为持续深化SC教学改革,推动教育教学理念与方法的系统性创新,数据科学与信息工程学院通信与信息工程系课程组将SC教学理念深度融入数据通信与计算机网络的课程教学过程中,从实际工程应用为背景,任务驱动式和软件仿真式教学。以为期48学时的课程中,以真实项目为背景,以真实工程项目为案例,理论和实际相结合的方式进行学习。使学生成为的合格通信网络工程师。整门课程统一划分为课前自主准备阶段、课中项目实施阶段、课后巩固提升和评价阶段三段式闭环教学课程教学过程如下:

一、课前准备
1.课程预习:线上微课(项目背景、数据通信与计算机网络基础),完成前置小测。学生围绕真实工程项目需求自主开展预习,自主学习网络协议原理、IP规划方法、VLAN与路由基础理论,并利用Packet Tracer完成简易拓扑搭建、单网段通信测试、基础设备配置等前置仿真操作。
2.预习通信工程基本知识
(1)了解通信机房、基站、光缆、机柜、走线架、接地、配线架等基本概念;
(2)了解通信网络相关工程案例技术方案书;
(3)了解通信行业线路相关常识:光缆、电缆、设备、端口、接地等;
(4)了解数据通信产品的技术规范书。
3.准备工作:教材,国家标准和行业标准,仿真软件基础操作。
4.任务发布:结合当周教学内容与工程项目进度,发布对应的工程任务书:将企业园区网搭建、办公局域网规划、校园局域网搭建等真实工程案例为背景,进行项目说明和要求。学生以项目为背景进行项目分析,项目方案撰写,方案仿真实践,方案综合评价等。如学生在过程中自主发现工程问题,如网段不通、协议配置错误、数据转发异常等,能进行简单的网络分析和解决问题,可以利用现有AI工具进行解决。

二、课程实践环节中
课中全面摒弃纯理论讲授,以真实通信网络工程项目为主线,以任务驱动为方式,依托Packet Tracer开展全员仿真工程实训,真正实现“学中做、做中学”。教师将完整的工程项目拆解为适配课时的阶段性任务,包括网络需求分析、拓扑结构设计、全网IP地址规划、交换机VLAN划分、Trunk链路配置、静态与动态路由配置、全网互联互通测试、DHCP与HTTP服务部署、网络故障排查与网络优化等工程模块。课堂全程以学生为主体,学生以小组为单位自主完成项目任务,利用Packet Tracer搭建完整网络拓扑,自主配置设备参数、抓包分析协议运行机制、模拟网络故障、完成排障调试。
教师下发对应真实工程项目任务书,明确园区/办公/校园网建设需求、组网指标,不直接提供拓扑方案与配置步骤。学生以小组为单位结合课前预习内容自主研讨:梳理项目建设需求、初步设计 Packet Tracer 网络拓扑、预判 IP 规划、VLAN 配置、跨网段通信等潜在工程问题。 教师仅巡回倾听各组设计思路,针对逻辑偏差进行启发式提问引导,不直接给出标准答案,落实 SC“以学生学习为中心”,锻炼学生独立规划工程方案的思维。重难点知识点进行讲解:讲解子网划分:结合办公局域网多部门地址分配案例,在仿真软件中展示地址冲突故障;讲解 VLAN 隔离原理:依托企业园区网多分区需求,演示不同 VLAN 终端无法通信的仿真现象;讲解路由转发机制:以校园网教学楼与宿舍楼互通为案例,抓包展示数据包跨网段传输流程。 理论内容契合于当下工程项目任务,做到学即用。
课堂大部分时间交由学生自主完成三类工程案例的仿真搭建,学生独立操作 Packet Tracer 落地组网任务,完整复刻网络工程师真实工作流程:
1.拓扑自主搭建 根据企业办公网、园区网、校园网真实场景,自主选择交换机、路由器、PC、服务器等设备,规划设备摆放位置、线缆连接方式,形成专属仿真拓扑文件。
2.工程化参数配置 结合项目需求完成全网 IP 分段规划、VLAN 分区、Trunk 链路封装、路由协议配置、DHCP 地址自动分发、严格遵循企业组网规范。
3.可视化协议验证 利用 Packet Tracer 报文捕获功能,直观查看以太网帧、TCP 报文、路由更新报文传输全过程,自主验证理论知识,化解网络协议抽象难懂的教学难点。
4.自主模拟故障与排障 刻意模拟工程高频故障:IP 地址冲突、Trunk 链路未放行对应 VLAN、路由缺失、服务器无法访问等,学生自主排查报错、修改配置、反复调试,迭代优化组网方案。实操阶段教师定位为巡回答疑者,仅在学生长时间陷入瓶颈时提供思路提示,不直接给出配置命令,保障学生独立完成完整工程项目流程,充分凸显学生课堂主体地位。
此次教学实践中,运用了课前、课中、课后的整体教学流程。课前进行预习、铺垫好基础知识。课中进行详细的实践技能,边学边做,最终生成可行性技术方案和仿真结果。
课程以仿真软件作为核心实践载体,将教学任务嵌入办公网、园区网、校园网真实场景。课程打破传统教师单向灌输的授课模式,重新划分课堂时间分配,将 70% 以上课时交给学生自主研讨、仿真搭建、故障调试,教师仅承担任务引导、难点启发、成果点评的辅助角色,完整落地 “以学生学习为中心、以学生发展为中心、以学习效果为中心” 的 SC 核心要求。 依托梯度化工程项目任务,学生从被动记背协议理论,转变为主动分析组网需求、自主设计网络拓扑、独立排查网络故障,全程以准通信网络工程师的视角完成项目开发,自主学习意识、探究思维得到充分锻炼,彻底改善课程抽象难懂、学生畏难厌学的问题。实践中,学生借助软件可视化抓包、动态报文传输功能,把 TCP/IP 协议、VLAN 隔离、路由转发等看不见的抽象机制直观呈现,降低理论理解门槛;学生自由搭建多场景网络拓扑,自主模拟地址冲突、链路失效、路由不可达等工程高频故障,反复调试优化方案,弥补线下硬件实训无法无限试错的短板;完整复刻企业网络岗位工作流程,从需求分析、IP 规划、设备配置到全网联调、网络优化一站式完成,让学生在校即可积累标准化工程项目实操经验。