應(yīng)用型本科計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教材的一體化建設(shè)思路與實踐

張學林 洪曉彬 張新環(huán) 段紅彩

摘 要：文章以“教、學、做”一體化、“理論、實踐”一體化、“課程教材、參考教材”一體化為研究內(nèi)容，以應(yīng)用型本科課程的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教材改革為研究載體，探討如何將一體化改革理念實踐到教材中。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科課程；計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；一體化改革；實踐

課程建設(shè)是一項系統(tǒng)工程，其主要內(nèi)容是課程體系和教學內(nèi)容的改革與建設(shè)，涉及教學內(nèi)容、教學方法和教學手段、師資隊伍、教材、教學設(shè)施設(shè)備、教學管理等方面，是學校教學基本建設(shè)的核心。教材是進行教學的基本工具，是體現(xiàn)教學法與教學內(nèi)容的知識載體，也是深化教育教學改革、全面推進我校“五進”教育、培養(yǎng)應(yīng)用型人才的保證。

1 教材研究與改革的基礎(chǔ)

1.1 教材研究的背景

目前，適合應(yīng)用型本科的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教材數(shù)量較少，且質(zhì)量良莠不齊，存在有的教材全篇講原理，沒有相應(yīng)的實驗與之配套；有的教材有實驗，但實驗與理論不相適應(yīng)；有的教材部分內(nèi)容比較陳舊；有的教材內(nèi)容編排不適合學習者開展自主學習等問題[1]。

1.2 近年教材編寫的研究

（1）部分教材編寫以謝希仁教授主編的《計算機網(wǎng)絡(luò)》教材為范式。

該范式的教材有3點共同特征：①框架為“概述+分層介紹+[網(wǎng)絡(luò)安全/網(wǎng)絡(luò)管理/網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)/新技術(shù)介紹]”，其中中括號內(nèi)容為各教材可選內(nèi)容。②教材編排采用“章+節(jié)+知識點+練習+[本章總結(jié)/知識拓展]”體例，其中，中括號內(nèi)容為各教材特色內(nèi)容。③突出基本原理和基本概念的闡述，教材上沒有與之配套的實驗內(nèi)容[2-3]。

（2）部分教材編寫中突破謝希仁教授教材范式，形成“課程名+主動式教學法+教程”的范式。

在部分教材編寫中常采用主動式教學法，如案例式教學法[4]、任務(wù)驅(qū)動式教學法[5]、項目引導(dǎo)式教學法[6]，如表1所示。

（3）教材編寫自2017年后掀起“慕課版”“一體化”“立體化”等教材編寫形式新潮流。

新潮流的產(chǎn)生是建立在現(xiàn)代教育理念、現(xiàn)代教育手段與信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互結(jié)合的“紙質(zhì)圖書+在線課程”的時代。慕課版教材是將知識點呈現(xiàn)在紙質(zhì)圖書上，在網(wǎng)頁上用一種短視頻講解知識點，它是這個時代的初級階段[10]。一體化教材是將“理實一體化”“教學做一體化”“教參一體化”融為一體的編寫形式，它是這個時代的當前階段。立體化教材是教材從紙質(zhì)形態(tài)走向電子形態(tài)，將文字、圖像、語音、視頻、動畫等媒體融為一體，將自主學習、學習質(zhì)量監(jiān)控、教學考核融為一體，可在計算機或智能設(shè)備上存儲和使用的一種編寫形式，它是這個時代的高級階段。

1.3 教材改革的基礎(chǔ)

厚積薄發(fā)，醞釀改革。2009年發(fā)表了計算機網(wǎng)絡(luò)課程的教學改革與實踐的論文，于2011年編寫了計算機網(wǎng)絡(luò)課程講義，于2016年編寫了計算機網(wǎng)絡(luò)實驗指導(dǎo)書，2017年上半年向?qū)W校申報并立項了計算機網(wǎng)絡(luò)課程教材編寫項目，2017年下半年向廣東省教育廳申報并立項了“計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教材一體化改革與實踐”課題。

2 教材改革的目標、具體改革內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題

教材改革的目標：以審定后的課程指導(dǎo)性文件為依據(jù)，編寫一部融合3個一體化為特征的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化教程，建立與之配套的課程教學文檔資料。

具體改革內(nèi)容：（1）基于“課程服務(wù)專業(yè)、專業(yè)服務(wù)學習者”的思想，重新審定課程的邏輯位置、作用、教學內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)和實驗條件等指導(dǎo)性文件。（2）擬通過“項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動”的模式，探討“教、學、做”一體化。（3）擬將學術(shù)型教材和實驗指導(dǎo)書優(yōu)化整合，探討“理、實”一體化。（4）根據(jù)教學實踐和學習者用書實情，探討“課程教材、參考教材”一體化。

擬解決的關(guān)鍵問題：（1）教師如何通過項目去引導(dǎo)和教育學習者，學習者如何利用任務(wù)驅(qū)動學習并提高專業(yè)能力。（2）如何將既有體系化知識重組，形成“必需、夠用”為度的理論知識，再進行相應(yīng)實驗實訓(xùn)鍛煉，并有效完成學以致用目標。（3）破解以往任課教師希望學習者通過輔導(dǎo)教材拓展知識和能力，但學習者對此不領(lǐng)會、不熱情的實情，探究一部學習者不需要輔導(dǎo)教材就可以拓展知識和能力的課程教材。

3 教材編寫的思路與框架

3.1 教材編寫思路

從實際應(yīng)用出發(fā)，從工作過程出發(fā)，從項目出發(fā)，以近網(wǎng)、組網(wǎng)、用網(wǎng)、管網(wǎng)為主線，采用“項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動”的方式，通過“提出問題→分析問題→解決問題→拓展提高”四輪驅(qū)動，在理論闡述方面，保留知識樹結(jié)構(gòu)，通過層次遞進，以“必需、夠用”為度，按照工作過程來組織和講解知識。

突出“教、學、做”合一的教學思想。以“做”為中心，教和學都圍繞著做，通過項目和任務(wù)驅(qū)動，使學習者在學中做、做中學。

徹底改變重理論輕實踐、重實踐輕理論、有理論無實踐、有實踐無理論等教材現(xiàn)狀，破解課程教材和實驗指導(dǎo)書兩張皮的現(xiàn)象，將理論教學和實踐教學的載體合二為一，實現(xiàn)“理、實”一體化。

全書設(shè)有6個學習情境、14個項目、35個任務(wù)。每個學習情境設(shè)立若干項目，每個項目以若干任務(wù)驅(qū)動。教學內(nèi)容遵循由易到難，層次遞進，循序漸進等原則。學習者能夠通過項目學習，根據(jù)興趣和愛好，自主選擇任務(wù)，完成相關(guān)知識的學習和技能的練習，從而實現(xiàn)“教、參”一體化。

3.2 教材編寫框架

（1）學習情境1：走近計算機網(wǎng)絡(luò)。

本情境旨在引導(dǎo)學習者走近計算機網(wǎng)絡(luò)世界。要想走近抽象而又真實的計算機網(wǎng)絡(luò)世界，就必須掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念和通信技術(shù)基礎(chǔ)知識。沒有這個基礎(chǔ)，是無法“走近”，更談不上“走進”。因此，設(shè)計情境一內(nèi)容時，就考慮了由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)和通信技術(shù)基礎(chǔ)兩個項目組成。

（2）學習情境2：構(gòu)建局域網(wǎng)。

本情境旨在引導(dǎo)學習者組建局域網(wǎng)。局域網(wǎng)是構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，是初學者易感知、易實踐、易掌握的知識。情境2是將情境1里抽象的基本概念，走向?qū)W習者感知的階段，同時奠定了情境3的網(wǎng)絡(luò)互連的基礎(chǔ)。

本情境由局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)等3個項目組成。其中，項目3分解的知識點涵蓋局域網(wǎng)的定義、組成、分類、傳輸介質(zhì)訪問控制方式、IP地址及其計算、組建局域網(wǎng)等內(nèi)容；項目4分解的知識點涵蓋無線局域網(wǎng)的基本概念和組建無線局域網(wǎng)等內(nèi)容；項目5分解的知識點涵蓋交換機的概念、原理、功能、分類、基本配置，虛擬局域網(wǎng)的概念、原理、配置等內(nèi)容；項目3中設(shè)計4個任務(wù)，項目4中設(shè)計2個任務(wù)，項目5中設(shè)計3個任務(wù)。

（3）學習情境3：構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

本情境旨在引導(dǎo)學習者進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指將各種網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，使其互相連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享。為此，設(shè)計兩個項目，項目6是實現(xiàn)局域網(wǎng)間互連，項目7是不同網(wǎng)絡(luò)連接互聯(lián)網(wǎng)。其中，項目6分解的知識點涵蓋網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的原因、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的工作原理、路由器的基礎(chǔ)知識以及配置等內(nèi)容；項目7分解的知識點涵蓋廣域網(wǎng)的概念、廣域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)、Internet接入技術(shù)等內(nèi)容；項目6中設(shè)計2個任務(wù)，項目7中設(shè)計3個任務(wù)。

（4）學習情境4：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的安裝與配置。

情境2和情境3的內(nèi)容實質(zhì)就是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，要想在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)資源共享，就必須將服務(wù)器安裝到網(wǎng)絡(luò)上，使其發(fā)揮通信協(xié)調(diào)與管理、資源共享。為此，先安排上述2個情境的學習，以便知識正向遷移至本情境。

本情境旨在引導(dǎo)學習者安裝與配置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。設(shè)計2個項目，項目8分解的知識點涵蓋網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的定義、功能、組成、分類、以及幾種典型網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)介紹等內(nèi)容；項目9分解的知識點涵蓋服務(wù)器的功能、技術(shù)、分類、工作原理、以及服務(wù)器的選購等內(nèi)容；項目8中設(shè)計3個任務(wù)，項目9中設(shè)計5個任務(wù)。

（5）學習情境5：網(wǎng)絡(luò)管理及安全。

情境2至情境4，通過組建網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的工作，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和資源共享。但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，復(fù)雜性不斷增加，異構(gòu)性越來越高，如果沒有一個高效的管理系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行管理，那么就很難保證網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能。本情境基于此，設(shè)計4個項目，項目10分解的知識點涵蓋網(wǎng)絡(luò)管理的功能、網(wǎng)絡(luò)管理資源的表示、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的組成、網(wǎng)絡(luò)故障的診斷、常見局域網(wǎng)故障、以及網(wǎng)絡(luò)維護等內(nèi)容；項目11分解的知識點涵蓋網(wǎng)絡(luò)安全研究的范疇、網(wǎng)絡(luò)安全策略的設(shè)計與實現(xiàn)、訪問控制與設(shè)備安全、以及網(wǎng)絡(luò)攻擊與防衛(wèi)等內(nèi)容；項目12分解的知識點涵蓋防火墻概述、防火墻體系結(jié)構(gòu)、以及防火墻技術(shù)等內(nèi)容；項目13分解的知識點涵蓋VPN概述、VPN的特點、VPN的處理過程、以及VPN的關(guān)鍵技術(shù)等內(nèi)容；項目10—項目13中各設(shè)計2個任務(wù)。

（6）學習情境6：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計與綜合布線。

設(shè)計本情境有兩點考慮：①網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程設(shè)為綜合布線先導(dǎo)課程，加上其專業(yè)基礎(chǔ)課程屬性，因此，設(shè)計本情境是為后續(xù)課程開設(shè)鋪墊。②對于非網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)，設(shè)計本情境有利于拓寬網(wǎng)絡(luò)知識。

（7）拓展知識的安排。

拓展分3類：①層次上拓展，如項目13的內(nèi)容是VPN，而拓展知識是SSL VPN。②內(nèi)容上拓展，如項目6的內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，而拓展知識是路由器的性能指標與選購。③前沿知識的拓展，如項目2的內(nèi)容是通信技術(shù)基礎(chǔ)，而拓展知識的量子通信概述。設(shè)計拓展知識是體現(xiàn)“‘提出問題→分析問題→解決問題→拓展提高四輪驅(qū)動”構(gòu)想，是不斷引向?qū)W習者朝更深更前沿的方向?qū)W習，是貫徹落實專業(yè)基礎(chǔ)課本質(zhì)屬性的體現(xiàn)。

4 本教材的使用—靈活用好“自主”特色

4.1 教師使用本教材

教材通常是各學校的教師按照知識內(nèi)在的聯(lián)系，根據(jù)自己或團隊的教學經(jīng)驗，結(jié)合課程實驗條件，編寫了各自特點的教學書籍。在教學實踐中，年輕或經(jīng)驗不足的老師，往往較難把握教材的難易度、深淺度、新舊度、取舍度、關(guān)聯(lián)其他課程度。使用本教材的老師，要注意以下3點。

（1）選用前，做好“3情”研究。研究學校人才培養(yǎng)的規(guī)格和定位，即校情，明白課程是為培養(yǎng)什么類型和層次的學習者服務(wù)；研究學習者的自身情況，即學情，掌握學習者的群體特征、專業(yè)、興趣、已開課程、有無關(guān)聯(lián)后續(xù)課程；研究課程教學大綱，即課情，掌握大綱規(guī)定的教學內(nèi)容、學時數(shù)、實驗環(huán)境和條件。

（2）教師根據(jù)校情學情，依據(jù)教學大綱，自主選取若干項目或任務(wù)用于組織教學，設(shè)計部分項目或任務(wù)供學生自主學習。

（3）教師不要直接使用教材配套的電子教案和多媒體課件，要通過3輪以上同課程教學，才能較好把握教材的度。

4.2 學習者使用本教材

學習者分兩種類型，一種是在校的學習者，一種是社會的自學者。前者在教師的指導(dǎo)下，全力以赴教學計劃中的學習項目，有余力的學習者可自主選取感興趣的項目或任務(wù)；后者要根據(jù)自己的專業(yè)基礎(chǔ)和價值取向，自主選擇學習的項目或具體的任務(wù)。學習者在使用本教材時，均要理論聯(lián)系實踐，突出“做中學”。

5 結(jié)語

采用“教學做”一體化，使原本枯燥、抽象的理論教學，融入在項目里，分解在任務(wù)中，實現(xiàn)了“學中做、做中學”；采用“理實”一體化，解決了理論教程和實驗教程兩張皮的現(xiàn)象，使理論與實踐有機結(jié)合；采用“教參”一體化，基本實現(xiàn)了教材在手，無須參考教材的局面，既節(jié)省了學習者尋找零散知識的時間，又節(jié)省了學習者購書的經(jīng)費，還有利于環(huán)保。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化教程，正是上述“一體化”的實踐者。

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