一、基本信息表
教师姓名 (负责人) | 靳海轶 | 职称 | 副教授 |
课程团队成员姓名 | 苗强、蔡赫 | ||
学院 | 计算机与软件学院
| 系(部) | 网络与物联网工程系 |
课程名称 | 网络规划与设计I | 课程代码 | [52001CC0DW] |
学时 | 48
| 学分 | 3 |
课程类型 | □通识必修课 □通识选修课 □学科基础必修课 ☑专业必修课 □专业选修课 □其他 | 授课对象 | 网络工程专业 大三年级 本科 |
(一)课程简介
《网络规划与设计I》是网络工程专业核心必修课,在专业课程体系中起到重要的承上启下作用。本课程培养学生网络规划相关的分析、设计与构建能力,帮助学生成为符合行业发展需求的应用型高级人才。课程需要综合运用多门课程基础知识,要求学生具有扎实的相关基础知识,与一般基础课程相比,对高阶的分析和设计能力要求高。
(二)课程思政特征分析
在信息技术快速发展的今天,网络技术已渗透到人们的日常生活中,直接关系到经济社会的发展和国家的安全和发展。在建设“网络强国”的过程中,网络方案设计更是至关重要。一个高效、安全、可靠的网络体系是重要的软实力,它可以提升企业的核心竞争力,提高国家的经济、文化和技术实力。只有规划和设计出高效、安全、可靠的网络方案,才能更好地服务于国家发展的战略目标。
为了规划和设计高效、可靠、安全的网络方案需要与客户打交道,了解客户单位真实需求,从不同角度思考问题,提出新的想法和解决问题的方法,同时遵循相关网络规范。这就需要培养学生创新思维,能够独立思考和批判性思维。
(三)课程思政目标描述
在专业课讲授中,潜移默化地融入课程思政要素,培养学生具有科技报国意识,良好的学习态度和习惯,坚持精益求精的工匠精神,能够在学习中践行网络工程师相关职业道德和行为准则,以及在解决网络工程问题过程中的创新意识。本课程思政目标分为4个维度,
思政维度与思政目标具体如表1所示。
表1 思政维度与课程思政目标对应
思政维度 | 课程思政目标描述 |
科技报国 | 目标1:在学习专业知识中,培养学生科技报国的家国情怀和建设网络强国使命担当。打好基础,才能够在科技创新和应用中为国家的发展和进步做出实质性的贡献。 |
创新精神 | 目标2:依据新的情境,较好的解决复杂工程问题,具备在解决网络工程问题过程中的创新意识。 |
职业规范 | 目标3:能够在学习中践行网络工程师相关职业规范。 |
精益求精 | 目标4:将精益求精的工匠精神贯穿网络规划设计的各阶段,不畏困难,严谨思维,注重细节,一丝不苟。 |
当然,课程还融入了很多思政元素,重点是以上四个思政维度。
下面以无线局域网设计的第一次课——无线AP部署设计为例,说明课程思政在课程中融入的全过程。
二、教学目标与学情分析
(一)学情分析
无线局域网作为互联网的延伸和拓展,在很大程度上满足了大众对互联网无缝连接的需求,是用户上网的重要手段之一。作为无线接入的AP设备的合理部署与设计是学生学习网络规划设计必须掌握的重要知识点。
与有线通信不同,无线通信的信号在空中传播,
看不见摸不到,
学生很难直观地感知无线信号
。
无线局域网知识庞杂,学生容易从入门到放弃。如何在有限学时内,尽快掌握关键基础知识是面临的主要问题。
学生对相关网络工程职业规范不太了解。
学生喜欢动手实践,但通常看到效果就认为完成任务,较少反思,完善改进。
考虑到上述特点,本节教学设计精讲多实践,无线局域网基础知识覆盖够用即可,并放在课前自学任务中,通过软件生成热图来感知无线信号强弱和信道冲突现象,调动学生的学习积极性。并且有机地将无线局域网设计相关规范融入教学内容中,无线AP部署实践中引导学生反思改进,精益求精。同时关注部署环境,具有保护环境意识。为了鼓励学生,课前通过正能量话语为学生加油打气,使课堂既有趣味又有温度。
(二)教学目标
1、知识与能力目标
能够描述WLAN网络的基本组成元素,理解无线局域网设计中部署AP相关设计方法和原则。
能够分析企业需求,合理设计无线局域网AP数量、布放位置以及信道规划。
2、思政教学目标
能够自主学习,积极学习专业新技术、新工具或新产品。关注设计细节,坚持精益求精的工匠精神,能够在学习中践行网络工程师相关职业规范,具有保护环境意识。
三、教学内容设计
(一)教学重点与难点
1.教学重点
无线局域网基础知识;部署AP设计方法和设计原则;
2.教学难点
合理运用设计方法,遵循设计原则进行AP部署设计。
课程思政元素
本次课的思政维度与思政元素对应关系,如表2所示。
表2 本次课思政维度与思政元素对应
思政维度 | 思政元素 |
精益求精 | 华为凭借高品质万兆园区产品(包括无线AP产品),连续4年荣膺Gartner“客户之选”称号,华为取得成绩的背后是工匠精神,不断进取,精益求精的结果。华为精神正体现为文化自信崛起的工匠精神。 |
职业规范 | 以华为企业WLAN网规方案为例,指导AP部署设计务遵循行业规范。 |
续表2 本次课思政维度与思政元素对应
思政维度 | 思政元素 |
科技报国 | 课程布置对未来发展热门前沿技术、新技术等选题研读学习任务。本次课学生课堂讲解分享作品:Wi-Fi网络与IoT融合。 |
环境意识 | 当无线AP部署时,需要关注所处环境,具有保护环境意识。思考在景区、古建筑等环境下,如何在不破坏环境的前提下,合理部署无线。 |
教学内容设计
课程依据五星教学法的五个主要素(“聚焦解决问题”、“激活原有知识”、“展示论证新知”、“尝试应用练习”和“融会贯通掌握”)合理融入课程思政元素,帮助学生更好的理解和掌握无线AP部署设计。
【课前
自主学习
】
通过学案,布置课前准备相关自主学习任务,自学无线基础知识并平台测试自评掌握情况。学生带着学案给出的思考题,根据视频
“示证新知”
初体验无线地勘软件,感受无线信号强度和无线信道冲突现象。期间学生可能产生疑惑等课上讨论深入学习。
【课中讨论深入学习】
首先提问来
“激活旧知”
,引出
聚集核心问题
——无线AP部署设计。通过组织分享课前自学实践情况,讨论无线自学常见问题,纠正错误认识加深无线基础知识的理解。
本次课的主角是无线AP,由AP产品介绍,引出华为凭借高品质万兆园区产品(包括无线AP产品),连续4年荣膺Gartner“客户之选”称号的思政元素。华为取得成绩的背后是工匠精神,不断进取,精益求精的结果。
讲授华为企业WLAN场景化设计关于无线AP部署设计规范和设计原则,都是网络规划需要遵循的职业规范。
然后基于场景项目,
“应用新知”
,学生实践部署AP,“做中学”,体会无线AP部署设计规范和设计原则。学生分享无线地勘实践阶段成果,教师组织讨论,找错误,找设计不足,错误中学习。学生反思自己设计并实践的无线地勘成果是否需要改进完善,最终达到AP信号全覆盖且信道不冲突,满足业务需求。
最后选题
研读学习新技术
作品分享——Wi-Fi网络与IoT融合,共同学习新技术。
【课后实践扩展学习】
课后任务实践强化项目,学生反思项目,优化信道和AP布放位置,不断完善改进项目,精益求精,达到
“融会贯通”
。同时思考无线AP部署场景转变后,对于景区、文物保护单位如何规划?引导学生的环境保护意识。扩展学习智分AP的特点并部署实践。
课程教学设计如图1所示。
图1 教学设计
四、教学方法与手段
1. 教学方法
采用
自主学习法
、
讨论教学法
、
讲授教学法、练习教学法、指导教学法、
合作学习
法
。
教学手段
根据目标梳理相关知识点,构建真实场景项目。课程融入生活中的案例,激发学生学习兴趣。充分利用混改信息化平台和钉钉、希沃品课等智慧工具,辅助教学。学生以网络设计师的视角完全沉浸在项目中,
课前准备自主学习、课上讨论深入学习、课后实践扩展学习
。
课前线上视频自学无线基础知识和无线地勘软件使用方法,线下实践体验无线信号检测,为课上讨论准备素材,并且促进学生
自主学习
。
课上问答、讨论、讲授、学生实践、再讨论分析问题,最后学生分享合作学习作品。课上分时段,师生良好交互,促进学生思考,培养学生合作和批判性思维以及
分析和设计能力
。
课后实践反思,扩展学习,促进学生
核心素养提高和成长
。
五、教学过程
教学进程安排(2学时) |
【课前】 (1)学生自学任务 : 根据学习指导任务要求,平台自学无线相关基础知识的微课视频; 图2 无线自学微课视频 通过手机WiFi魔盒App,实践测试教室或寝室WiFi状况,对测试报告截图,课上提交并讨论; 完成平台自学测试题,记录存在困惑问题。 (2)教师督促及教学准备 : 通过平台数据,掌握学生自学任务完成情况,对未学习学生进行提醒和督促; 图3 学生自学完成情况 通过平台数据,掌握学生测试错误集中问题,提前优化课程教学设计。 图4 测试学生达标情况 根据学生近期学习状态和思想困惑,准备合适的正能量话语,课前打卡环节分享鼓励共勉。 本次课选取人民日报每日文摘的“做一个心中有光的人”,让学生积极向上的心态准备上课。 图5 课前每日文摘 【课中】 激活旧知,引入新课(5分钟) (1)点评学生自学测试的错误问题; (2)老师询问:找出教室顶棚设备中那台是AP?家里无线路由器都放在什么位置?等问题,激活旧知,引入本次课内容:无线AP部署设计。 图6 激活旧知 课件内容
2.课堂教学 (1)无线基础知识巩固讨论(10分钟) 讨论法:与学生讨论解答自学中的知识疑惑及无线实践情况分析。 明确无线网络协议标准、信道、SSID等基础知识。通过WiFi魔盒App实践效果讨论,立体深入的理解无线信道冲突、无线信号强弱现象等,老师指导进行答疑解惑,师生互动,学生讲为主,加深学生对基础知识的理解。 (2)无线AP产品介绍(5分钟) 讲授法:介绍室内、室外不同类型无线AP产品特点。 【 思政融入 】由AP产品介绍,引出 华为凭借高品质万兆园区产品(包括无线AP产品),2023年连续4年荣膺Gartner“客户之选”称号,是全球唯一入选的非北美供应商。 另外, Wi-Fi6的专利上,华为也是全球第一。华为取得成绩的背后是工匠精神,不断进取, 精益求精 的结果。呕心沥血之处就在于:创新。 持续创新 几乎是华为的品牌“代名词”。鼓励学生学习华为精神,华为精神正体现为 文化自信崛起的工匠精神 。 图7 华为获奖思政元素 (3)无线AP部署设计规范和原则(10分钟) 【 思政融入 】讲授法: 以华为企业WLAN场景化设计为例,讲授网络规划需要遵循的职业规范 ——无线AP部署设计规范和设计原则。提醒学生遵守职业规范重要性, 遵守职业规范是每个职业人士必须遵循和履行的基本要求 。 图8 无线网规 (4)无线地勘实践及优化改进(55分钟) ① 练习和指导法:(15分钟)根据 某公司临时办公场所 无线部署场景项目要求,通过无线地勘软件进行无线AP部署和信道设计的随堂实践练习。 提问学生:影响无线信号传播的障碍物有哪些?室内AP覆盖范围多少米?避免干扰的常用信道是哪些? 提醒学生注意:合理信道规划,以及AP根据产品类型合理布放位置等。根据学生无线地勘实践情况,进行必要的引导。 ② 讨论及实践法:(25分钟)学生分享无线地勘实践阶段成果,教师组织讨论,找错误,找设计不足,错误中学习。 例如:下图为常见 同频信道干扰冲突 的错误,需要优化信道,避免冲突。 图9 无线地勘 信道冲突现象 下图是常见错误,未识别墙体,造成无线信号外溢严重, 未真实仿真 。 图10 无线地勘找错误样例 学生反思 自己设计并实践的无线地勘成果是否需要改进完善,鼓励学生不断优化和 注意设计细节,精益求精 的优化设计。最终达到AP信号全覆盖且信道不冲突,满足业务需求。 下图为学生随堂实践作品,让学生找是否存在问题 图11 无线地勘 学生实践作品存在问题 经过学生讨论反思,再实践后,下图为改进后作品,增加和调整AP部署位置,热图显示信号覆盖良好。 图12 无线地勘 学生实践作品改进后 根据上图改进后查看信道也优化不冲突。 图13 学生实践作品改进后无冲突 ③ 合作学习法:(15分钟) 我校已经全面升级为无线Wi-Fi 6,那么无线Wi-Fi还与哪些新技术融合? 【 思政融入 】 选题 研读学习新技术 作品分享——Wi-Fi网络与IoT融合 ,共同学习新技术。 图14 学生选题研读分享 教师引导学生思考提问和点评。同时鼓励学生更多扩展学习相关新技术。 3.归纳小结(5分钟) (1)通过提问学生来总结和梳理本次课内容。 (2)布置课后任务实践强化项目。 要求学生设计实践后务必反思,优化信道和AP布放位置,不断完善改进项目,精益求精,达到 “融会贯通” 。 (3)【思考】无线AP部署场景转变后,对于景区、文物保护单位如何规划?下图仅仅是一个告示牌?【 思政融入 】 引导学生的环境保护意识 。 图15 无线室外部署告示牌 扩展学习智分AP的特点并部署实践。 |
六、教学评价
1. 课程思政整体考核设计
课程思政整体考核设计如表3所示。
表3 课程思政整体考核设计
思政维度 | 评价对象 | 评价标准 | 评分计入 |
科技报国 (目标1) | 主题分享PPT | 依据主题分享学生打分情况前五名加分 | 形成性考核 课堂表现 |
期末试卷关于设备选型等国产设备知识 | 依据定性给出分数 | 终结性考核 知识目标 | |
创新精神 (目标2) | 项目创新设计和实现功能 | 依据评定量表给出分数 | 终结性考核 素质目标 |
职业规范 (目标3) | 项目设计和实践规范 | 依据评定量表给出分数 | 终结性考核 能力目标 |
精益求精 (目标4) | 项目报告文档规范 | 依据评定量表给出分数 | 终结性考核 能力目标 |
本课程将思政各维度的考核融入到知识、能力和素质目标中,与课程预期学习效果紧密结合,不割裂。结合本课程特点,将知识传授、能力培养、智慧启迪和人格养成协调统一。
课程思政效果分析
2022-2023-2学期期末对课程的问卷调查。在精益求精方面学生自我评价总体是认同,达到98%。在创新意识和科技报国方面学生自我评价为100%。
图16 期末课程调查问卷情况1
图17 期末课程调查问卷情况2
图18 期末课程调查问卷情况3
七、思政教学反思
(一)思政教学的意义与价值
本门课程中引进思政教育,可以通过以下三个层面来分析这一举措意义与价值。
1. 国家层面:国家对高等教育给予高度重视,注重推进“素质教育”。青年学生是民族和时代的未来,为国家的发展奠定基础。思政教育是塑造新时代人才的重要环节,课程引进思政教育,有助于培养合格而有思想责任感的国家未来建设者。
2. 社会层面:思政教育有助于学生立足现实,提升自我修养和服务社会能力。网络规划设计课程是服务社会、应用最广泛的一门课程之一,应用于各种不同的行业。课程引入思政教育可以加强学生在网络技术管理和应用中的社会责任感,帮助学生全面提升自身职业素养和社会责任意识。
3. 个人层面:思政教育是提高大学生综合素质的一种重要途径。引入思政教育,可以提醒学生增强自我意识。建立正确的人生观、世界观、价值观,并进一步锤炼学生批判性思维与责任意识等能力。这对未来职场中就业、求职,锤炼良好的职业道德,维护良好的职业形象以及个人发展都有着积极的积极意义和影响。
综上所述,通过网络规划设计课程引入思政教育,可以为国家培养责任感强、技术能力高的网络技术人才,增强学生的综合素质与社会责任感,推动学生的个人发展,更好地适应新时代社会、为社会贡献自己的力量。
(二)思政教学的成效和特色
1. 思政教学成效
经过一学期的学习,多数学生可以独立完成项目的分析、设计、实施和测试,且项目报告排版规范。学生自学和创新意识大大提升,比前一学期提高23%。学生自主学习意识和学习能力明显提升,生均学习时长18.11小时、完成五级项目和作业10个、四级项目4个、三级项目1个、测试题160道。
图19 学生平台资源使用情况
2.思政教学特色
在思政教学过程中,结合本课程特点,将
知识传授、能力培养、智慧启迪和人格养成
协调统一。将思政元素进
课程标准
,思政元素进
教学设计
,思政元素进
课堂。
课程思政的方式是隐性、熏陶、浸染,强调潜移默化和润物无声。思政考核融入知识、能力中,不仅仅在素质考核。
(三)思政教学的改进措施
1. 课程设置10多个选题方向,分组完成新技术、职业规范、我国网络发展现状、网络强国、工匠精神等思政方向。虽然大多数组完成较好,但有个别组敷衍应付,需要多指导引领,帮助学生进步,提高认识。
2. 课程思政元素的挖掘还需要深入,还有很大提升空间。
八、教学资源拓展
1. 无线技术微课视频资料
图20 无线技术微课视频资源列表
2. 无线云地勘网站地址 https://wis.ruijie.com.cn/home/wmg
3. 华为官网AirEngine Wi-Fi 6技术和产品介绍 视频
4. WiFi与IOT物联网融合 课件
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