以“先進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程為載體，基于項(xiàng)目開展人才培養(yǎng)，讓研究生在學(xué)習(xí)了解通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域前沿問題的過程中順利實(shí)現(xiàn)從“學(xué)習(xí)”到“研究”、從“學(xué)生”到“學(xué)者”的轉(zhuǎn)變，是通信抗干擾技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室馮鋼教授一直以來對(duì)學(xué)生的殷切期望。
在多年的探索和實(shí)踐中，馮鋼教授在這門課程中堅(jiān)持把科研與教學(xué)緊密結(jié)合，努力調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、增強(qiáng)學(xué)生的代入感，鼓勵(lì)學(xué)生多聽、多想、多問、多做，獨(dú)立思考、深入探索，做到真正的學(xué)中做、做中學(xué)，取得了良好效果。
圖1：馮鋼教授與學(xué)生一起討論
兼收并蓄：瞄準(zhǔn)國際前沿，扎根中國大地
2000年至2007年，馮鋼在新加坡南洋理工大學(xué)電子電氣工程學(xué)院任教，那時(shí)他就注意到，國外許多高水平大學(xué)在通信和計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的研究生教育中，都開設(shè)了類似“Selected Topics in Computer Networks”的碩士和博士研究生課程，作為通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究生的進(jìn)階課程。
2007年，馮鋼回到母校電子科技大學(xué)，在通信抗干擾技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從事教學(xué)與科研工作并指導(dǎo)研究生。受到國外大學(xué)課程設(shè)計(jì)的啟發(fā)，他為研究生開設(shè)了“先進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程。當(dāng)然，他并不是全盤照搬國外的課程內(nèi)容，而是在充分借鑒國外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了重構(gòu)。
之所以要重構(gòu)，是因?yàn)椋阂环矫?，電子科技大學(xué)的學(xué)生雖然對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、功能和結(jié)構(gòu)有所了解，但掌握的專業(yè)知識(shí)的深度和廣度與國際著名大學(xué)的學(xué)生相比仍存在明顯的不足。另一方面，國外開設(shè)的 “Selected Topics in Computer Networks”課程，側(cè)重于前沿性和專題性，缺乏系統(tǒng)性，這就使研究生在學(xué)習(xí)中無法循序漸進(jìn)地實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)概念到前沿研究的過渡，因而面臨許多學(xué)習(xí)困難。
正因如此，馮鋼教授根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，在這門課程的設(shè)計(jì)中兼顧了兩個(gè)方面，打通了從本科已修課程到前沿研究的橋梁，讓學(xué)生能夠在了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念和功能的基礎(chǔ)上，逐步深入了解流量控制、QoS保障、新一代協(xié)議、建模與性能分析方法等現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的先進(jìn)技術(shù)。
圖2：網(wǎng)絡(luò)保障QoS機(jī)制在5G網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)
去粗取精：持續(xù)精心打磨，形成精品內(nèi)容
在馮鋼教授和秦爽副教授的共同努力下，經(jīng)過多年的探索實(shí)踐、總結(jié)提煉，“先進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程結(jié)合課程組在無線通信和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域承擔(dān)和參與的重要國家科研項(xiàng)目的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，將科研需要和教學(xué)相結(jié)合，在講授專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)踐，逐步形成了內(nèi)容體系，具體包括：
——互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和服務(wù)模型。包括互聯(lián)網(wǎng)流量工程（覆蓋網(wǎng)絡(luò)、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)、IP over ATM、SONET和 WDM）；網(wǎng)絡(luò)流量工程框架；互聯(lián)網(wǎng)QoS架構(gòu)（IntServ 和 DiffSer）；
——用戶服務(wù)和源流量模型。包括數(shù)據(jù)服務(wù)和流量模型（Possion模型、飽和流量模型）、語音IP（馬爾可夫調(diào)制的泊松過程、自相似流量的流量建模等）。
——網(wǎng)絡(luò)資源管理。包括經(jīng)濟(jì)原則（基于效用函數(shù)的優(yōu)化模型）、流量類型（現(xiàn)有流量管理中的問題）、呼叫接納控制等。其中包含一個(gè)研究個(gè)案，即移動(dòng)蜂房網(wǎng)中的接納控制與上下行帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)整。
——網(wǎng)絡(luò)流量控制。包括分組調(diào)度的公平性、邊界性能，以及盡力而為的服務(wù)與保障和算法；擁塞控制（端到端機(jī)制和路由輔助機(jī)制，緩存管理和主動(dòng)隊(duì)列管理）、多播擁塞控制等。其中包含兩個(gè)研究個(gè)案，分別是其中包括一個(gè)研究個(gè)案，即Rate-guaranteed Opportunistic Scheduling(ROS)和無線網(wǎng)絡(luò)中的TCP性能增強(qiáng)機(jī)制。
——移動(dòng)SDN與移動(dòng)云計(jì)算。包括網(wǎng)絡(luò)虛擬化、云計(jì)算架構(gòu)及原理、移動(dòng)虛擬化及云計(jì)算（移動(dòng)SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、虛擬網(wǎng)絡(luò)嵌入、接入云、本地微云、移動(dòng)內(nèi)容分發(fā)等）。
——智能網(wǎng)絡(luò)資源管控。包括智能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與機(jī)理、面向深度學(xué)習(xí)方法的網(wǎng)絡(luò)和用戶行為的智能預(yù)測(cè)和分析、無線網(wǎng)絡(luò)中的MDP建模與智能決策算法（如Q學(xué)習(xí)、AC算法、深度Q學(xué)習(xí)等）、智能用戶接入和切換、智能網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配機(jī)制等。
基于項(xiàng)目：科研融入教學(xué)，項(xiàng)目化為案例
在課程的內(nèi)容設(shè)置上，馮鋼教授十分注重科研育人，把課堂教學(xué)與科研項(xiàng)目緊密結(jié)合起來，梳理了自己參加科研項(xiàng)目的心得體會(huì)，凝練出較多的前沿問題及研究個(gè)案，作為通信及網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究生特別是博士研究生研究能力拓展提高的進(jìn)階課程。
這樣做的好處不僅在于架起了“網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域基礎(chǔ)知識(shí)”與“網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究”的橋梁，幫助學(xué)生更好地了解研究工作的基本概念、網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究工作的基本方法、主要數(shù)學(xué)工具和建模手段，而且能夠讓學(xué)生自然而然地把自己的智慧和熱情融入到當(dāng)前所做的項(xiàng)目當(dāng)中，融入到國家重大戰(zhàn)略需求中來。
據(jù)介紹，近年來馮鋼教授參與了多個(gè)國家重點(diǎn)重大課題，特別是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，從4G相關(guān)的科技重大專項(xiàng)到6G相關(guān)的國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，都深度參與其中，并承擔(dān)和參與了以自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目為代表的多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域基礎(chǔ)性前沿性研究課題，對(duì)通信及網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)和前沿?zé)狳c(diǎn)有廣泛研究和深入了解。
在教學(xué)中，馮鋼從實(shí)際通信系統(tǒng)中可能面臨的問題出發(fā)，通過分析案例對(duì)建模的需求以及數(shù)學(xué)建模對(duì)案例的解決，開展數(shù)學(xué)建模概念、原理和方法的教學(xué)，使學(xué)生掌握現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)涉及的主要數(shù)學(xué)建模理論和方法，熟悉通信網(wǎng)絡(luò)建模和性能評(píng)估的體系與步驟，具備恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決通信工程的理論問題的能力。
例如，馮鋼根據(jù)國家科技重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)”的研究經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中多樣化業(yè)務(wù)共存的特點(diǎn)，增加了5G網(wǎng)絡(luò)中QoS保障機(jī)制等章節(jié)內(nèi)容，講解網(wǎng)絡(luò)中的差異化業(yè)務(wù)服務(wù)機(jī)制，并針對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)與人工智能深度結(jié)合的特征，在課程中增加了無線智能網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。
課堂改革：學(xué)生變成學(xué)者，痛點(diǎn)變成亮點(diǎn)
教學(xué)的效果取決于“教”和“學(xué)”的辯證關(guān)系，從來不是“剃頭挑子一頭熱”的“一廂情愿”。如何讓學(xué)生真正理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)重要技術(shù)的概念和原理，在此基礎(chǔ)上提升思維能力和創(chuàng)新能力，是教學(xué)的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。
馮鋼表示，這門課程的一個(gè)難點(diǎn)是，由于研究個(gè)案較多，學(xué)生需要在課外查閱較多的資料并完成課程的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，這就需要學(xué)生做更多的獨(dú)立思考、更深入地經(jīng)歷研究的整個(gè)過程，這對(duì)研一的學(xué)生而言是一個(gè)全新體驗(yàn)，也是較大的挑戰(zhàn)。
如何解決“教師授課缺乏新意、學(xué)生聽課缺乏興趣、導(dǎo)師感覺缺乏價(jià)值”的問題呢？馮鋼的答案是：
——要把所講的內(nèi)容與學(xué)生實(shí)際生活中經(jīng)常接觸和使用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相結(jié)合，讓學(xué)生有代入感和參與感，深入思考一些平常習(xí)慣的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用背后的本質(zhì)原理。
——要以當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)、通信研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問題為例進(jìn)行講解，幫助學(xué)生建立所學(xué)知識(shí)點(diǎn)和科研工作之間的聯(lián)系。
——在課程項(xiàng)目研究中，要深度參與到學(xué)生的選題、問題定義、建模及問題解決的過程，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課堂所學(xué)理解研究工作的基本要素、過程及方法手段。
在課程報(bào)告的設(shè)計(jì)和選題過程中，馮鋼常鼓勵(lì)學(xué)生從自己專業(yè)方向著手和思考，結(jié)合這門課程學(xué)到的知識(shí)去定義和解決自己研究方向相關(guān)的問題。他鼓勵(lì)學(xué)生多和自己的導(dǎo)師討論和溝通，把課題所學(xué)知識(shí)和自己的科研工作有機(jī)結(jié)合，做到真正的學(xué)有所用。
馮鋼表示：“雖然選課的學(xué)生來自不同的實(shí)驗(yàn)室，各自的研究方向有所區(qū)別，但信息通信領(lǐng)域很多問題具有內(nèi)在聯(lián)系，特別是在模型和數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用上有共通之處。所以，要引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考、學(xué)以致用?！?
立德樹人：心懷國之大者，面向重大需求
2018年4月，習(xí)近平總書記在全國網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，信息化為中華民族帶來了千載難逢的機(jī)遇。我們必須敏銳抓住信息化發(fā)展的歷史機(jī)遇，加強(qiáng)網(wǎng)上正面宣傳，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，推動(dòng)信息領(lǐng)域核心技術(shù)突破，發(fā)揮信息化對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的引領(lǐng)作用，主動(dòng)參與網(wǎng)絡(luò)空間國際治理進(jìn)程，自主創(chuàng)新推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)，為決勝全面建成小康社會(huì)、奪取新時(shí)代中國特色社會(huì)主義偉大勝利、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)作出新的貢獻(xiàn)。
立德樹人始終是通信抗干擾技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的根本任務(wù)，也是每一位老師的職責(zé)使命。馮鋼認(rèn)為，在專業(yè)課程教學(xué)中融入思政教育很有必要，也很重要。我們培養(yǎng)學(xué)生，就是要把理想信念教育、科技報(bào)國精神等融入學(xué)生的世界觀、價(jià)值觀和人生觀，鼓勵(lì)學(xué)生勇于擔(dān)當(dāng)、為國奉獻(xiàn)。
在課堂上，馮鋼在講到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展歷史和案例時(shí)，會(huì)和學(xué)生一起回顧我國在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這一關(guān)鍵領(lǐng)域是如何從落后于人到鍥而不舍地追趕對(duì)手，到如今在這一領(lǐng)域達(dá)到世界先進(jìn)水平，并在多個(gè)方向達(dá)到世界領(lǐng)先的，從而使學(xué)生深刻體會(huì)到我國科學(xué)家和廣大科技工作者不畏困難、兢兢業(yè)業(yè)、開拓進(jìn)取的精神，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)我國信息科技和產(chǎn)業(yè)的歸屬感、榮譽(yù)感，啟發(fā)年輕學(xué)子腳踏實(shí)地、仰望星空，勇于擔(dān)當(dāng)、不懈奮斗。
馮鋼說：“電子科技大學(xué)作為國內(nèi)信息通信領(lǐng)域的排頭兵，從誕生那天起就是一所有使命、有情懷的大學(xué)。我相信，同學(xué)們來到電子科技大學(xué)讀研，都懷著一顆科技報(bào)國的心。因此，我們要努力引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定信念、學(xué)會(huì)思考、掌握方法，將來為國家做出更大的貢獻(xiàn)！”
桃李芬芳：學(xué)生成長(zhǎng)成才，老師甘為人梯
通過一門課程，能否助力“學(xué)生”變成“學(xué)者”？馮鋼表示，“從往屆學(xué)生的表現(xiàn)來看，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都達(dá)到或超過了我的期望。通過一學(xué)期的學(xué)習(xí)和思考，同學(xué)們基本具備了科研思維和素質(zhì)，了解了怎么去定義、建模、分析和解決問題?！?
學(xué)生提交的課程研究報(bào)告很好地把所學(xué)的模型和方法與自己所研究的課題方向相結(jié)合，得到了一些有創(chuàng)新性的研究結(jié)果，為進(jìn)一步的研究和他們的研究生學(xué)位論文工作打下了一個(gè)很好的研究基礎(chǔ)。
2015級(jí)研究生姜微在碩士期間選修了這門課程，被課程相關(guān)內(nèi)容吸引，決定轉(zhuǎn)入馮鋼教授團(tuán)隊(duì)攻讀博士學(xué)位，并在在這門課程相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)了一種最優(yōu)的內(nèi)容傳輸策略來決定傳送用戶所請(qǐng)求的內(nèi)容的源節(jié)點(diǎn)以達(dá)到用戶總的下載速度最大的目的，在領(lǐng)域頂級(jí)期刊IEEE Trans. on Mobile Computing上發(fā)表了題為“Optimal cooperative content caching and delivery policy for heterogeneous cellular networks”的論文，該論文在Web of Science核心合集中的“被引頻次”高達(dá)103。
通過這門課程的學(xué)習(xí)，姜微具備了恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決通信工程的理論問題的能力，為他今后的科研之路打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在后續(xù)的科研工作中，他熟練運(yùn)用課程中所學(xué)到的知識(shí)，發(fā)表SCI期刊論文7篇，國際A類會(huì)議論文5篇，受權(quán)國家發(fā)明專利3項(xiàng)，其中以第一作者或唯一通訊作者發(fā)表SCI期刊論文4篇，國際A類會(huì)議論文2篇。相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在IEEE Transaction on Wireless Communications 和 IEEE Transaction on Mobile Computing等國際知名期刊上。
圖4:曹蔚在信息論旗艦會(huì)議ISIT上介紹自己的研究成果
2016級(jí)博士生曹蔚在碩士期間就選修該門課程，受到馮鋼教授的影響和啟發(fā)，對(duì)現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)里的業(yè)務(wù)流控制機(jī)制、數(shù)學(xué)建模方法、問題求解步驟等產(chǎn)生濃厚興趣，決定轉(zhuǎn)換自己的研究方向，師從馮鋼教授攻讀博士。她堅(jiān)持通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域重大基礎(chǔ)問題的研究，取得了一系列突破，在通信領(lǐng)域國際頂級(jí)期刊和國際旗艦會(huì)議發(fā)表14篇論文，有關(guān)海量接入信道容量限的研究成果被著名科學(xué)家Vincent Poor教授在旗艦會(huì)議ICC 2019開幕式大會(huì)報(bào)告中介紹，引起了學(xué)界的廣泛關(guān)注。2019年，曹蔚榮獲“成電杰出研究生”稱號(hào)。
從2007年至今，馮鋼教授每年都開設(shè)“先進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程，對(duì)莘莘學(xué)子的成長(zhǎng)成才提供了重要的引導(dǎo)和幫助。但是，學(xué)無止境，教無止境。多年來，馮剛一直堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，不斷打磨這門課程的內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，他也不斷根據(jù)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究發(fā)展方向來更新課程內(nèi)容，并不斷地將自己的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)融匯其中，潛移默化地傳遞給學(xué)生。
近年來，馮鋼教授陸續(xù)將網(wǎng)絡(luò)編碼、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)學(xué)及博弈論、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及當(dāng)前十分熱門的智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等內(nèi)容加入到了授課中，讓課程緊跟計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的前沿方向和熱點(diǎn)問題。他說：“學(xué)生是我最好的朋友，我要把最新穎、最精彩的內(nèi)容分享給他們！”
