基于工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的計算機網絡課程教學改革與實踐

王世剛 王學良

摘要：針對計算機網絡課程的教學現(xiàn)狀，從課堂教學內容、實踐教學內容、教學的方式和方法等方面，分析其存在的問題與不足，通過引入式、啟發(fā)式、問答交流式、自學式等多樣化的教學手段，提高教學質量和效果。教學實踐可說明，改革措施有助于學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而達到了學校人才培養(yǎng)方案的既定目標。

關鍵字：計算機網絡課程;工程背景創(chuàng)新能力;教學改革與實踐;

【分類號】G434

在計算機網絡課程的教學過程中，如何依據這門日新月異的學科和高速發(fā)展的網絡技術特點進行學生工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)？現(xiàn)有的教學內容、教學方法和手段、實踐環(huán)節(jié)如何培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新能力呢？結合這些問題，對計算機網絡課程進行改革和創(chuàng)新。

一、計算機網絡課程的教學現(xiàn)狀

現(xiàn)今，大多數(shù)的高校對計算機網絡課程的教學要求為掌握計算機網絡的基本概念、原理、算法和協(xié)議。重點討論計算機網絡的開放系統(tǒng)互連參考模型的七層體系結構和TCP/IP體系結構。課程主要內容以模型層次結構縱向展開，并對每一層的知識點是橫向講授，但學生所能掌握的也僅僅停留在知識點的簡單記憶上，對其涉及到的配置程序，網絡設備很難進行實際操作，就更別提創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、基于工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教改研究

1. 教學觀念更新

教學觀念的轉變需以教師為主導，學生為主體，并指導學生促進主體發(fā)展。教師更像有一個引領者，指導學生、配合學生、共同完成教學任務達到教學要求。在教學過程中，調動學生的積極因素和主動因素，化被動式學習為主動式學習。

2.教學內容改革

教學內容應以計算機層次結構及其基本概念為重點，只有把這些知識點講授清楚，才可以縮減課堂學時，留給學生更多的學時去思考、學習和工程實踐，從而促進學生的工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。所以，在授課時既要注重基本理論的掌握也要結合工程的實踐指導，并且要在理論與實踐的整合過程中可以借鑒歐洲工程教育和CDIO的先進理念，讓學生以主動方式、實踐的方式在工程背景下系統(tǒng)地學習課程知識，達到工程創(chuàng)新能力和學科意識的完美結合。

基于以上內容，根據教學大綱要求和教學學時的限制，修訂了教學內容，以OSI/RM模型和TCP/IP模型相結合形成一個5層的教學模型，包括：應用層、傳輸層、網絡層、數(shù)據鏈路層、物理層。對于下面四層的基本概念、協(xié)議和每層所涉及的網絡設備要重點講授，對于應用層知識點和網絡新技術需要學生自學，同時給學生講授網絡仿真軟件的使用方法，并讓他們應用軟件對所設計的計算機網絡進行仿真，從而完成課程設計的教學任務。

3.教學方法和手段的改革

在教學過程中，充分發(fā)揮教師的主導性和學生的主體性，因材施教、量體裁衣。一方面尊重學生的個人興趣和理想，另一方面腳踏實地實事求是的制定合理的培養(yǎng)計劃。推行引入式、啟發(fā)式、自學式、問答交流式等多種工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學方法。

（1） “引入式”教學。在授課之前，可以組織學生先走進實驗室，提供學生網絡環(huán)境，讓學生配置計算機網絡軟件，并通過集線器，交換機，路由器等網絡設備，使其連接到Internet。

也可以讓學生嘗試組建局域網，測試連通后進行語音視頻聊天，收發(fā)郵件，資料共享等應用。

這樣的嘗試使學生充分認識到網絡的便捷、高效，從而提高了大家學習的積極性。

（2）“啟發(fā)式”教學。

橫向教學內容展開時，結合每一層的協(xié)議數(shù)據單元、網絡協(xié)議、網絡設備提出相關問題，然后通過PPT的圖片、動畫演示啟發(fā)學生思考問題，并指導學生應用所學知識解決問題，還可以讓大家進行小組討論，提出更多的建設性、創(chuàng)新性的解決方案。

（3）“自學式”教學。

針對自學的內容，學生可以閱讀課本，觀看視頻，網絡查詢，請教學長等形式學習課程內容，并形成學習筆記，向老師和其他同學匯報。

（4）“問答交流式”教學。

在講解仿真軟件實驗時，教師可以先讓大家通過幫助文件學習，然后分布式提出，集中式回答，并且學生可以形成問題討論小組，討論組網過程中，拓撲結構類型、網絡設備選取、參數(shù)設定等問題，最后通過計算、實驗獲取最優(yōu)的解決方案。

（5） 教學手段的多樣化。目前計算機課程的教學通常采用靜態(tài)PPT，雖然信息量大，視覺直觀，但對于通信過程、網絡配置的動態(tài)過程，很難清楚描述。為了加強學生對知識的理解，增強學習興趣，將信息技術與課程融合，營造一個新型的授課氛圍，使其更好地兼顧主導性與主體性，進一步增強學生的工程創(chuàng)新能力。

三、實踐教學環(huán)節(jié)改革

計算機網絡是一門理論與實踐并重的課程，所以學生必須通過大量的實驗練習提高自己的實操性。課程開設了水晶頭鉗制實驗、點對點網絡實驗、交換機、虛擬局域網、路由器配置實驗，實驗為逐級遞進多個層次，分為基礎驗證性實驗、課程綜合性實驗、項目驅動性實驗。通過層次化實驗，使學生的創(chuàng)新能力循序漸進的得到培養(yǎng)。

四、學生評價體系改革

傳統(tǒng)的考試制度，更多的注重理論考核，輕實踐測試，也就不利于學生工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。要改變現(xiàn)有的考核體系，構建多元、動態(tài)、全面的評價體系。把學生在實驗項目中

問題發(fā)現(xiàn)、問題分析、問題解決能力作為重要的評價元素，從而達到，培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力的目的。

本文通過對算機網絡課程教學觀念、教學內容、教學方法和手段、實踐教學、學生評價體系等方面的探索與改革， 尋求培養(yǎng)學生工程創(chuàng)新能力的新途徑。通過課程的學習不僅讓學生掌握計算機網絡體系的基本結構和基礎知識，更讓學生能夠解決實踐中遇到的問題，進一步實現(xiàn)高校對工程創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標。

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項目基金：黑龍江大學教育教學改革工程項目（2014B17）