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

王天寶

【摘? 要】計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用推動社會各層面的改革，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，實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為高校計算機(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)用背景下基于實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)改革研究策略。通過初探計算機(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)用實踐創(chuàng)新能力。

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

引言

新技術(shù)革命正影響著整個人類社會的進(jìn)程，特別是以信息化技術(shù)為代表，成為人類社會高速發(fā)展的助推器。作為面向工程應(yīng)用的專業(yè)，計算機(jī)技術(shù)是信息化建設(shè)的重要基礎(chǔ)性研究，計算機(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)方面的實踐創(chuàng)新能力得到了廣泛的關(guān)注。

1.計算機(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)。而目前國內(nèi)大部分高校的計算機(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)難以符合新形勢的發(fā)展需求。

同時，教材涉及的內(nèi)容多以理論為主，實踐類內(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。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)的實驗條件。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)時間。而與此同時，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)爭奪學(xué)生的戰(zhàn)爭中，高校教師如何占據(jù)優(yōu)勢并取得勝利是一個需要引起全體高校注意的一個課題。

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，全國各高校停課不停教，停課不停學(xué)，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)平臺，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評價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)計劃也不斷更新，以適應(yīng)新的發(fā)展形勢。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)時間，導(dǎo)致學(xué)生雖然學(xué)習(xí)視野更加寬廣，但是對許多課程的學(xué)習(xí)均是處于一知半解，浮于表面狀態(tài)。這種培養(yǎng)計劃的初衷本是先激發(fā)學(xué)生對某一課程的興趣，然后通過個人的繼續(xù)學(xué)習(xí)來掌握本門課程的相關(guān)知識。然而，已經(jīng)被手機(jī)俘虜?shù)膶W(xué)生，能否實現(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)方式來爭奪學(xué)生，但是教學(xué)方法成功與否與評價方法有著重要的聯(lián)系。傳統(tǒng)通過一張考卷來檢驗學(xué)生對理論知識的理解與記憶，在此基礎(chǔ)上分析、闡述相關(guān)知識點(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)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握情況，又要考察學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力變得越來越重要。

2.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)存在的問題

2.1枯燥的理論知識

目前，計算機(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)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的TCP/IP協(xié)議和國際標(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。對于學(xué)生而言，掌握單次教學(xué)講解的知識點(diǎn)不難，如何將每堂課的知識融合成一個知識體系是難點(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，這些知識對大部分學(xué)生而言較難掌握。如何梳理出計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的知識體系，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，對于像計算機(jī)協(xié)議這些具有較強(qiáng)理論性和抽象性的知識，缺乏趣味性，對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度產(chǎn)生消極影響。

同時，講解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教師雖然具有較強(qiáng)的理論知識，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)用實戰(zhàn)經(jīng)驗，絕大多數(shù)教師沒有企業(yè)工作經(jīng)驗，從未參與大型網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計和研發(fā)工作，導(dǎo)致在實踐教學(xué)過程中不能對學(xué)生提供有效的指導(dǎo)。

2.3匱乏的實驗條件

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

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

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識在知識體系中屬于基礎(chǔ)知識，該部分主要涵蓋計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、各層協(xié)議的工作原理、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全等有關(guān)知識。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐知識是以工程應(yīng)用為引導(dǎo)，將基礎(chǔ)理論知識轉(zhuǎn)化為實踐操作能力，如路由器的設(shè)置、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計及配置、無線網(wǎng)絡(luò)的配置等內(nèi)容。計算機(jī)創(chuàng)新知識，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)合了理論知識與實踐知識，對學(xué)生綜合掌握數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及計算機(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)、路由器配置等知識具有非常積極的作用。同時，通過專題研討，激勵了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對提振學(xué)生掌握本門課程知識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。

互動式教學(xué)方法通過營造多邊互動的教學(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間學(xué)習(xí)相關(guān)知識。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)的寶貴時間，學(xué)生能夠更專注于主動的基于項目的學(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)生可以針對自己感興趣的課題與教師一起研究，將理論知識與實際應(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，讓枯燥的理論知識學(xué)習(xí)變得生動起來。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建立基于實踐創(chuàng)新的評價體系

傳統(tǒng)采用理論筆試加實驗考核的課程評價體系，難以對課堂教學(xué)效果進(jìn)行有效評價。特別是現(xiàn)在高校中，某些實驗課流于形式，實驗內(nèi)容較少，與理論和實踐脫節(jié)嚴(yán)重。實驗實踐課可選擇性較小，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)實踐創(chuàng)新能力的教學(xué)評價體系成為亟待解決的問題。為培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，可從以下幾個方面進(jìn)行改革：（1）課程考核分為：期末卷面考核，實踐/實驗考核，專題考核，參與度考核四部分，其中參與度考核包括課堂、實驗、專題的參與程度。課程總成績由上述四部分構(gòu)成，其中期末卷面考核占50%，實踐/實驗考核占20%，專題考核占20%，課堂、實驗、專題參與度考核占10%。

通過增加實驗/實踐課及專題考核在期末綜合成績中的比重，可以使得學(xué)生更加重視計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實踐和專題教學(xué)的學(xué)習(xí)，可有效提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和實踐創(chuàng)新能力。通過對采用該評價體系，讓教師更加容易的把握學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用情況，有效提高了教學(xué)質(zhì)量，同時可最大程度吸引學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在實踐、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)的知識體系，改革新的教學(xué)方法，建立新的評價體系等方面進(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，通過實踐增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，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。

參考文獻(xiàn)

[1]王小耿. 基于翻轉(zhuǎn)課堂的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教改[J].電腦知識與技術(shù)， 2018， 14（27）：138-139（146）.

[2] 邵偉宏. 基于工程實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革初探[J]. 計算機(jī)產(chǎn)品與流通 ， 2019， 4：170-172.

[3]張婧. 基于“翻轉(zhuǎn)課堂”+項目驅(qū)動的計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)改革研究[J]. 電腦知識與技術(shù)， 2019， 15（23）： 177-178.

[4] 王平，丁小妹. 應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程教學(xué)探索與改革[J]. 現(xiàn)代計算機(jī)， 2020， 4： 106-109.