網(wǎng)絡(luò)思維能力培養(yǎng)的教學(xué)模式研究

摘要：網(wǎng)絡(luò)思維是計算思維的重要發(fā)展，是面向當(dāng)代大學(xué)生的一種普遍認(rèn)識和一類普適技能。文章提出基于網(wǎng)絡(luò)思維的探究式教學(xué)模式，即根據(jù)其在思維形態(tài)、思維方法、行為模式和社會道德4個方面的特征來決定教學(xué)內(nèi)容。該教學(xué)模式包括創(chuàng)設(shè)情境、啟發(fā)思考、自主探究、協(xié)作交流和總結(jié)提高5個環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)思維；教學(xué)模式；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)環(huán)節(jié)

文章編號：1672-5913（2013）01-0025-04

中圖分類號：G642

0 引言

自2006年J.M.Wing教授系統(tǒng)地提出計算思維的概念以來，計算思維作為計算機科學(xué)界最具基礎(chǔ)性和長期性的思想，與理論思維、實驗思維并稱三大科學(xué)思維。許多大學(xué)的教育科研課題都著力研究如何將計算思維融入到課程教學(xué)和教育體系中，期望培養(yǎng)出具有良好的計算思維能力的學(xué)生。

網(wǎng)絡(luò)思維是計算思維的重要發(fā)展，是面向當(dāng)代大學(xué)生的“一種普遍認(rèn)識和一類普適技能”。網(wǎng)絡(luò)時代大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)思維能力的培養(yǎng)，將有助于提高其解決實際問題的能力，激發(fā)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力，使他們適應(yīng)信息化與網(wǎng)絡(luò)化條件下社會各行各業(yè)的工作需求。

作為課堂教學(xué)的一線教師，培養(yǎng)大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)思維能力的工作體現(xiàn)在對教學(xué)的設(shè)計、實施、評價與反思等過程中，這些過程也就是教學(xué)模式。因此，培養(yǎng)大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)思維能力的教學(xué)模式研究已成為網(wǎng)絡(luò)時代下新的教育研究課題。

1 網(wǎng)絡(luò)思維的內(nèi)涵

1.1網(wǎng)絡(luò)思維的概念體系

網(wǎng)絡(luò)思維的概念體系包含思維形態(tài)、思維方法、行為模式和社會道德4個層面。首先，網(wǎng)絡(luò)思維的思維形態(tài)具有非線性、發(fā)散性、開放性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性、群體性等特征。其次，網(wǎng)絡(luò)思維的思維方法是基于圖論進行形式化，即把一個看起來困難的問題轉(zhuǎn)換為圖論中的經(jīng)典問題P5Ftq55ec96QZ0KeuidxFuZLGmpvgBX2w10Rpv8S0QM=，或重新改變我們看待事物的角度，從而獲得解決問題的方法；通過某種聯(lián)系將個體組成一個系統(tǒng)，從個體之間的關(guān)系角度理解或進行系統(tǒng)設(shè)計的方法；按照全分布式和無中心的思想，進行系統(tǒng)組織管理結(jié)構(gòu)設(shè)計的思維方法；在海量數(shù)據(jù)中，通過數(shù)據(jù)挖掘來發(fā)現(xiàn)各要素關(guān)系和隱形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方法；將一個大問題分解成大量的小問題，進行任務(wù)分配和并行處理的方法。再次，網(wǎng)絡(luò)思維的行為模式是基于集群智能解決問題的方法，依靠群體的力量在現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，解決以往手段難于解決的問題。最后，網(wǎng)絡(luò)思維的社會道德是一種協(xié)作與共享的思維方式，“我為人人，人人為我”，通過個體之間的相互合作，實現(xiàn)整體利益的最大化。

1.2網(wǎng)絡(luò)思維與計算思維的對比

網(wǎng)絡(luò)思維是計算思維的發(fā)展，是在新時代環(huán)境下個體思維向群體思維的延伸。網(wǎng)絡(luò)思維與計算思維的主要區(qū)別有如下幾點：

1）思維形態(tài)的特征不同。

網(wǎng)絡(luò)思維是非線性、開放性、系統(tǒng)性和群體性的。網(wǎng)絡(luò)思維求解問題看重個體之間的聯(lián)系，利用海量數(shù)據(jù)來挖掘各要素的關(guān)系和隱形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而計算思維是遞歸的、規(guī)劃的和個體性的思維。計算思維利用啟發(fā)式推理來尋求問題的解答，通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真，將問題重新闡釋來求解，并利用海量數(shù)據(jù)來加快計算。

2）思維方法的理論基礎(chǔ)不同。

網(wǎng)絡(luò)思維解決問題方法的理論基礎(chǔ)主要是網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的基礎(chǔ)概念。網(wǎng)絡(luò)科學(xué)是以圖論為基礎(chǔ)，利用網(wǎng)絡(luò)來描述物理、生物和社會現(xiàn)象，建立這些現(xiàn)象的預(yù)測模型，在不斷吸收其他專業(yè)的最新成果后，建立的一門不斷發(fā)展的新興交叉學(xué)科。而計算思維是計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念。計算機科學(xué)是研究計算機及其周圍各種現(xiàn)象和規(guī)律的科學(xué)，亦即研究計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、程序系統(tǒng)（即軟件）、人工智能以及計算本身的性質(zhì)和問題的學(xué)科。

3）思考問題的行為模式不同。

網(wǎng)絡(luò)思維的行為模式是基于群體智能的，在現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，依靠群體的力量來求解問題。例如，通過社會搜索、社會媒體、社會軟件、市民科學(xué)等社會形式，可以提高信息傳播、系統(tǒng)開發(fā)、探求未知的效能。而計算思維是個體思維，只強調(diào)如何將一個任務(wù)分解和并行處理，并不考慮個體之間如何協(xié)同來解決問題。

4）強調(diào)的社會道德不同。

網(wǎng)絡(luò)思維的社會道德是一種協(xié)作與共享的思維方式，通過“我為人人”的思想實現(xiàn)“人人為我”的目標(biāo)。同時，網(wǎng)絡(luò)思維又包含一些新的網(wǎng)絡(luò)社會規(guī)范，例如，不發(fā)布不健康信息，不侵犯他人的隱私，不破壞或竊取他人的成果。而計算思維并沒有對社會道德進行強調(diào)和約束。

2 基于網(wǎng)絡(luò)思維的教學(xué)模式設(shè)計

基于網(wǎng)絡(luò)思維的教學(xué)模式，應(yīng)該根據(jù)其在思維形態(tài)、思維方法、行為模式和社會道德4個方面的特征來決定其內(nèi)容。保羅·D·埃金等人把常用的教學(xué)模式概括為6種：歸納模式、演繹模式、概念獲得模式、塔巴模式、奧蘇伯爾模式和薩奇曼探究模式。其中，探究模式倡導(dǎo)的以“自主、探究、合作”為特征的學(xué)習(xí)方式，強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于主體地位，最適合網(wǎng)絡(luò)思維能力的形成和發(fā)展。因此，基于網(wǎng)絡(luò)思維的教學(xué)模式可以在探究模式的基礎(chǔ)上進行改進。

教學(xué)模式的總體結(jié)構(gòu)，包括教學(xué)理論依據(jù)、教學(xué)目標(biāo)、操作程序、實現(xiàn)條件和教學(xué)評價。基于網(wǎng)絡(luò)思維教學(xué)模式的理論依據(jù)是網(wǎng)絡(luò)思維的重要性及其概念體系，基于網(wǎng)絡(luò)思維教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)則是為了培養(yǎng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)思維能力，包括發(fā)散性創(chuàng)新的思維形態(tài)、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)相關(guān)理論的思維方法、群體智能的思維方式以及“我為人人”且遵循網(wǎng)絡(luò)社會規(guī)范的社會道德。

基于網(wǎng)絡(luò)思維教學(xué)模式的操作程序，可以借鑒探究教學(xué)模式的操作過程。探究教學(xué)模式的操作過程包括創(chuàng)設(shè)情境、啟發(fā)思考、自主探究、協(xié)作交流和總結(jié)提高5個環(huán)節(jié)。如圖1所示，我們可以在探究教學(xué)模式的5個環(huán)節(jié)中針對網(wǎng)絡(luò)思維的教學(xué)目標(biāo)來設(shè)計。在創(chuàng)設(shè)情景環(huán)節(jié)，教師可以首先創(chuàng)建鼓勵學(xué)生踴躍發(fā)言的輕松的課堂氛圍；在啟發(fā)思維環(huán)節(jié)，教師可以采用類比的方法，將針對學(xué)習(xí)目標(biāo)的問題轉(zhuǎn)化為生活中的問題，啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散性創(chuàng)新思維，以開放的態(tài)度思考問題；在自主探究環(huán)節(jié)，教師可以在課堂上與學(xué)生就提出的問題進行討論，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的相關(guān)理論，如圖論，對問題進行形式化，引導(dǎo)學(xué)生通過課后上網(wǎng)搜索、去圖書館查找資料等方式對問題進行自主探究。在協(xié)作交流環(huán)節(jié)，教師通過按主題分組的方式，組織學(xué)生將各自自主探究的結(jié)果相互交流、討論和補充，加強網(wǎng)絡(luò)思維中的群體思維習(xí)慣和協(xié)作共享的社會道德的培養(yǎng)。在總結(jié)提高環(huán)節(jié)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對討論的結(jié)果以系統(tǒng)觀的角度進行總結(jié)。

基于網(wǎng)絡(luò)思維教學(xué)模式的實現(xiàn)，首先，需要教師和學(xué)生之間建立良好的溝通和交流的氛圍；其次，教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)教學(xué)重點和難點進行有目的的取舍；再次，教學(xué)手段需要采用互動式教學(xué)，教學(xué)環(huán)境需要利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為學(xué)生提供更多的自我探究的資料和相互協(xié)作的平臺。

基于網(wǎng)絡(luò)思維教學(xué)模式的教學(xué)評價，要以學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)思維能力方面的提升為主進行評價，而不能光通過筆試的方式。學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)思維能力會在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中得到體現(xiàn)，因此，教學(xué)評價應(yīng)在學(xué)生的積極發(fā)言、創(chuàng)新思想、信息搜索和整合、協(xié)作能力等各個方面加以考核。

3 基于網(wǎng)絡(luò)思維的教學(xué)模式的應(yīng)用

3.1創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)發(fā)散創(chuàng)新思維

長期以來，以教師為主的課堂授課方式，讓學(xué)生處于被動地位，大部分學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣在課堂上只是聽而不是積極思考，也不敢發(fā)表自己的想法。因此，創(chuàng)設(shè)一個輕松交流、積極思考的課堂氛圍，是展開后續(xù)教學(xué)的重要前提。教師在提出問題前，要鼓勵學(xué)生積極發(fā)言，并將積極發(fā)言作為課程考核中的一部分來計分。

計算機網(wǎng)絡(luò)的知識點多，知識點之間的聯(lián)系不緊密，如何設(shè)定一個問題，也是學(xué)生能否積極發(fā)言的關(guān)鍵。問題太難，學(xué)生無從發(fā)言；問題太簡單，不利于后續(xù)的討論。設(shè)定的問題需要滿足易討論、易展開等特點，從而方便學(xué)生以發(fā)散性的思維考慮問題。根據(jù)這一原則，我們提出按照類比轉(zhuǎn)化的方式來設(shè)定問題，專業(yè)知識問題類比成生活問題，待學(xué)生討論結(jié)束后，再轉(zhuǎn)換成專業(yè)知識。

以計算機網(wǎng)絡(luò)中鏈路層的共享廣播信道訪問技術(shù)為例。該訪問技術(shù)主要解決共享廣播信道訪問的2個問題：如何協(xié)調(diào)多個發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點對同一個共享廣播信道的訪問；如果兩個以上的節(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)幀，產(chǎn)生沖突怎么辦。要從問題著手引導(dǎo)學(xué)生自己得出答案，需要將該技術(shù)問題類比為生活問題，即我們大家一起都坐在一間屋子里，每個人都會在某一時間想講話，如果同時有多個人想講話，就誰也聽不清楚，如何解決以上問題，使學(xué)生可以根據(jù)自己生活中的經(jīng)驗來暢所欲言。這種提問的方式，鼓勵學(xué)生采用發(fā)散性的、開放性的思維來考慮問題。

3.2積極思考，自主探究

自主探究包括課上積極思考來探究和課下借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來探究。如前例中，我們在課堂上提出類比的生活化問題后，學(xué)生們一改平日低頭不語的現(xiàn)象，紛紛發(fā)言。學(xué)生討論完后，我們根據(jù)學(xué)生們給出的解決辦法，在黑板上書寫下要點，并將每個解決辦法轉(zhuǎn)換成專業(yè)技術(shù)。解決辦法與專業(yè)技術(shù)的轉(zhuǎn)換細(xì)節(jié)如表1所示。

學(xué)生討論完畢后，教師可以進一步根據(jù)學(xué)生的解決方案提出問題，如這些解決方案在公平性、時間浪費、發(fā)生沖突、額外代價等方面表現(xiàn)如何。最后教師將此生活問題再轉(zhuǎn)換為技術(shù)問題，根據(jù)信道劃分協(xié)議、隨機接入?yún)f(xié)議和輪流協(xié)議三個主題將學(xué)生分組，讓學(xué)生到課下借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來進一步自主探究。

3.3基于群體智能的協(xié)作交流

學(xué)生在課下自主探究的結(jié)果需要先在組內(nèi)進一步交流。如表2所示，每組學(xué)生通過課下的自主學(xué)習(xí)，了解各自專題下專業(yè)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，并撰寫研究報告，報告中必須給出參考文獻(xiàn)及引用。

組內(nèi)充分交流以后，各組派出一個代表，在組間就其多路訪問協(xié)議在各種情形下的公平性、效率、性能和開銷進行相互對比和討論，得出如表3所示的結(jié)果。

3.4以系統(tǒng)觀思想來總結(jié)提高

通過前面的探究環(huán)節(jié)，學(xué)生對多路訪問協(xié)議的各種技術(shù)有了較全面的了解。教師可以通過一系列問題引導(dǎo)學(xué)生對所有的技術(shù)以系統(tǒng)觀思想，站在更高的角度進行總結(jié)和提高。例如，什么樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備形成了共享廣播信道？共享廣播信道訪問協(xié)議的發(fā)展現(xiàn)狀如何？共享廣播信道會造成怎樣的安全問題？針對這樣的安全問題，有什么辦法可以加以解決？

針對這一知識點展開的整個教學(xué)過程，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散性創(chuàng)新思維形態(tài)、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)相關(guān)理論的思維方法、群體智能的思維方式以及“我為人人”且遵循網(wǎng)絡(luò)社會規(guī)范的社會道德。學(xué)生們課后普遍反映，不僅加深了對知識點的理解，也得到了網(wǎng)絡(luò)思維能力的全面鍛煉。

4 結(jié)語

在信息時代的環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)思維能力的培養(yǎng)成為大學(xué)生能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容。教師培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)思維能力的具體工作應(yīng)該貫穿在整個教學(xué)過程中，因此，基于網(wǎng)絡(luò)思維能力培養(yǎng)的教學(xué)模式探索已經(jīng)成為一個值得研究的課題。未來的工作將會進一步豐富網(wǎng)絡(luò)思維的內(nèi)涵體系，并將網(wǎng)絡(luò)思維能力的培養(yǎng)應(yīng)用到學(xué)生的各門課程學(xué)習(xí)和日?；顒又小?/p>

（編輯：趙廓）