李冬霞，任诗雨，贾云飞

（中国民航大学 电子信息与自动化学院，天津 300300）

0 引言

2019 年10 月，教育部发布了教高〔2019〕6 号文件，明确要求各高等学校应全面提高课程建设质量，着力打造一大批具有高阶性、创新性和挑战度（即“两性一度”）的线下、线上、线上线下混合、虚拟仿真和社会实践“金课”［1］。随后，在教高〔2019〕8 号文件中进一步明确：“提升高阶性、突出创新性、增加挑战度是“一流课程”建设的主要原则，以目标为导向的课程建设是“一流课程”建设的核心内容［2］。”2020 年，教育部在教高〔2020〕3 号文件中特别指出：“立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准，高校课程思政要融入课堂教学建设，课程思政建设是全面提高人才培养质量的重要任务［3］。”以上教育部纲领性文件为高等院校新时代的高质量课程建设指出了明确方向。

中国民航大学是民航行业的特色高校，其通信工程专业主要为民航空管、机场、航空公司等相关企事业单位培养通信、导航和监视专业人才。随着通信技术的飞速发展，新技术的应用需求日益旺盛，中国“智慧民航建设”发展战略的推进需要科技创新引领和高级信息类专业人才队伍作支撑。高素质、高质量的行业应用型人才需求为学校专业课程体系构建以及各课程教学改革带来了新的机遇和挑战。数据通信与计算机通信网课程是通信工程专业的核心课程之一，对专业人才培养目标的实现与毕业要求的达成具有重要的支撑作用。因此，迫切需要从这类重要的专业课程着手，打造满足“两性一度”标准的“金课”，以提高通信工程专业人才培养质量，满足社会，特别是民航行业的人才需求。

1 教学现状

数据通信与计算机通信网课程在国内外高等院校的通信工程、电子信息以及计算机科学类本科专业中已经普遍开设，尽管课程名称、课程性质、学时可能有所差别，但核心内容基本相同。由于数据通信与计算机网络技术的应用领域较为广泛，该类课程在专业课程体系中处于重要地位，其教学改革工作得到了人们重视。文献［4］从计算机通信与网络“金课”建设角度，对课程目标、内容、实施过程和课程评价4 个方面进行思考和探索，强调了课程思政的重要性，但没有给出详细的执行方案与实施效果；文献［5］以计算机网络实训课程为例，构建虚实结合的多平台混合在线教学模式，从课程在线教学组织、过程跟踪、教学评价等方面解决疫情期间实训课程不能面对面教学及在现场进行设备操作等问题，但该课程改革方案的普适性和有效性还需要作进一步验证；文献［6］针对疫情期间学生线上学习计算机网络课程效率低的问题，对课程的支持平台、组织方式、讲课及互动方式等进行探索，提出用分组方式调动学生积极性、用多种方式考核学生学习过程的方案，提高了学生主动学习的能力；文献［7］面向计算机网络课程的能力培养目标，从新教学内容、新教学方法及新考核方式（“三新”）几个方面进行探索，同时考虑到教师教学风格不同和学生学习能力的差异，提高了学生的自主学习能力和综合素质。以上课程改革措施具有很好的借鉴作用，但没有与具体的行业应用和工程实际相关联。

中国民航大学的数据通信与计算机通信网课程是专业核心课程，也是双语教学课程。课程共48 学时，其内容覆盖面广、实践性强，涉及数据通信基础知识，局域网和广域网的结构、原理、关键技术，以及计算机网络协议体系和应用等内容。近年来，以通信工程专业参与“工程教育专业认证”为契机，课程组按照专业认证理念开展了课程分级建设，但是已取得的建设成果与教育部给出的“一流课程”要求仍有较大差距，尤其表现在：

（1）课程内容偏数据通信网络基本理论。包括数据传输方式、传输介质、差错控制、局域网广域网交换技术，以及基于TCP/IP 的计算机网络工作原理与协议体系等内容，广度和深度不够，前沿性不足，特别是与民航行业新技术应用的结合度不够高，特色不明显。

（2）大班授课，人数范围为60～80 人，学生课堂参与度较低，课程实验学时有限，无法保证学生的探究式与个性化学习，对学生解决复杂工程问题的能力培养还远远不够。

（3）教学实践中课程思政的融入不足。“育人”与“育学”的结合不够充分，未能寓价值观引导于知识传授和能力培养之中。

在国家“一流专业”建设和“工程教育专业认证”的大背景下，课程组结合课程存在的突出问题，积极转变教学理念，充分考虑民航行业的需求，明确课程目标，优化教学内容，创新教学和考核方法，探索协同育人的新模式，按照“两性一度”标准推进课程建设，使得该课程与其他高校的同类课程相比，具有明显的服务于民航行业的特色。

2 面向“两性一度”的课程建设探索与实践

2.1 课程建设思路

数据通信与计算机通信网课程建设的总体思路是：首先，基于成果导向，确定知识、能力、素质相融合的课程目标，有效支撑毕业要求；其次，根据课程目标组织课程内容，拓展内容的广度与深度，课程目标和课程内容要体现课程的“高阶性”；再次，以学生为中心，开展课程教学设计，采用线上线下混合式教学、课内课外协同式学习，提高学生解决复杂工程问题的能力，促进主动式、探究式学习，同时注重课程思政元素渗透，实现价值塑造、知识传授与能力培养三者融和；最后，实施多维度、全过程课程评价设计，力求通过科学、全面的评价，验证课程目标的达成。整个教学设计突出创新性，增加学习挑战度。

2.2 课程目标

课程目标应有效支撑本专业的毕业要求，是实施课程建设的出发点。按照以学生为中心、成果导向和持续改进的专业认证理念［8-9］，对标“两性一度”标准，确定数据通信与计算机通信网课程目标，具体包括知识目标、能力目标和素质目标，如图1所示。

Fig.1 Course objects图1 课程目标

在图1 中，知识目标是使学生理解数据通信与计算机网络基本知识，如数据通信与计算机网络系统组成、原理、传输方式等，掌握局域网和广域网互联与交换技术，以及计算机网络协议体系与标准等内容，同时了解该领域前沿技术及其在民航行业的应用。能力目标是使学生能够运用数据网络通信基本知识，选择合适的设备，搭建实际的计算机通信网络，掌握设备配置基本技能；掌握应用网络仿真软件进行组网设计、协议运行分析、网络测试及故障排除等操作的方法；能够熟练查阅和理解数据通信与网络专业相关的英文文献，跟踪新技术发展。素质目标是使学生具备对通信工程专业与民航行业的认同感，培养科学、严谨、求真务实的通信工程师素养，以及主动学习和扩展视野、追踪通信新技术发展及其在民航领域应用现状的意识，同时树立社会生活中的规则意识、制度意识和协作意识。

2.3 面向“两性一度”的课程建设方案实施

数据通信与计算机通信网课程建设紧紧围绕课程目标，本文从教学内容、教学方式以及教学考核与评价3 个方面具体实施课程建设方案，重点是提升课程内容的高阶性，突出教学设计的创新性，增加学生学习的挑战度。课程建设方案如图2所示。

Fig.2 Course construction scheme图2 课程建设方案

（1）重塑教学内容，提升课程内容的高阶性。教学内容的组织首先要保证课程知识目标的达成，同时也要保证能力目标和素质目标的顺利实现。在过去的教学实践中，主要关注课程知识目标，而忽略了能力与素质目标。因此，提升课程内容的高阶性，需要按照新的教学模式进行教学内容的优化设计，在保证教学学时不增加、基础教学内容不缩减、标准不降低的前提下，重点围绕能力目标和素质目标组织教学内容，增加教学内容的广度和深度。

首先，将网络设备，如交换机、路由器以及Internet 协议报文封装相关教学内容由过去的线下课堂教学转变为线上自学加课后实践，由教师的主动讲授转变为学生的自主分析和探讨，更好地实现课程的能力培养目标。

在计算机网络通信领域，标准起着越来越重要、甚至是决定性的作用。要想了解某一技术的现状和发展方向，就必须深入研究相应的技术标准。因此，课程组将国际民航通信技术标准内容及进展引入课程教学，如ARINC SPECIFICATION 664、618 等航空通信工业标准，以及国际民航组织的ICAO Annex 10 标准、航空电信网络ATN/IPS标准和宽带航空数据链通信系统标准等。行业标准的引入增加了课程内容的针对性、系统性和前瞻性，很好地体现了为民航行业服务的课程特色，扩展了学生视野，同时培养了学生的全局性思维，以及主动追踪行业新技术发展趋势的意识，实现课程的素质培养目标。

为进一步将课程内容与行业应用相结合，课程组开发了民航数据通信特色教学资源，包含综合性、系统性的工程案例素材，如民航VHF 通信地面电台安装调试案例等多个实际工程案例。通过特色化的案例将知识概念与工程应用相关联，有利于学生对学习内容的深刻理解，同时也培养学生基本的工程素养。

此外，针对学生的个性化能力、高阶性能力培养需求，在教学内容中增加基于Socket 的软件程序设计和面向对象的程序设计方法相关内容，使学生懂得如何通过C、C++Socket 编程实现TCP/IP 协议或其他通信协议。该教学内容要求信息学科与计算机学科交叉融合，培养学生跨学科、跨专业的高阶思维和能力，满足行业对高层次人才的需求。

（2）采用混合式教学，突出教学设计的创新性。课程教学设计坚持产出导向、以学生为中心的理念，与教学内容的组织一样，要保证课程知识、能力和素养目标的实现。采用线上线下混合式教学和校内校外协同式教学方法，并在教学中采用分组策略，重点提高学生的主动学习能力，培养探究式思维，展现教学设计的创新性。

课程组在中国民航大学“智慧学习空间”网络平台创建SPOC 课程，分为课前学生自主学习、课中精讲与讨论、课后巩固与拓展3 个阶段，并运用问题驱动、案例分析、软件模拟等多种教学策略，开展线上线下混合式教学。线上自主学习主要针对基础知识，该阶段采用问题驱动方式，学生带着问题学习视频资源，可以快速、精准地把握网络学习内容要点，并通过平台提供的自测工具检验学习效果。

线下课堂主要针对学生集中反馈的问题、较难理解的知识点或属于扩展知识的高阶性课程内容，灵活使用多种教学组织形式，如专题讨论、案例分析、报告展示以及仿真实践等，学生有较多的参与互动机会。而教师的任务不尽相同，可能精讲、主持讨论或者点评小组报告。在该阶段，可充分发挥课程学习小组的作用，通常由教师抛出问题，如“双11”期间的网络拥堵原因分析与改善措施，由小组内部进行讨论，或者小组之间进行辩论。在学习小组的专题交流与报告展示阶段，小组之间也可以相互点评。另外，要求每个小组根据不同阶段的学习内容，每章节至少提出两个问题，供课堂交流讨论。在这些师生互动、生生互动环节，更多学生从被动参与变为主动参与，由被动思考转为主动思考，从而提高了学习的主动性，培养了沟通交流、团队合作意识以及探究式高阶思维。

在课后阶段，主要以个性化学习为主，如必须完成的作业、仿真实验等，也包括少量的小组学习任务。在该阶段，突破了传统固定实验的时空限制，要求学生使用PacketTracer 或GNS3 仿真软件搭建网络系统，测试与验证所学的关键知识点；在实践中由一个问题引出另一个问题，在不断解决问题的过程中，既掌握了理论知识精髓，又提高了组网设计、设备配置以及故障检测能力，最后再去实验室用实际物理设备进行组网验证。每个小组的课后学习任务属于拓展性学习内容，如行业标准、应用案例等，要求凝聚集体智慧协作完成。以学习行业标准为例，教师给出行业标准简介及应用背景后，每个小组认领一个标准，组员通过分配学习任务、交流讨论、总结概括等环节，最后理解整个标准内容，撰写学习报告。这一过程使学生体会到零散的课程知识点如何汇聚、集中呈现在一个标准中，规范一个通信系统的运行。在此过程中，进一步启发学生思维，提高其分析与解决问题的能力。同时培养了学生团队管理、分工合作和协作能力，增进了友谊，更好地实现课程知识、能力和素养目标。图3 所示为受疫情影响，学习小组在线上讨论话题的界面。

Fig.3 Online group discussion图3 线上小组讨论

除校内教学外，课程组还邀请民航企业的一线技术人员进课堂，通过工程师视角，以技术专题、工程案例分享等形式，展现真实的应用场景，强调基本的工程素养和能力要求，渗透工程伦理意识，增加学生对所学专业以及民航行业的认同感，激发学习动力。

（3）实施多元化的考核评价方式，增加课程学习的挑战度。数据通信与计算机通信网课程改变了传统以知识型、终结性考试为主的考核评价方式，而是以促进学生发展为宗旨，构建定性与定量相结合的考核评价方案（见图4），从多个角度考查学生的知识掌握水平、知识应用能力和综合素养。

Fig.4 Course assessment and evaluation scheme图4 课程考核评价方案

考核与评价设计的基本原则是：首先，采用混合式教学方式后，针对线上和线下学习目标和任务的不同，利用网络平台测试工具，实施线上线下一体化考核；其次，实施多维度考核，除考核学生对知识的理解与记忆情况外，还通过仿真实验、开放性选题、学生自评等方式，考查学生理论分析与总结、语言与书面表达、反思与改进等各方面能力，实现个性化的素质考核评价；最后，应实施全过程考核，将整个学习过程作为考核评价观测域，按照动态考核、实时反馈原则，关注学生知识、能力的发展变化情况，实施过程性、形成性的综合考核评价。以上考核评价原则促使学生必须重视每一个课程学习环节，充分感受到该课程的学习具有挑战度。

图4 中“线上学习记录”、“单元测验”和“作业和实验”功能利用网络学习平台提供的过程性考核工具实现，任务完成后系统自动统计分数，学生可随时查看，任课教师也可随时监督学生的学习状态。线上过程性考核实时、公平、透明，有效督促了学生的自主学习。其他考核形式属于线下考核，其中“小组考核”是根据小组整体评价与学生个人在小组活动中的表现联合确定成绩；“课程报告”需要学生完成一项综合性、有一定挑战性的学习任务，比如编程实现某个通信协议，或者完成一个企业网络模拟设计等，需要学生查阅一定的文献资料后才能完成。教师给出评价时，需要特别关注学生是否查阅了最新文献，是否经过自己的思考和尝试得到结论，是否自行解决了所遇到的问题等，以实现对学生个性化的学习评价。

定性评价由“教师评价”和“学生自评”两部分组成，其中“教师评价”是教师对学生诚信、守时、严谨认真的品质以及学习能力等方面的评价，主要通过综合师生个人谈话以及学生平时学习过程中教师观察获知的信息后给出；“学生自评”是学生自己给出评价，包括课程学习收获、自我成长等方面的评价。定性评价可较好地体现课程思政融入课程教学后的实施效果。

（4）课程思政展现“三全育人”要求。按照“三全育人”要求，课程组在挖掘教学内容中蕴含思政元素的同时，也充分利用生活学习中的小细节，实现“育人”与“育才”相融合，塑造有温度、有思考张力、有亲和力的课堂氛围［10］。

课程思政的融入点举例：①教师以身作则，言传身教，通过自身高标准的职业素养和人格魅力影响学生，在课程出勤、作业提交、课堂测试、小组讨论等各个教学环节中，强调要守时、诚信、严谨、有责任心等，以培养学生最基本的个人素养；②计算机通信协议就是规则，各种协议既相对独立又相互协作，形成协议体系，以保证网络的可靠、稳定运行。结合通信协议的工作机理与关键作用，引导学生要认识到人类社会作为一个更为复杂的网络系统，必须在各类规则的约束下才能正常运行，并不断进步与发展，从而使即将步入社会的青年学生牢牢树立“规则意识”、“制度意识”与“协作意识”；③通信网络是国家的重要基础设施，网络技术的发展是国家综合实力的真实体现。通过了解中国互联网发展历程中的代表性事件和人物，体会该领域技术的飞速发展及所取得的辉煌成果，由此提升学生对信息与计算机专业的认同感，增强技术自信；④学习和了解通信标准制定过程中各个国家、组织之间的协调与竞争关系，领会到标准制定意味着一个国家、组织在信息通信产业和国际标准化领域的话语权［11］，并结合实例进行说明。例如1996 年3 月，清华大学提交的适应不同国家和地区中文编码的汉字统一传输标准被IETF 通过为RFC 1922，成为中国大陆第一个被认可为RFC 文件的协议。通过案例让学生了解我国目前在标准制定中所发挥的作用以及国际影响力还远远不够，这一事实极大地限制了我国相关行业的发展，从而激发学生将来致力于我国自主标准研发，树立“网络强国”的理想信念。

3 实施效果

本文面向“两性一度”的数据通信与计算机通信网课程建设方案在2022 年春季学期首次实施，选取通信工程专业2019 级的两个自然班作为试点，共有65 名学生。课前，课程组教师在“智慧学习空间”网络平台创建SPOC 课程，提供课程资料数量达105 个，其中包括自行录制的教学视频45 个；围绕关键知识点提供56 个课前思考题，并创建了包含近200 道题目的线上自测习题库。采用的线上线下混合教学方式获得了大部分学生的认可，线上教学互动率达到80%。但是由于阶段性新冠疫情的爆发，部分线下教学计划被迫转为线上进行，教学效果受到一定影响。有90%以上的学生赞成采用校内校外协同教学方式和小组讨论形式，多名学生还为此提出了改进建议。许多学生在结课报告中专门写下了自己的学习收获与感悟，表1 中摘录了部分学生的体会。学生们表示，从课程中既学到了知识，提升了能力，又激发了自己对人生道路的思考，课程思政的育人效果初步得以体现。

结课调查问卷结果表明：有6.3%的学生对课程教学改革整体“非常满意”，69.8%的学生表示“满意，还需要继续改进”，有12.7%的学生表示“不满意，学习强度过大”。由此可见，课程建设方案的确是增加了学习的挑战度。最终，课程目标达成的直接评价结果（定性+定量考核评价）和间接评价结果（问卷调查）显示所有课程目标均达到预期。

4 结语

本文面向“两性一度”标准开展数据通信与计算及通信网课程建设，基于课程目标，对教学内容进行优化和拓展，采用线上线下混合式教学模式，并精心设计教学活动，实施科学的课程考核评价，并将课程思政融入教学全过程。一个学期的教学实践结果表明，课程建设方案在提升课程高阶性、突出创新性、增加挑战度，以及课程育人方面均取得了初步成果。但是仍存在许多问题值得进一步思考和探索，例如：如何帮助学生尽快适应新教学模式，如何有效评价课程思政育人效果等。未来需要教师、学生和教务部门共同努力，对课程持续进行完善和改进，使其逐步达到“一流课程”标准。