“金课”背景下的《通信网原理与协议》教学改革研究与实践

李 业 高锐锋

（1.南通大学 信息科学技术学院，江苏 南通 226019；2．南通大学 交通与土木工程学院，江苏 南通 226019）

0 引言

2018年6 月21 日，在新时代中国高等学校本科教育工作会议上，“金课”概念首次被提出，目标是全面提升高等教育质量[1]。 “金课”本质上与“一流课程”一致，以人才培养为核心要素，从课程内容、教学过程、师生角色以及评价指标等多方面，保障课程教学效果，满足新时代建设高水平本科教育的需求[2-3]。 打造“金课”已成为国内高校的重要教学建设目标。

当前，信息技术作为支撑新基建发展的重要技术之一，信息通信类专业的人才需求量越来越大，也为信息通信类专业的人才培养质量提出了更高的要求。《通信网原理与协议》是信息通信类专业的核心基础课程之一，涉及通信业务、通信协议、通信指标评价等多个方面，体系庞大，课程系统性强[4]。 该课程是信息通信类专业学生将理论知识应用到工程实践的重要载体，是达成人才培养目标的重要一环[5]。在新时代建设高水平本科教育的背景下，《通信网原理与协议》金课的打造十分必要。

1 教学现状及存在问题

1.1 教学内容

当前大部分的《通信网原理与协议》课程均围绕OSI 和TCP/IP 协议栈展开。 虽然，作为现代通信网络的基础，这样的铺陈方式是合理且十分必要的。不过，由于教材内容与信息产业的快速发展脱节，教学中仍保留部分已被更新取代的技术案例。而近年来通信网络领域出现的一些颠覆原有TCP/IP 设计思路的新思想、新技术多数仍未在教学大纲中涉及，比如软件定义网络、内容中心网络、快速UDP 网络互联、网络编码等。 这些新技术已日渐成熟，多数已经进入产业应用阶段或进入未来标准。传统教材没有涵盖这些通信网络领域的新技术、新理论与新方法。

1.2 实践教学

《通信网原理与协议》课程作为信息通信类专业从理论知识到工程实践过渡的核心课程，实践能力培养是该门课程教学目标的重要组成部分。当前的实践教学设计大多采用课内实验与课程设计，在基于学院统一采购建设的实验场所开展。 然而，与教学内容相似，该类集中采购的产品存在着内容滞后，缺乏新型技术与实验项目等问题。 此外，教学设施的二次开发可扩展性较差，新增实验项目，往往需要投入大量的精力。 学生在实验的过程中，也难以兼顾通信网的整体架构与局部细节。

1.3 评价体系

当前，本科的课程考核通常由学校的教务处统一制定评价体系标准。这种评价体系虽然包括了学生学习考试反馈以及教师评价两大部分，但是由于该体系不区分课程性质，无法很好反映出实际课程的教学效果与学生学习情况。 一般来说，课程的评价体系由平时成绩与期末成绩组成。 平时成绩可分为课后作业、实验报告、考勤以及课堂表现组成，一般占总成绩的30%～40%。 而期末成绩通常采用集中考试的方式，由期末考试的卷面分数直接给出。上述考核方式使得教师难以实时掌握学生对课程的理解情况。 而且，作为注重实践能力培养的课程，卷面考试的方式往往难以反映学生的实际动手能力。因此，在当前《通信网原理与协议》的课程评价体系中，最终的考核成绩需要尽可能评价学生应用理论知识解决实践问题的能力。

2 改革研究与实践

2.1 “二元”授课内容保障教学目标

课程的教学目标是要培养信息通信类专业学生掌握通信网络的基本原理，了解行业的最新技术发展趋势，具备解决通信网络领域复杂实际问题的能力。在教学内容的选择上，主要包括两大方面。 一方面，以书本教材为主，精简掉已被替换或淘汰的相关技术，保留通信网络基础与原理相关的大部分内容。 另一方面，紧跟国内外通信网络技术的最新动态与发展趋势，选取学术内经典论文作为教学内容的一部分，实现对传统教材的内容补充。

2.2 “三大”实践平台拓宽教学空间

实践教学平台是提高学生实践能力培养的重要支撑。 《通信网原理与协议》课程的实践平台包括课堂实践平台、项目实践平台以及网络实践平台三部分。

课堂实践是《通信网原理与协议》课程实践教学体系中最基础的实践形式，它能够有效帮助学生了解通信网络技术的整体思维，理解从理论知识到实际应用的基本思路。 课堂实践平台主要由关键技术答辩与新技术介绍两部分构成，基于小组学习机制，通过“翻转课堂”的形式开展。 关键技术主要包括通信网课程中的核心知识点与难点，而新技术主要是指以学术文献开展的教学内容。 在课堂实践平台中，教师主要充当提问者与引导者，帮助学生深入理解教学内容，并鼓励学生进行深入思考。

项目实践是《通信网原理与协议》课程实践教学体系中最重要的实践形式，它能够有效帮助学生及时跟进通信网领域的最新技术动态，掌握当前通信网领域的主流分析问题、解决问题的方法。 在紧跟教学大纲的前提下，选取具有代表性的实际类项目，通过小组合作的方式，让学生们合作完成实验项目。 项目的来源主要包括：经典综合实验，教师科研项目以及具有紧密合作关系的企事业单位实际项目。

网络实践是《通信网原理与协议》课程实践教学体系中有效的实践补充，它能够有效帮助学生进一步强化巩固所学的知识，并为同学提供再次提高与深入研究的机会。 网络实践教学平台由在线虚拟仿真与在线知识讨论组成。 在线虚拟仿真由课程组通过代码托管网站在线发布已完成的实践教学项目，为学生提供多途径的学习机会。 在线知识讨论则由任课教师，利用互联网技术，通过微信、QQ 群等方式定期与学生围绕研讨主题进行在线讨论，激发学生学习兴趣。

2.3 “四维”评价体系提升教学效果

围绕课程大纲与人才培养目标，突出反映出学生解决复杂通信网络问题的实践应用能力是该课程考核的重要组成。 为此，对原有课程的评价体系进行改革，采用课后作业、小组答辩、实验表现以及期末考核四个维度展开，分别占比20%、20%、20%、40%。 其中小组答辩包括关键知识点答辩与新技术答辩组成，穿插在课程教学过程中进行，可以激发学生的学习主动性，提升教学效果。 课程的期末考核以项目考核的形式开展，学生通过选择综合应用类题目独立完成各自的课程期末考核。 期末考核将放在课程的最后两周开展，以考核报告和现场答辩组成。 上述课程评价体系的改革有利于促进学生课程学习的参与度，提升教学效果。

3 改革成效

本课程经过一轮的课程教学改革和实践，课程的总体水平得到了很大的提高。 通过发布调查问卷的方式，学生对课程改革的满意度达到90%以上。普遍反映出，通过本课程的教学改革，学生能够快速明确课程的教学目标，了解课程在专业知识体系中的地位，提升自身对课程的认同感。由于课程对实践教学的重视，学生会主动去掌握实践项目中涉及的各类专业基础知识，提高了学生在课外时间中对课程的学习主动性。

4 总结

本文依托《通信网原理与协议》课程，在“金课”建设背景下，介绍了课程的改革思路与实践效果。 课程改革与时俱进更新教学内容，并侧重于实践教学评价，将传统课程教学中“教师为中心”，过渡到“学生为中心”，提高学生的学习兴趣，激发学习的主观能动性。 从改革成效上看，取得了一定效果，为新时代下的高水平本科教育建设打下基础。