新工科理念下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程在校企合作專業(yè)共建中的教學(xué)探究

潘文文 徐濤 李旭宏 謝輝 賈繼洋

摘? 要： 在“新工科”工程教育改革方向指引下，針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程在以往教學(xué)中存在的“以教為主”、“以課堂為主”及“以結(jié)果評(píng)價(jià)為主”等問題，嘗試在新工科理念下采用校企合作專業(yè)共建方式對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)進(jìn)行改革探索。在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、教學(xué)模式與考核方式三個(gè)層面上闡述教學(xué)改革方案，實(shí)現(xiàn)向“以學(xué)為主”、“課內(nèi)外結(jié)合”及“結(jié)果過程結(jié)合”的轉(zhuǎn)變。改革前后教學(xué)效果的對(duì)比顯示，學(xué)生通過率得到提高。

關(guān)鍵詞： 新工科; 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò); 校企合作; 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2020）04-75-03

Teaching exploration of computer network course in school-enterprise cooperative

specialty co-construction under new engineering concept

Pan Wenwen， Xu Tao， Li Xuhong， Xie Hui， Jia Jiyang

（Zaozhuang University College of Information Science and Engineering， Zaozhuang， Shandong 277160， China）

Abstract： Guiding by the direction of engineering education reform with "new engineering" concept， aiming at the problems of "teaching oriented"， "classroom oriented" and "result evaluation oriented" existing in the past teaching practice of computer network course， this paper attempts to explore the teaching reform for computer network course under the concept of new engineering by the way of school-enterprise cooperative specialty co-construction. This paper elaborates the teaching reform plan from three aspects of teaching content， teaching method， and teaching mode and assessment mode， realizes the transformation to "learning-oriented"， "combination of in and out of class" and "combination of result and process". The comparison of teaching effect before and after the reform shows that the passing rate of students has been improved.

Key words： new engineering; computer network; school-enterprise cooperation; teaching reform

0 引言

我國(guó)應(yīng)用型本科高校曾經(jīng)歷了“卓越工程師”階段，意在培養(yǎng)“知識(shí)體系完整、工程實(shí)踐能力強(qiáng)，創(chuàng)新意識(shí)超前”[1]的工科人才，從而改變傳統(tǒng)工科的培養(yǎng)重理論輕實(shí)踐的局面。為了應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)，滿足國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求和立德樹人新要求，我國(guó)提出“新工科”的工程教育改革方向[2]。

“產(chǎn)學(xué)合作是一種雙贏模式”，有利于改進(jìn)工科人才培養(yǎng)方式，提高工程教育的內(nèi)涵質(zhì)量。隨著我院校企合作專業(yè)共建的不斷深入，我院校企合作培養(yǎng)學(xué)生占了多數(shù)，如何有效開展校企合作，來增強(qiáng)工科人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)同性變得十分重要。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及發(fā)展，新一代信息技術(shù)正在改變?nèi)藗兊墓ぷ骱蜕罘绞絒3]，同樣也給工程教育帶來新機(jī)遇，知識(shí)獲取已經(jīng)不存在障礙，但學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、注意力變成了稀缺資源。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程作為計(jì)算機(jī)類專業(yè)基礎(chǔ)課，也是后續(xù)很多專業(yè)課程的基礎(chǔ)，該課程兼具理論性和實(shí)踐性特點(diǎn)。了解和掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)及具備相應(yīng)的應(yīng)用能力對(duì)本專業(yè)學(xué)生非常重要，在培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型定位的高校中，將工程教育理念融入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革具有十分重要的意義。

1 以往計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中存在的問題

長(zhǎng)期以來，課堂教學(xué)是以教師為中心的教學(xué)，而不是以學(xué)生為中心的教學(xué)，即老師教什么，學(xué)生學(xué)什么，而不去啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，沒能激發(fā)學(xué)生的潛能，這是教學(xué)的一個(gè)很大缺憾。作為一門傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)過程中也不同程度的存在這種問題[4]，以往教學(xué)中存在的“以教為主”、“以課堂為主”及“以結(jié)果評(píng)價(jià)為主”等問題并不能很好的體現(xiàn)專業(yè)認(rèn)證“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)”的理念，需要進(jìn)行進(jìn)一步的改革。

2 新工科理念下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革探索

加快建設(shè)和發(fā)展新工科，首先要從“以教師為中心”的“傳道、授業(yè)、解惑”逐步走向“以學(xué)生為中心”的“悟道、求業(yè)、生惑”的新境界。工程教育的重要特征之一是“動(dòng)手”，與“動(dòng)手”相關(guān)聯(lián)的是“動(dòng)口”、“動(dòng)筆”、“動(dòng)腦”、“動(dòng)心”，“動(dòng)”的過程是能力不斷提升的過程，更是興趣不斷濃郁的過程[5]。

針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程以往教學(xué)中存在的問題，將“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的課程改革作為理念，以工程能力培養(yǎng)作為目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、教學(xué)模式與考核方式分別作了改革探索。

2.1 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法優(yōu)化

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟，網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、基本原理和協(xié)議仍然是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。這些基礎(chǔ)知識(shí)可以使學(xué)生迅速理解新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上增加無線和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)管理等內(nèi)容。其中課堂教學(xué)采用基于OBE的教學(xué)方法，例如其中課堂教學(xué)根據(jù)不同知識(shí)點(diǎn)選擇合適的教學(xué)方法，由于構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的四大要素分別是：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備、通訊介質(zhì)、通訊協(xié)議，而前三大要素都屬于硬件設(shè)備，在工程實(shí)踐中常用到交換機(jī)、路由器、雙絞線、水晶頭、光纖等，對(duì)于此類內(nèi)容的教學(xué)宜采用實(shí)物教學(xué)[6]。而對(duì)于通訊協(xié)議部分，如講解數(shù)據(jù)包封裝解封時(shí)類比郵件投遞過程依此實(shí)現(xiàn)案例式教學(xué);在講IP地址前，提出“為什么有了MAC地址還需要IP地址？”以這樣的問題來實(shí)現(xiàn)問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué);在講解CSMA/CD工作原理、TCP三次握手、滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制等內(nèi)容時(shí)，采用中軟吉大網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)和Packet Tracer網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，以此實(shí)現(xiàn)模擬演示并配合一切資源精心制作多媒體課件進(jìn)行授課，因?yàn)槎嗝襟w技術(shù)集圖像、文字、動(dòng)畫于一體，圖文并茂，形式多樣，使用靈活，信息量大，教師邊講解邊演示能讓學(xué)生更直觀更形象的理解本來抽象復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理。

為了達(dá)到對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)、產(chǎn)出為導(dǎo)向的目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用為切入點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生能力為主要目標(biāo)，以階梯式教學(xué)方式為基礎(chǔ)，將網(wǎng)絡(luò)原理與工程應(yīng)用相結(jié)合對(duì)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行遞進(jìn)式重構(gòu)造。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置如表1所示。①網(wǎng)絡(luò)搭建與數(shù)據(jù)通信部分，學(xué)生可由此熟練掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的搭建方法，理清數(shù)據(jù)包相互間的傳遞機(jī)制。②網(wǎng)絡(luò)通信部分，包含 TCP和UDP 協(xié)議，通過此部分可掌握各應(yīng)用進(jìn)程間網(wǎng)絡(luò)通信編程的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。③網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分，主要包括FTP、DHCP、DNS、WWW服務(wù)器配置等，通過該部分可促使學(xué)生充分地掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的工作機(jī)理。

2.2 教學(xué)模式調(diào)整

以往的教學(xué)模式已不能達(dá)到新工科對(duì)人才工程能力培養(yǎng)的更高要求，阻礙了學(xué)生計(jì)算思維能力的發(fā)展，知識(shí)遷移能力的不足，導(dǎo)致解決實(shí)際問題能力的工程人才培養(yǎng)比較困難[7]。為了達(dá)到對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和產(chǎn)出為導(dǎo)向的目標(biāo)，結(jié)合混合式教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整，主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)階段：課前、課中和課后，如圖1所示。教師在課前制作MOOC視頻和導(dǎo)學(xué)清單，課中負(fù)責(zé)課堂的組織、問題的答疑和學(xué)生完成情況的點(diǎn)評(píng)等工作，課后對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)、思維導(dǎo)圖等評(píng)閱;而學(xué)生在課前根據(jù)任務(wù)清單結(jié)合MOOC進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，課中參與到教師組織的討論中，按步驟完成實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行展示，課后進(jìn)行總結(jié)提升。

課前學(xué)生在線上通過MOOC進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，按照MOOC的學(xué)習(xí)或查閱資料完成理論知識(shí)點(diǎn)的測(cè)試。課上先由教師組織，學(xué)生參與的方式，針對(duì)課前的學(xué)習(xí)展開學(xué)習(xí)過程中遇到的問題和解決方法的討論，期間學(xué)生可以提出問題，老師進(jìn)行解答，針對(duì)普遍存在的問題可以進(jìn)行大范圍的講解、討論，這個(gè)過程是通過線上+線下的方式完成的。課后學(xué)生針對(duì)課前學(xué)習(xí)和課上討論中所遇到的問題和解決方法、所學(xué)知識(shí)等進(jìn)行總結(jié)，每章結(jié)束后完成思維導(dǎo)圖的繪制并在線上提交，可以幫助學(xué)生鞏固知識(shí)，培養(yǎng)其獨(dú)立解決問題的能力和總結(jié)提煉的能力。

2.3 多元化考核

本課程采用多元化的考核方式，由以往的重視結(jié)果考核轉(zhuǎn)為注重過程考核?？己谁h(huán)節(jié)包括基本和附加兩大部分，基本的有課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)與作業(yè)、平時(shí)測(cè)試與思維導(dǎo)圖、期末考試，并設(shè)置了比例和考核評(píng)價(jià)細(xì)則，附加部分有課程相關(guān)MOOC證書或網(wǎng)絡(luò)等級(jí)證書、網(wǎng)絡(luò)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)，可根據(jù)相關(guān)證書類別、等級(jí)來酌情加分?？傆?jì)100分，超過100按100算。

3 教學(xué)改革成果評(píng)價(jià)

我院自2016年在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革，改革前后的數(shù)據(jù)見表2。改革前后通過期末考試的百分比，提高了3%左右。改革后的教學(xué)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了對(duì)知識(shí)的理解，提高了學(xué)生期末考試的通過率。

4 結(jié)束語

在新工科背景下，實(shí)施教學(xué)的過程中根據(jù)學(xué)生志趣調(diào)整教育教學(xué)的方式方法，提高教學(xué)效率和效益，通過融通線下與線上兩個(gè)空間，推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，充分實(shí)現(xiàn)“以教為主”向“以學(xué)為主”轉(zhuǎn)變、“以課堂為主”向“課內(nèi)外結(jié)合”轉(zhuǎn)變及“以結(jié)果評(píng)價(jià)為主”向“結(jié)果過程結(jié)合”轉(zhuǎn)變，豐富教學(xué)方法，加強(qiáng)師生互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的“向?qū)W力”，達(dá)到工程能力培養(yǎng)目標(biāo)，提高工科人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見[EB/OL].2018-01-10.

[2] 唐燈平，凌興宏，魏慧.新工科背景下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類課程實(shí)踐教學(xué)模式探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2019.1：72-75

[3] 魏江等.創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的總體格局、現(xiàn)實(shí)困境與政策走向[J].中國(guó)軟科學(xué)，2015.5.

[4] 金鑫，疏國(guó)會(huì).高職教育“教學(xué)做一體化”課程設(shè)計(jì)方法探索與實(shí)踐──以《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程》課程設(shè)計(jì)為例[J].遵義師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014.16（2）：78-81

[5] 陸國(guó)棟，李拓宇.新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017.3：20-26

[6] 潘文文.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)應(yīng)用型教學(xué)中的改革初探[J].福建電腦，2015.31（10）：66，126

[7] 曹紹龍，朱彬.現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革探索[J].遵義師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2016.18（6）：138-140