士带领下，依托挂靠吉林农业大学信息技术学院的智慧农业研究院、吉林省智慧农业学会，构建课程建设“外脑”，为产学研协同育人提供有力支撑。课程内容与资源建设框架如图2所示。

3.2教学改革方法

（1）应用“整体.类比.辩证”三位一体系统分析方法，将五层网络体系结构映射到实际网络系统，解决本课程知识繁杂、碎片化问题，实现教学内容重构。

（2）采用“目标.策略.评价.反思”四位一体教学模式，基于课程知识、能力、素质要求，将思政育人、科研育人、学习评价与教学反思等作为必备环节纳入教学全程，解决教学目标与教学策略脱节、学习评价和教学反思部分缺失问题，实现教学过程闭环。

（3）按照“注入.认知.构建.参与.创制”五位一体教学策略，综合应用讲授、参与、案例式教学方法，以“是什么？为什么？怎么做？”三部曲实现举一反三，提升学生分析和解决问题的能力。

3.3混合式教学设计与组织实施

3.3.1混合式教学设计

（1）基于三个维度，重构课程教学内容。采用5层体系结构，按照物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层内容进行三维度的教学内容重构：按照自底向上的方法进行课程教学框架维度设计：按照理论、实践、技术进行课程知识维度组织；按照了解、理解、掌握、应用进行教学要求组织。

（2）基于多形态混合，构建闭环教学组织模式。综合使用SPOC、虚拟仿真平台、网络课堂等手段，辅以学习通、对分易、腾讯课堂等方式，实现实时或非实时的混合式教学与互动。课内以线上线下相结合的方式开展教学。线上：在线评测、在线投票、在线弹幕等。线下：教师讲授和课堂组织、学生记录和课堂讨论。课外以线上方式开展教学。教师发布线上资源、布置线上作业、线上批改作业等；学生线上预习观看课程微课，提交作业，互评作业等。形成了课前教师准备、学生自主学习、课堂教学活动、评价与反馈构成闭环的教学设计。

（3）基于工程认证，建立过程性考核模式。建立计算机网络题库与案例库，根据重构的教学内容调整考核方式，按照必做、选做、拓展训练的方式进行重新划分，满足工程认证以学生中心的目标导向，更加客观地评价教学效果。

3.3.2教学组织实施

（1）“一类比”重现应用场景。通过学生熟知的网络购物过程映射网络五层结构，使学生对抽象理论知识形成直观认识。

（2）“两模型”重构师生关系。提出连接传递模型，以爱和快乐，建立师生强连接，增强学习有效性。提出协同共享模型，教师发挥组织、示范、协调、衔接、引导和激励作用，将以学生为中心落到实处。

（3）“三维度”重建评价体系。注重诊断性、过程性评价，创新使用同伴、分组评价，采用大作业、报告、答辩等方式，建立课程综合评价体系。

（4）“四象限”重组教学活动。将教学活动分为学生线上、教师线上、教师线下和学生线下四个象限。对各象限活动制定规范，确保线上与线下、教与学动态平衡。

3.3.3成绩评定

按照工程教育专业认证的要求，以产出为导向，构建多元化考核方式，设计产出导向的综合性教学评价体系。针对教学目标、教学内容和教学组织，采用多元化、过程化、阶段性考核评价，形成平时成绩（手机签到、课堂参与度、学习态度与习惯）、教学过程性成绩（章节测验成绩、课程论文成绩、阶段性作业、测试成绩）、最终考试成绩（实验成绩、期末考试）的成绩考核标准，建立能够更加全面描述学生学习行为和课程考核目标的综合评价体制，从多个维度分析和评价最终的教学效果。

3.4评价和成效

3.4.1课程评价

（1）基于调查问卷的数据分析和督导评价，本课程的教师认可率达95%以上，学生满意度达98%以上。

（2）课程团队负责人在梅西大学进行三个月教学法培训，结业汇报上基于C/S和P2P网络架构思想，提出连接传递模型和协同共享模型，受到广泛关注。

（3）课程团队负责人在吉林省科协年会和大连数字农业峰会做关于网络技术在农业中应用和农业网络人才培養报告，线上线下近500人参会，受到一致好评。

3.4.2改革成效

（1）课程被评为省级优秀课和省一流课。

（2）课程组与学生共同开发和维护的“吉农在线”农业科技服务平台在“互联网+”和“挑战杯”大赛中获得国家铜奖和省金奖。

（3）学生参加网络扶智项目，获精准扶贫国家优秀案例。

（4）自主开发智能组卷系统，率先在计算机网络考试中应用。

（5）撰写的《计算机科学与技术中的系统论与辩证法》被《计算机教育》列为封面文章，文中思想被应用于课程教学。

（6）课程注重教学和科研结合，受网络中流量和拥塞控制算法启发，撰写论文《一种渐进式智能灌溉系统的设计》，发表在《吉林农业大学学报》上，并申请国家专利。

3.5特色与创新

3.5.1课程特色

（1）智慧农业特色。将课程组自主开发的“吉农在线”科技服务平台与“互联网+农业”科研案例贯穿课程始终，培养学生学以致用能力和“大国三农”情怀。

（2）系统思维特色。将系统论、辩证法、认识论等哲学思想引入教学全过程，对课程内容进行重构，综合应用比较法、矛盾分析法，培养学生批判性和创新性思维能力。

3.5.2创新点

（1）“三位一体、四位一体与五位一体相结合”的教学改革框架。构建了“整体.类比.辩证”的系统分析方法、“目标.策略.评价.反思”的教学模式和“注入.认知.构建.参与.创制”的教学策略。体现了“成果导向，学生中心，持续改进”的教学理念。

（2）“思政、科研、前沿热点相结合”的案例库建设。思政案例的融入，有效地激发了学生学习热情；科研案例的融入，实现科研反哺教学；前沿热点案例的融入，引领学生接触学科前沿知识，探讨热点问题。体现了课程“创新性、高阶性、挑战度”的教学要求。

（3）“一个类比、二个模型、三个维度、四个象限相结合”的教学组织。在教学组织实施中，以“一个类比”重现应用场景，以“两个模型”重构师生关系，以“三个维度”重建评价体系，以“四个象限”重组教学活动。确保了教学活动的系统性、平衡性和互动性。

3.6持续建设计划

（1）编写和出版系列教材，以教材建设推进课程建设。依据智慧农业等新农科与计算机类新工科的不同建设需求，及时总结教学改革成果，按照“特色化、品牌化、立体化、模块化”的理念，三年内完成理论、实验、习题、案例等系列教材编写，力争获得国家教材建设奖。

（2）加强产教融合，构建协同育人体系。依托学校智慧农业研究院、吉林省智慧农业学会、省计算机科学与技术拔尖人才基地，引企入教，培养卓越网络工程师人才。

（3）完善在线教学资源，实施教考分离。持续更新和完善在线案例库、习题库，拟新增15个案例、200道习题。依托课程组前期开发的智能组卷系统，实施教考分离，增强评价客观性。

4结束语

虽然“计算机网络”课程在阶段性的建设过程中取得了一些成绩，但是课程建设距离“两性一度”的要求还有一定差距，课程中思政教育元素还要进一步挖掘，师生间建立学习反馈通道还需进一步打通，教学方法还需进一步提升。今后，课程要继续按照“两性一度”的要求，坚持知识、能力和素质有机融合，培养学生的综合能力和高级思维，设置具有前沿性、时代性的课程内容，探索具有先进性和互动性的教学形式。在知识、能力和素质有机融合的基础上，在教学设计上更加人性化、兴趣化；优化知识体系，强化实验内容与思政教育要素的优化与整合；进一步加强线上线下混合式教学，调动学生的学习主动性，更好地通过实验促进理论知识的理解与固化；推进新建成的网络虚拟仿真教学系统的运行，融入更多信息新技术辅助教学：深化考核评价方式的综合改革和创新，实现学生学习过程的全面评价。

作者简介：

韩永奇（1980—），硕士，副教授，研究方向：计算机网络、网络工程。

马丽（1980—），博士，副教授，研究方向：计算机网络、网络安全。

张立娜（1982—），硕士，副教授，研究方向：计算机网络。

付海涛（1976—），本科，副教授，研究方向：计算机网络、网页设计与制作。

于合龙（1974—），博士，教授，研究方向：计算机网络、物联网（通信作者）。