工程應(yīng)用背景下基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革研究

王天寶

【摘? 要】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用推動(dòng)社會(huì)各層面的改革，為高校學(xué)生提供了更加廣闊的就業(yè)前景。然而，作為面向工程應(yīng)用的一門課程，實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革帶來了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。本文分析了高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的現(xiàn)狀，研究了教學(xué)過程中存在的問題，基于以上分析和研究提出了工程應(yīng)用背景下基于實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)改革研究策略。通過初探計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革研究，旨在培養(yǎng)適應(yīng)新工科要求的高校學(xué)生工程應(yīng)用實(shí)踐創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】高校學(xué)生;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);教改研究;實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng);工程應(yīng)用

引言

新技術(shù)革命正影響著整個(gè)人類社會(huì)的進(jìn)程，特別是以信息化技術(shù)為代表，成為人類社會(huì)高速發(fā)展的助推器。作為面向工程應(yīng)用的專業(yè)，計(jì)算機(jī)技術(shù)是信息化建設(shè)的重要基礎(chǔ)性研究，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為信息化建設(shè)中不可或缺的一環(huán)起著越來越重要的作用。在工程應(yīng)用背景下，如何培養(yǎng)高校學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的實(shí)踐創(chuàng)新能力得到了廣泛的關(guān)注。

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1教學(xué)內(nèi)容難以適應(yīng)新的應(yīng)用背景

計(jì)算機(jī)技術(shù)是高校所有學(xué)科中發(fā)展速度最快、新技術(shù)更新最快的學(xué)科之一。在全球科研工作者的共同努力下，計(jì)算機(jī)技術(shù)以前所未有的速度向前發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面，新技術(shù)、新理論、新方法不斷涌現(xiàn)。而目前國(guó)內(nèi)大部分高校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材仍然沿用過去的教材，有的內(nèi)容相對(duì)落后，而像物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+等新技術(shù)卻很少涉及，現(xiàn)有教學(xué)模式已經(jīng)難以符合新形勢(shì)的發(fā)展需求。

同時(shí)，教材涉及的內(nèi)容多以理論為主，實(shí)踐類內(nèi)容較少，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情?，F(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材采用的結(jié)構(gòu)主要包括兩大部分。第一部分主要講解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作原理。第二部分主要講解網(wǎng)絡(luò)安全、音頻/視頻服務(wù)及無線網(wǎng)絡(luò)等方面的知識(shí)。這些內(nèi)容要么偏重理論，難以吸引學(xué)生的注意力;要么可以引起學(xué)生的興趣，但是高校不具備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件。由此可見，這種偏重理論教學(xué)的教學(xué)模式，難以滿足現(xiàn)在企業(yè)要求學(xué)生具有解決實(shí)際網(wǎng)絡(luò)問題能力的要求。

1.2教學(xué)方法難以滿足新的教學(xué)對(duì)象

隨著智能手機(jī)的不斷普及和無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，學(xué)生上課注意力不集中，上課玩手機(jī)現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。手機(jī)的各種通信、游戲等APP以令人咋舌的速度出現(xiàn)，這些APP突破了高校學(xué)生的免疫防線，不斷侵占學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)時(shí)間。而與此同時(shí)，高校的教學(xué)方法仍然沿用過去幾十年老師唱獨(dú)角戲，學(xué)生冷眼旁觀的模式。在與手機(jī)爭(zhēng)奪學(xué)生的戰(zhàn)爭(zhēng)中，高校教師如何占據(jù)優(yōu)勢(shì)并取得勝利是一個(gè)需要引起全體高校注意的一個(gè)課題。

目前，高校教學(xué)方法也不斷改革，取代傳統(tǒng)粉筆板書模式，而采用諸如PPT、掛圖、CAI課件等手段的多媒體教學(xué)模式也面臨新的改革。翻轉(zhuǎn)課堂、雨課堂、網(wǎng)絡(luò)課堂等新的教學(xué)方式不斷涌現(xiàn)，特別是在2020年新冠肺炎疫情下，全國(guó)各高校停課不停教，停課不停學(xué)，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，采用雨課堂、網(wǎng)絡(luò)課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，使得高校的正常教學(xué)秩序和教學(xué)制度得以正常運(yùn)行發(fā)揮了重要的作用。

1.3評(píng)價(jià)方法難以符合新的教學(xué)目標(biāo)

在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的現(xiàn)在，高校的培養(yǎng)計(jì)劃也不斷更新，以適應(yīng)新的發(fā)展形勢(shì)。然而，有的高校為了開設(shè)新的課程而不斷壓縮傳統(tǒng)課程的教學(xué)時(shí)間，導(dǎo)致學(xué)生雖然學(xué)習(xí)視野更加寬廣，但是對(duì)許多課程的學(xué)習(xí)均是處于一知半解，浮于表面狀態(tài)。這種培養(yǎng)計(jì)劃的初衷本是先激發(fā)學(xué)生對(duì)某一課程的興趣，然后通過個(gè)人的繼續(xù)學(xué)習(xí)來掌握本門課程的相關(guān)知識(shí)。然而，已經(jīng)被手機(jī)俘虜?shù)膶W(xué)生，能否實(shí)現(xiàn)自我繼續(xù)學(xué)習(xí)已經(jīng)成為值得懷疑的事情。雖然可以通過改變教學(xué)方式來爭(zhēng)奪學(xué)生，但是教學(xué)方法成功與否與評(píng)價(jià)方法有著重要的聯(lián)系。傳統(tǒng)通過一張考卷來檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與記憶，在此基礎(chǔ)上分析、闡述相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的方式已經(jīng)難以適用新的教學(xué)目標(biāo)。在以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力為教學(xué)目標(biāo)的前提下，既要考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握情況，又要考察學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力變得越來越重要。

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)存在的問題

2.1枯燥的理論知識(shí)

目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教材結(jié)構(gòu)主要包括兩大部分。第一部分主要講解現(xiàn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的TCP/IP協(xié)議和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的OSI模型結(jié)合的五層協(xié)議的工作原理，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層的原理。第二部分主要講解網(wǎng)絡(luò)安全、音頻/視頻服務(wù)及無線網(wǎng)絡(luò)等方面的知識(shí)。對(duì)于學(xué)生而言，掌握單次教學(xué)講解的知識(shí)點(diǎn)不難，如何將每堂課的知識(shí)融合成一個(gè)知識(shí)體系是難點(diǎn)，而這恰恰是學(xué)生做不好又必須要做的事情。協(xié)議族的每層中各個(gè)子協(xié)議之間的區(qū)別、聯(lián)系、應(yīng)用環(huán)境，不同層之間的接口是如何連接，這些知識(shí)對(duì)大部分學(xué)生而言較難掌握。如何梳理出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)體系，有助于學(xué)生更好的學(xué)習(xí)本課程。

2.2單一的教學(xué)方法

受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，大部分高校和教師依然采用傳統(tǒng)的灌輸式或填鴨式教學(xué)方法。這種方式對(duì)于某些基礎(chǔ)課程，如數(shù)學(xué)等學(xué)科，依然有效，但是難以適應(yīng)計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)需求。雖然教師通過采用PPT等多媒體方式在教學(xué)方法上進(jìn)行了一定的改革，但是也存在諸如幻燈片翻看速度過快，有的知識(shí)點(diǎn)學(xué)生尚未理解就被劃過，導(dǎo)致學(xué)生喪失興趣。同時(shí)，對(duì)于像計(jì)算機(jī)協(xié)議這些具有較強(qiáng)理論性和抽象性的知識(shí)，缺乏趣味性，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度產(chǎn)生消極影響。

同時(shí)，講解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教師雖然具有較強(qiáng)的理論知識(shí)，但是大部分均為畢業(yè)后轉(zhuǎn)型為教師，缺乏網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工程應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，絕大多數(shù)教師沒有企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，從未參與大型網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和研發(fā)工作，導(dǎo)致在實(shí)踐教學(xué)過程中不能對(duì)學(xué)生提供有效的指導(dǎo)。

2.3匱乏的實(shí)驗(yàn)條件

各個(gè)高校，特別是普通高校在硬件設(shè)施參差不齊，高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新?lián)Q代太慢，設(shè)備陳舊，許多高校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備仍然是十幾年前的設(shè)備，難以適應(yīng)高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。許多原本可以采用實(shí)際操作方式進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)只能采用模擬軟件進(jìn)行，而有些需要相關(guān)軟件進(jìn)行模擬的實(shí)驗(yàn)卻無相關(guān)軟件，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)條件與課堂教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)。

3.工程應(yīng)用背景下基于實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)改革研究

3.1構(gòu)建工程應(yīng)用引導(dǎo)的知識(shí)體系

為培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用背景下的實(shí)踐創(chuàng)新能力，可將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)體系分為三個(gè)部分：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐知識(shí)，計(jì)算機(jī)創(chuàng)新知識(shí)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)在知識(shí)體系中屬于基礎(chǔ)知識(shí)，該部分主要涵蓋計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、各層協(xié)議的工作原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全等有關(guān)知識(shí)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐知識(shí)是以工程應(yīng)用為引導(dǎo)，將基礎(chǔ)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐操作能力，如路由器的設(shè)置、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配置、無線網(wǎng)絡(luò)的配置等內(nèi)容。計(jì)算機(jī)創(chuàng)新知識(shí)，主要通過設(shè)置專題學(xué)習(xí)方式進(jìn)行。例如在教學(xué)過程中結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)開展web管理系統(tǒng)開發(fā)等專題，通過專題開發(fā)結(jié)合了理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)，對(duì)學(xué)生綜合掌握數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中涉及的萬維網(wǎng)技術(shù)、域名系統(tǒng)、局域網(wǎng)技術(shù)、路由器配置等知識(shí)具有非常積極的作用。同時(shí)，通過專題研討，激勵(lì)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)提振學(xué)生掌握本門課程知識(shí)的信心具有積極影響。

3.2完善興趣誘導(dǎo)的教學(xué)方法

為改變傳統(tǒng)枯燥乏味的教學(xué)方法，采用互動(dòng)式，翻轉(zhuǎn)課堂，專題研討，理論模擬等教學(xué)方式，不斷誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好的掌握本門課程知識(shí)。

互動(dòng)式教學(xué)方法通過營(yíng)造多邊互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境，教師與學(xué)生在平等的交流探討的過程中，師生間不同觀點(diǎn)的碰撞交融，激發(fā)雙方的主動(dòng)性和探索性，達(dá)成提高教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂改變了教師決定學(xué)習(xí)權(quán)的模式，通過提前發(fā)布教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)老師錄制發(fā)布的教學(xué)視頻，利用課堂外的零碎時(shí)間學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)的寶貴時(shí)間，學(xué)生能夠更專注于主動(dòng)的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，共同研究解決本地化或全球化的挑戰(zhàn)以及其他現(xiàn)實(shí)世界面臨的問題，從而獲得更深層次的理解。通過專題研討或?qū)ｎ}學(xué)習(xí)的模式，學(xué)生可以針對(duì)自己感興趣的課題與教師一起研究，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，具有較好的教學(xué)效果，例如上面提到的web開發(fā)專題學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中面臨的各種攻擊的研討。理論模擬可通過做游戲的方式讓學(xué)生更好的理解相關(guān)的理論知識(shí)，讓枯燥的理論知識(shí)學(xué)習(xí)變得生動(dòng)起來。再如局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)通過MAC地址進(jìn)行通信的工作原理，可以由幾位學(xué)生充當(dāng)主機(jī)，一位老師充當(dāng)交換機(jī)，通過在不同管道內(nèi)傳遞紙條的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀通過交換機(jī)的接口與不同主機(jī)間的傳輸、MAC地址表的維護(hù)、直接通信與廣播通信等過程，更好的理解局域網(wǎng)范圍內(nèi)通過數(shù)據(jù)通信的原理。

3.3建立基于實(shí)踐創(chuàng)新的評(píng)價(jià)體系

傳統(tǒng)采用理論筆試加實(shí)驗(yàn)考核的課程評(píng)價(jià)體系，難以對(duì)課堂教學(xué)效果進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。特別是現(xiàn)在高校中，某些實(shí)驗(yàn)課流于形式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少，與理論和實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課可選擇性較小，難以滿足學(xué)生的興趣需求。因此，在工程應(yīng)用背景下，構(gòu)建新的培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的教學(xué)評(píng)價(jià)體系成為亟待解決的問題。為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革：（1）課程考核分為：期末卷面考核，實(shí)踐/實(shí)驗(yàn)考核，專題考核，參與度考核四部分，其中參與度考核包括課堂、實(shí)驗(yàn)、專題的參與程度。課程總成績(jī)由上述四部分構(gòu)成，其中期末卷面考核占50%，實(shí)踐/實(shí)驗(yàn)考核占20%，專題考核占20%，課堂、實(shí)驗(yàn)、專題參與度考核占10%。

通過增加實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐課及專題考核在期末綜合成績(jī)中的比重，可以使得學(xué)生更加重視計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)踐和專題教學(xué)的學(xué)習(xí)，可有效提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。通過對(duì)采用該評(píng)價(jià)體系，讓教師更加容易的把握學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用情況，有效提高了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)可最大程度吸引學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在實(shí)踐、專題的學(xué)習(xí)成果中獲得更大的信心。

4.結(jié)論

本文分析了目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，研究了教學(xué)過程中存在的問題，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程應(yīng)用背景，提出了培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的應(yīng)用技術(shù)性人才的培養(yǎng)方法。從構(gòu)建以工程應(yīng)用為引導(dǎo)的知識(shí)體系，改革新的教學(xué)方法，建立新的評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行改革。通過教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過實(shí)踐增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，專題教學(xué)又提高了學(xué)生在自己專注的興趣領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，對(duì)高校培養(yǎng)工程應(yīng)用型的新型技術(shù)人才具有積極的意義。

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