以學生為中心、問題為載體的計算機網(wǎng)絡課程教學改革研究與實踐

桂林卿 胡素君 肖甫 南京郵電大學

在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，以學生為中心，提高人才自主培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，已成為教育界乃至全社會的共識。計算機網(wǎng)絡課程是計算機學科的一門專業(yè)必修課，教師應以學生為中心，精心備課制作出貼合學生實際的嚴謹準確的數(shù)字化素材，在授課時借助數(shù)字化素材，以問題為載體激發(fā)學生的學習興趣和熱情，培養(yǎng)學生主動思考和自主學習能力。因此，筆者遵循以學生為中心、問題為載體的基本思想，在計算機網(wǎng)絡課程的備課和授課過程中做了初步的教學研究和實踐。

●備課：制作貼合學生實際、嚴謹準確的數(shù)字化素材

備課階段由以下三個步驟組成：

第一步是以教學問題為關(guān)鍵詞收集相關(guān)信息，即通過互聯(lián)網(wǎng)、優(yōu)秀數(shù)字教材、優(yōu)秀教案等各種渠道收集并更新與實際教學問題相關(guān)的數(shù)字化素材。互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)與當今社會完全融為一體，人們已將互聯(lián)網(wǎng)作為最主要的信息交流平臺。人們在互聯(lián)網(wǎng)上提出各種問題，發(fā)表對問題的看法，這些問題中也包括學習問題，甚至會出現(xiàn)與教師所教課程（本文為計算機網(wǎng)絡）緊密相關(guān)的問題。例如，針對學生對枯燥的計算機網(wǎng)絡課程不感興趣、厭學的問題，教師可以“激發(fā)學習興趣+計算機網(wǎng)絡課”為關(guān)鍵詞在搜索引擎及人工智能工具中搜索、收集相關(guān)信息，并對相關(guān)信息進行定期更新。該步驟的一個關(guān)鍵點是搜索技巧，即為了從海量信息中收集盡可能多的相關(guān)信息，需要變換關(guān)鍵詞對同一個問題進行多次搜索。

第二步是以學生為中心對上述收集的相關(guān)信息進行篩選，篩選出最貼合學生實際的信息。最終在課堂上呈現(xiàn)給學生的數(shù)字化素材必須盡可能貼合學生實際，這樣才能引起學生的共鳴，使學生感同身受，愿意接納和理解教學內(nèi)容，達到預期的教學效果。例如，以ChatGPT為代表的人工智能工具目前仍處于初級階段，因此通過這些工具收集到的素材往往只能給出一些條陳式的枯燥建議，不夠人性化。相反，通過搜索引擎可以找到以學生身份發(fā)布的更加貼合實際、更為生動詳實的資料，如在互聯(lián)網(wǎng)平臺上有近年畢業(yè)的學生網(wǎng)友發(fā)布的《“計算機網(wǎng)絡”這門課為何如此之難？》長文，文章從學生視角以幽默生動的方式詳細描述了學生認為該課程難學的原因，并從學生視角給出了一種激發(fā)學習興趣的方法，可以作為比較貼近學生實際情況的素材。

第三步是以嚴謹求實為準則對篩選出的信息進行糾錯和完善，確保呈現(xiàn)給學生的數(shù)字素材在思想和技術(shù)層面都是準確無誤的。第二步雖然篩選出了最貼合學生實際的數(shù)字素材，但由于這些素材大多是以學生視角制作的，在思想或技術(shù)層面或多或少存在不足甚至錯誤，這就需要教師對其中的不足或錯誤進行修改和完善。根據(jù)筆者經(jīng)驗，從互聯(lián)網(wǎng)平臺篩選出的原始素材在技術(shù)方面往往存在以下兩類問題：其一是原始素材制作人為了體現(xiàn)自己具有很高的專業(yè)能力，在技術(shù)內(nèi)容表達方面對素材進行夸大，使得素材存在過于浮夸的問題。這樣的原始素材如果不加以修改就呈現(xiàn)給學生，學生容易被答案表面的酷炫所迷惑，難以真正理解素材技術(shù)內(nèi)容。其二是原始素材在技術(shù)細節(jié)上可能會存在錯誤。原因是原始素材制作人一方面對技術(shù)內(nèi)容的理解不夠深刻準確，另一方面也沒有責任來確保技術(shù)細節(jié)的準確性。為解決上述問題，教師需要對篩選出的數(shù)字素材進一步整理和修改，包括對冗長、條理不清晰的技術(shù)內(nèi)容進行重新梳理，對技術(shù)細節(jié)上的錯誤進行查實糾正，并根據(jù)實際需要在課堂上向?qū)W生對比展示修改前后的內(nèi)容。

●授課：以問題為載體引導學生主動思考和自主學習在課堂教學的各個階段，教師提出與課程知識點相關(guān)的問題，調(diào)動學生思考問題、討論問題、回答問題積極性，從而激發(fā)學生主動思考，有效提高學生的課堂參與度。

在課堂導入階段，教師以視頻、數(shù)據(jù)或圖片的形式引入與本節(jié)課主題密切相關(guān)的具體事例，在該事例的基礎(chǔ)上自然引出本節(jié)課的核心問題，調(diào)動學生根據(jù)已有的知識儲備討論此問題，給出可能的解決方法，并通過對學生的回答進行分析解答最終引出本節(jié)課的主題。例如，在虛擬專用網(wǎng)這一章的課堂導入階段，教師首先播放某跨國公司需要將分散在全球各地的各個分支內(nèi)網(wǎng)連接在一個專用網(wǎng)上的實際需求視頻，使學生迅速理解課程知識的實際應用場景，然后引出核心問題，即“一個大的企業(yè)如何構(gòu)建專用網(wǎng)以連接各地分支內(nèi)網(wǎng)？”，激發(fā)學生主動思考可能的解決方法，最后分析和評價學生給出的各種解決方法，并引出虛擬專用網(wǎng)的基本概念。

在目標設(shè)立階段，教師根據(jù)已導入的課程應用背景，進一步明晰課程學習目標。傳統(tǒng)授課一般通過PPT課件文字形式呈現(xiàn)課程學習目標，這只能讓學生被動接受目標。為使學生能夠深刻理解學習目標，教師可通過啟發(fā)式提問、討論、解答的方式讓學生在了解課程應用背景的基礎(chǔ)上主動思考應達成怎樣的學習目標。例如，在講解虛擬專用網(wǎng)的學習目標時，根據(jù)導入的跨國公司組建專用網(wǎng)絡的需求，由淺入深地啟發(fā)學生思考“虛擬專用網(wǎng)學習可達成怎樣的學習成果？”。在最開始讓學生結(jié)合導入的實際案例來思考學習目標時，學生一般只能給出總體目標，如掌握基于虛擬專用網(wǎng)的內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)。這時，教師可以結(jié)合全球互聯(lián)網(wǎng)的泛在特性，提出更具體深入的問題“內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)之間如何互聯(lián)？”，啟發(fā)學生思考更全面的學習目標。

在前測階段，針對已設(shè)立的學習目標，以問答、小測驗或集體討論等方式讓學生評估自己是否已經(jīng)具備這堂課的學習基礎(chǔ)，當發(fā)現(xiàn)學生不具備學習基礎(chǔ)時，需要立即在短時間內(nèi)為學生補充相關(guān)基礎(chǔ)知識。仍然以上述虛擬專用網(wǎng)一章為例，學習基礎(chǔ)主要包括前面學過的IP地址和協(xié)議相關(guān)基礎(chǔ)知識，如內(nèi)網(wǎng)主機地址的編址方式、本地地址或私有地址的概念、IP數(shù)據(jù)報的格式等。在課堂上可以問答的形式，向?qū)W生提出問題“什么樣的地址是本地地址？”，啟發(fā)學生回顧已有知識，通過學生的回答情況來測試其是否已掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識。

在參與式學習階段，教師在講清基本概念、重難點后，可通過具體案例引入相關(guān)問題，然后采用分組討論或?qū)ｎ}研討的方式，激發(fā)學生的學習熱情，引導學生通過主動思考和互動交流積極參與到學習活動中，這樣不僅能加深學生對重難點知識的理解程度，還能強化學生的表達、溝通、合作等能力素養(yǎng)的培養(yǎng)。例如，在虛擬專用網(wǎng)一章中，隧道傳輸技術(shù)原理是重難點。教師在講授隧道傳輸?shù)幕驹砗螅山o出一個利用公共網(wǎng)絡連接兩個內(nèi)網(wǎng)的案例，遞進式依次提出兩個問題。問題一：如果不采用隧道傳輸技術(shù)，內(nèi)網(wǎng)產(chǎn)生的IP數(shù)據(jù)報能否被公網(wǎng)中路由器轉(zhuǎn)發(fā)？請解釋具體原因。針對該問題，學生分小組討論，根據(jù)各自的理解給出不同的原理解釋，教師可從中發(fā)現(xiàn)學生的獨特觀點。問題二：當采用隧道傳輸技術(shù)時，內(nèi)網(wǎng)產(chǎn)生的IP數(shù)據(jù)報被哪種設(shè)備做了哪些變化之后能被公網(wǎng)中路由器轉(zhuǎn)發(fā)？針對該問題，學生同樣分小組討論、思考和解答，教師隨后對學生的討論結(jié)果進行分析，幫助學生及時鞏固學習成果。

在后測階段，為了判斷學生是否達到預期的學習效果，教師在教學內(nèi)容講解完畢后可以針對每個重難點知識提出測驗問題，然后根據(jù)學生的解答情況及時評估教學效果，并根據(jù)評估結(jié)果反思、調(diào)整教學設(shè)計，從而進一步改進教學效果。例如，在講授完虛擬專用網(wǎng)一章的內(nèi)容后，針對隧道傳輸、數(shù)據(jù)加密、VPN服務器和NAT地址轉(zhuǎn)換等重難點分別提出一到兩個測驗問題，通過對學生解答進行抽檢來快速評估學生的學習效果，對其中出現(xiàn)的學習問題和學生一起討論原因，幫助調(diào)整教學設(shè)計。

在總結(jié)與展望階段，通過提出與課程邏輯和知識要點相關(guān)的問題，讓學生自己進行知識要點的歸納總結(jié)，使學生自主理清課程內(nèi)容知識脈絡，教師再在對重難點知識補充強調(diào)的基礎(chǔ)上指出相關(guān)領(lǐng)域未來發(fā)展趨勢。例如，在總結(jié)虛擬專用網(wǎng)一章時，可提出一個總結(jié)問題，即“針對三種典型通信應用場景分別應采用怎樣的虛擬專用網(wǎng)解決方案？”，引導學生討論總結(jié)，然后根據(jù)學生的總結(jié)回答情況對虛擬專用網(wǎng)的重難點知識進一步強調(diào)，并結(jié)合國家網(wǎng)絡安全的重要性指出虛擬專用網(wǎng)安全是未來發(fā)展的一個重要趨勢。

通過上述以學生為中心、問題為載體的精心備課和授課，學生的學習積極性有明顯改善，課堂學習效率有了較大提升，學生的課堂測驗結(jié)果準確率也在不斷提高。

●結(jié)語

當前，人工智能技術(shù)正在引領(lǐng)人類進入人機協(xié)同、跨界融合、共建分享的新時代，這給教育數(shù)字化變革中的高校教師帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。以學生為中心，以問題為載體，借助數(shù)字化技術(shù)手段，計算機網(wǎng)絡課程授課教師可以不斷促進自身和學生的發(fā)展，激發(fā)學生對枯燥計算機網(wǎng)絡課程內(nèi)容的學習興趣，培養(yǎng)學生的主動思考和自主學習能力，有效提高計算機網(wǎng)絡課程的教學效率。