基于建構(gòu)主義的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)法實(shí)踐

劉 斌 黃 勇

（安徽科技學(xué)院信息與網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

基于建構(gòu)主義的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)法實(shí)踐

劉 斌 黃 勇

（安徽科技學(xué)院信息與網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是一門理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的重要課程。本文在闡述建構(gòu)主義教育思想內(nèi)涵、KM教學(xué)法和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際教學(xué)過程，以網(wǎng)絡(luò)層相關(guān)知識的教學(xué)為例，闡述建構(gòu)主義教育理念和KM教學(xué)法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的綜合應(yīng)用方法。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；建構(gòu)主義；知識邏輯結(jié)構(gòu)；思維導(dǎo)圖

響應(yīng)黨和國家的號召，我國高等院校正在掀起新一輪創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革浪潮。創(chuàng)新型人才需要具備三個(gè)基本素質(zhì)，即：自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動手能力和資源掌控能力。因此教育改革的關(guān)鍵是將培養(yǎng)學(xué)生三個(gè)基本素質(zhì)和創(chuàng)新意識有機(jī)融合到學(xué)科專業(yè)的教學(xué)過程中。本文以《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程的教學(xué)為例，討論了一種將KM教學(xué)法和建構(gòu)主義教育思想相結(jié)合的教學(xué)方法，該方法既能促進(jìn)學(xué)生系統(tǒng)地掌握課程知識體系，更有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

一、建構(gòu)主義教育思想內(nèi)涵

建構(gòu)主義觀點(diǎn)認(rèn)為知識應(yīng)該由學(xué)習(xí)者主動建構(gòu)起來，是學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生的同化（量變）過程和順應(yīng)（質(zhì)變）過程。學(xué)習(xí)者遇到某個(gè)情境問題時(shí)，會結(jié)合已有的知識、經(jīng)驗(yàn)，對新知識進(jìn)行分類、篩選、分析、深化等再加工，形成對問題的理解，但因?yàn)閷W(xué)習(xí)者個(gè)體的差異，最終會導(dǎo)致學(xué)習(xí)者對知識的理解具有個(gè)體差異性。在此過程中，教師應(yīng)改變原來知識傳授者的角色，將學(xué)生的個(gè)性和共性有機(jī)結(jié)合，將情境問題和知識系統(tǒng)有機(jī)相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的情境問題，引導(dǎo)學(xué)生自我思考，促使師生之間、學(xué)生個(gè)體之間形成學(xué)習(xí)協(xié)作氛圍，幫助學(xué)生建構(gòu)認(rèn)知體系。教學(xué)也不僅僅是促使學(xué)生理解掌握教材上已有的知識體系，更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自我收集、整理、組織、評判學(xué)習(xí)資料的價(jià)值，學(xué)會獨(dú)立思考和解決情境問題，并自覺地反思和調(diào)整自己的認(rèn)知過程。

二、KM教學(xué)法

KM是知識邏輯結(jié)構(gòu)(Knowledge Logic Structure)和思維導(dǎo)圖(Mind Mapping)的合稱。該教學(xué)法強(qiáng)調(diào)將“知識邏輯結(jié)構(gòu)”作為內(nèi)容主體，以“思維導(dǎo)圖”為教學(xué)載體，將知識內(nèi)容融入思維演繹過程，逐層遞階的構(gòu)造知識系統(tǒng)。其中“知識邏輯結(jié)構(gòu)”給出知識系統(tǒng)的總體架構(gòu)、各子系統(tǒng)劃分、子系統(tǒng)涉及的概念、原理、定理、推演、證明、問題求解等知識點(diǎn)，是宏觀層面上的知識間邏輯關(guān)系。“思維導(dǎo)圖”則強(qiáng)調(diào)將人的左腦邏輯記憶功能和右腦形象思維功能有機(jī)結(jié)合，激發(fā)右腦在學(xué)習(xí)中的作用，幫助學(xué)習(xí)者理清知識結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化思維邏輯，加深知識記憶。思維導(dǎo)圖從微觀層面揭示問題求解的思路，是知識的演繹和精化過程。KM教學(xué)法的核心就是有機(jī)地構(gòu)造宏觀和微觀相結(jié)合的知識體系。

KM教學(xué)法的實(shí)施是根據(jù)知識各個(gè)子系統(tǒng)的關(guān)系，經(jīng)過“抽點(diǎn)→連線→成網(wǎng)→擴(kuò)展→概型→嵌入”等加工處理，構(gòu)造具備層次結(jié)構(gòu)的知識系統(tǒng)的過程?！俺辄c(diǎn)”是提煉核心知識點(diǎn)；“連線”是串接知識點(diǎn)，挖掘內(nèi)在聯(lián)系，形成知識鏈?！俺删W(wǎng)”是擴(kuò)充知識點(diǎn)的縱向和橫向聯(lián)系，將“知識鏈”構(gòu)造成由淺入深的多層網(wǎng)狀知識結(jié)構(gòu)圖。擴(kuò)展是沿著一定的思維脈絡(luò)對“知識網(wǎng)絡(luò)”中知識點(diǎn)進(jìn)行細(xì)節(jié)補(bǔ)充；“概型”相當(dāng)于知識的提煉、總結(jié)和升華?！扒度搿笔窃谏鲜龈鳝h(huán)節(jié)中，通過嵌入思維導(dǎo)圖，以微觀的思維演繹來引導(dǎo)學(xué)生剖析知識內(nèi)在聯(lián)系、把握知識結(jié)構(gòu)。

三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是計(jì)算機(jī)類專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，是計(jì)算機(jī)類研究生入學(xué)考試國家統(tǒng)考的必考科目，也是許多非計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門重要的選修課程。課程集理論性、實(shí)踐性、技術(shù)性、更新性等特點(diǎn)于一體。理論知識抽象、瑣碎，知識點(diǎn)較多，實(shí)踐環(huán)節(jié)對學(xué)生思維能力和動手能力要求較高，學(xué)生普遍反映課程難度較大。目前多數(shù)學(xué)校該課程的理論教學(xué)，是以“教師中心地位”的講授式教學(xué)模式，內(nèi)容依據(jù)教材的章節(jié)順序，圍繞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，以PPT多媒體課件形式逐層分析。學(xué)生普遍感覺內(nèi)容多而枯燥，難以融合貫通。實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式依舊沿著“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹疽蟆鷥?nèi)容步驟→總結(jié)報(bào)告”老套路進(jìn)行。教學(xué)以班級為單位，不考慮學(xué)生的個(gè)體差異，實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證型的項(xiàng)目為主，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外，一般由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)的限制，實(shí)驗(yàn)以小組為單位進(jìn)行。對于思想怠慢的學(xué)生不能很好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用。

四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)實(shí)踐

鑒于《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程的特點(diǎn)，在多年的教學(xué)過程中，經(jīng)過反復(fù)摸索，我們認(rèn)為將KM教學(xué)法和建構(gòu)主義教育觀念融入《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程的教學(xué)是一種較好的教學(xué)思路。采用KM教學(xué)法可以很好地將知識體系形成有機(jī)的層次結(jié)構(gòu)圖展現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生形成知識系統(tǒng)的宏觀體系，也有利于學(xué)生按圖索驥，逐漸擴(kuò)充知識。而在具體知識點(diǎn)的講解過程中使用建構(gòu)主義教育思想，設(shè)定問題情境，引導(dǎo)學(xué)生查找資料、主動學(xué)習(xí)、積極思考、協(xié)作討論、反思檢查、總結(jié)升華，則能更好地訓(xùn)練學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動手能力和資源掌控能力。下面以課程中網(wǎng)絡(luò)層知識為例，闡述KM教學(xué)法和建構(gòu)主義教育思想在《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程教學(xué)的實(shí)施過程。

從宏觀的情境問題上說，網(wǎng)絡(luò)層解決的主要問題是如何使用虛擬互聯(lián)網(wǎng)IP層，實(shí)現(xiàn)兩臺主機(jī)間數(shù)據(jù)包的傳輸任務(wù)。解決這一問題的核心可以抽點(diǎn)成“IP”、“路由”和“服務(wù)”三個(gè)知識點(diǎn)。“IP”部分重點(diǎn)要解決“編址”和“協(xié)議”；“路由”部分則涉及“路由算法”、“路由協(xié)議”、“路由設(shè)備”和“差錯(cuò)反饋”；“服務(wù)”部分則在于闡述網(wǎng)絡(luò)層在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)能否提供可靠的傳輸服務(wù)，內(nèi)容主要涉及“虛電路服務(wù)”和“數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)”。這樣我們就可以進(jìn)一步細(xì)化出二級抽點(diǎn)。圖1是網(wǎng)絡(luò)層基礎(chǔ)KM圖。其中圖中樹的底層節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)一步擴(kuò)展細(xì)化。例如：圖2是編址節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展KM圖。

圖1 網(wǎng)絡(luò)層基礎(chǔ)KM圖

圖2 IP編址節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展KM圖

教學(xué)過程以上述圖為引導(dǎo)線索，精講圖的骨架結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析關(guān)鍵點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)知識，次要的擴(kuò)展知識粗講或交給學(xué)生自學(xué)。對每個(gè)抽點(diǎn)知識進(jìn)行詳細(xì)分析時(shí)，教師根據(jù)知識特點(diǎn)，靈活使用不同的教學(xué)方式，并嵌入建構(gòu)主義教育觀念，通過設(shè)定相對具體的情境問題，引導(dǎo)學(xué)生主動思考、學(xué)習(xí)知識、實(shí)驗(yàn)觀察、討論分析、總結(jié)交流，逐漸建構(gòu)知識系統(tǒng)。表1是交換機(jī)互聯(lián)情境下的5種具體情境問題。學(xué)生在認(rèn)真分析上述5種情況產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，能夠深入理解IP、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)址計(jì)算、是否同網(wǎng)址的判斷方法、通信過程、ARP協(xié)議工作過程、交換機(jī)工作原理等相關(guān)知識。在此基礎(chǔ)上，就可以進(jìn)一步給出路由器互聯(lián)下和混合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用下的情景，并要求學(xué)生分析，加深認(rèn)知。該部分教學(xué)使用思科網(wǎng)絡(luò)模擬器Packet Tracer進(jìn)行演示和活動教學(xué)，教師指出解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象需要的知識（包括：ARP原理、IP作用、掩碼的構(gòu)成、網(wǎng)址運(yùn)算方法、交換機(jī)工作原理、路由器工作原理等），學(xué)生分組在課下學(xué)習(xí)對應(yīng)知識，并進(jìn)行分析討論，課堂上開展小組間交流，教師進(jìn)行思維引導(dǎo)、糾錯(cuò)，將討論過程記入課程平時(shí)成績，促使學(xué)生得出情境問題的答案，通過這種逐漸建構(gòu)知識系統(tǒng)的方法，使得學(xué)生真正掌握IP編址知識基礎(chǔ)，提高實(shí)際應(yīng)用中IP地址規(guī)劃和配置能力。

表1 交換機(jī)互聯(lián)情境下的5種具體情境問題

五、結(jié)束語

將KM教學(xué)法和建構(gòu)主義教育思想相結(jié)合，將瑣碎而抽象的理論知識整體化、有序化、直觀化，有利于學(xué)生對課程知識體系的掌握，注重學(xué)生知識建構(gòu)過程的訓(xùn)練，促使學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度、明確的問題指引、愉快的建構(gòu)過程和自覺地認(rèn)知反思與診斷。為其終身學(xué)習(xí)奠定了一種方法基礎(chǔ)，做到了“過程與方法有機(jī)結(jié)合，知識與能力協(xié)調(diào)發(fā)展”。

[1]謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].6版.北京:電子工業(yè)出版社,2013.

[2]王沛，康廷虎.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論述評 [J].教師教育研究，2004,16(5):15-20.

[3]顧永安.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論述評與教育啟示[J].常熟高專學(xué)報(bào)，2004(6):5-7.

[4]楊炳儒，張?zhí)壹t.理工科課堂KM教學(xué)法研究[J].現(xiàn)代大學(xué)教育,2006(4):83-86.

[5]教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實(shí)施方案[M].北京：高等教育出版社，2010:259-269.

[6]袁志祥，秦鋒，鄭嘯，等.普通工科院校的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)改革的探討[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版）,2007(21):67-69.

The Teaching Practice of Computer Network Course based on Constructivism

Liu Bin,Huang Yong
(Anhui Science and Technology University,Fengyang 233100,China)

Computer Network is an important theoretical and practical course. This paper states Ideological connotation of Constructivism Education and KM teaching method and teaching present situation of computer network course . Combines with the actual teaching process,and as a teaching example of “network layer” ,this paper expounds a kind of comprehensive application method of the constructivism education and KM teaching method in the computer network curriculum.

Computer networks; Constructivism; Knowledge logic structure; Mind mapping

劉斌（1976-），男，副教授。

安徽省高等教育振興計(jì)劃重大教學(xué)改革研究項(xiàng)目“應(yīng)用型高校工科專業(yè)‘互聯(lián)網(wǎng)+’創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革——以網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)為例”（NO.2015zdjy121）；安徽省質(zhì)量工程卓越人才教育培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目“網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（NO.2014zjjh029）。

2016-11-15）