計算機網(wǎng)絡(luò)實踐課研究性教學(xué)的探討與實踐

杜紅樂，張燕，辛建軍

計算機網(wǎng)絡(luò)實踐課研究性教學(xué)的探討與實踐

杜紅樂，張燕，辛建軍

研究性教學(xué)指在教師指導(dǎo)下學(xué)生以“自主、探究、合作、討論”的學(xué)習(xí)方式充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，在深入分析研究性教學(xué)的含義、現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡明網(wǎng)絡(luò)工程實驗課中研究性教學(xué)的重要意義。以計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程為例，從創(chuàng)設(shè)場景、啟發(fā)引導(dǎo)、自主探究、協(xié)作交流、總結(jié)提高5個教學(xué)環(huán)節(jié)到多元化的考核方式對研究性教學(xué)進行探討，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、知識的應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，在該課程的教學(xué)實踐過程中取得比較好的教學(xué)效果。

研究性教學(xué)；計算機網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)改革

0 引言

研究性教學(xué)通過創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)那榫常鲂枰獙W(xué)習(xí)的內(nèi)容，然后在“觀察”“思考”“探究”“討論”“總結(jié)”等活動中，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，通過親身實踐、主動探索解決問題，突破傳統(tǒng)教學(xué)方法的封閉狀態(tài)，為充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，為學(xué)生提供一個動態(tài)、開放、生動、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中，給學(xué)生更多的獲取知識的方法和渠道，使他們在自主學(xué)習(xí)和探索中獲得新的學(xué)習(xí)體驗，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、分析探究、團隊合作、應(yīng)用創(chuàng)新能力。近年來，為了培養(yǎng)大學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力，研究性教學(xué)方法越來越受到重視，教育部在“關(guān)于進一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見”中明確提出，高校“要積極推動研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”[1]，很多教育者對研究性教學(xué)進行了探討和實踐[3-7]，其中幾種典型的研究性教學(xué)方法，如任務(wù)驅(qū)動式[2]、案例驅(qū)動式[3]、項目驅(qū)動式[4]、基于問題學(xué)習(xí)式[5-7]等方法在大學(xué)教學(xué)實踐中得以發(fā)展。本文探討把任務(wù)驅(qū)動式及案例驅(qū)動式相結(jié)合并應(yīng)用到《計算機網(wǎng)絡(luò)》的實踐課中，采用5個步驟實施研究性教學(xué)，在教學(xué)實踐過程中取得比較好的教學(xué)效果。

1 實踐課研究性教學(xué)的意義

《計算機網(wǎng)絡(luò)》不僅是高校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)主干課，同時，也是計算機專業(yè)方面考研統(tǒng)考課程之一，在計算機、網(wǎng)絡(luò)工程及相關(guān)專業(yè)中有著中要的地位。《計算機網(wǎng)絡(luò)》具有很強的實踐性，是掌握計算機網(wǎng)絡(luò)通信基本原理、網(wǎng)絡(luò)基本配置操作、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用的基礎(chǔ)。該課程涉及數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計算機技術(shù)及硬件設(shè)備等方面知識，并且知識更新速度快，該課程最后落腳在應(yīng)用——服務(wù)器配置、組建小型網(wǎng)絡(luò)、管理維護網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)信息安全等，理論知識是實踐應(yīng)用的理論依據(jù)，實踐是對理論部分的加深理解和鞏固，因此，傳統(tǒng)的教師滿堂灌、學(xué)生被動接受、死記硬背、機械訓(xùn)練的課堂講授模式，無法滿足計算機網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)目標(biāo)。

研究性教學(xué)是在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)一種適合知識點應(yīng)用的實際場景，讓學(xué)生在主動探索、主動思考、主動實踐、合作交流的過程中掌握知識，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、不斷挖掘知識嘗試解決問題的能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力、團隊合作意識、溝通交流能力及創(chuàng)新精神的一種教學(xué)模式。研究性教學(xué)重在發(fā)揮學(xué)生的主體作用，強調(diào)發(fā)展學(xué)生的探索能力、實踐能力、應(yīng)用創(chuàng)新能力，因此，在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程中進行研究性教育具有十分重要的意義。

首先，研究性教學(xué)滿足培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標(biāo)。傳統(tǒng)教學(xué)模式對知識的傳承，教學(xué)過程重要是教師的講授，實驗課程則是按照教師的操作步驟進行復(fù)制一遍，并不能很好的理解其中的原理，只能是被動的接受。而研究性教學(xué)則充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，由學(xué)生主動挖掘探討、自主實踐、交流合作中完成相應(yīng)實驗，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

其次，適合我校“應(yīng)用本科”的定位。研究性教學(xué)難在問題場景的創(chuàng)設(shè)，重在學(xué)生探索的過程，落腳在實踐應(yīng)用，3個過程相輔相成。學(xué)生在問題場景中親身體驗感受，主動參與，合作探究，由接受式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃荧@取式學(xué)習(xí)，因此研究性教學(xué)更具實踐性和開放性，學(xué)生在自主、開放、生動的學(xué)習(xí)環(huán)境中，有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和自主探索。學(xué)生挖掘知識的目的明確——實踐應(yīng)用，讓學(xué)生在應(yīng)用中學(xué)習(xí)，因此研究性教學(xué)適合我校“應(yīng)用型本科”的定位。

最后，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。據(jù)統(tǒng)計，在大學(xué)所學(xué)的知識，能應(yīng)用到工作中的不過10%左右，因此“授人魚不如授人以漁”，教會學(xué)生自學(xué)能力比教授知識給學(xué)生更有利于學(xué)生以后的發(fā)展，另外在后續(xù)的工作學(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、在探索中解決問題，將有利于技術(shù)改進、創(chuàng)新。

2 實踐課研究性教學(xué)的實施

研究性教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，能充分體現(xiàn)“教師主導(dǎo)作用，學(xué)生主體作用”的教學(xué)理念，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。研究性教學(xué)模式不僅可以較深入地達到對知識技能的理解與掌握，更有利于自主學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新思維的形成與發(fā)展，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。在此過程中，需要在教師的引導(dǎo)、幫助與支持下充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位。根據(jù)研究性教學(xué)模式的特點及計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程的教學(xué)目標(biāo)，從創(chuàng)設(shè)場景、啟發(fā)思考、自主探討、協(xié)作交流及總結(jié)提高5個關(guān)鍵環(huán)節(jié)對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程進行研究性教學(xué)模式的探討，教學(xué)過程設(shè)計如圖1所示：

圖1 研究性教學(xué)過程

各個教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)中教師與學(xué)生之間的主要活動，重在發(fā)揮學(xué)生的主體作用，如表1所示：

表1 每個環(huán)節(jié)教師與學(xué)生的主要活動

學(xué)生組織、協(xié)調(diào)、引導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生協(xié)作交流總結(jié)提高解決問題方法討論關(guān)鍵問題，深入理解深化、遷移、提高

2.1 創(chuàng)設(shè)場景

創(chuàng)設(shè)場景是研究性教學(xué)的第一步，也是關(guān)鍵一步，直接關(guān)系到后面步驟能不能順利完成，設(shè)計難度過大，學(xué)生“可望而不可及”，過于簡單，達不到教學(xué)目標(biāo)。因此，創(chuàng)設(shè)的場景不僅要具有趣味性、知識性、應(yīng)用性，還要具有一定的層次性，滿足不同程度的學(xué)生。研究性教學(xué)總是圍繞課程中的某個知識點而展開，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)場景，創(chuàng)設(shè)的場景需要具有4個特點：1）知識性，場景應(yīng)該能夠覆蓋相應(yīng)的知識點，符合教學(xué)目標(biāo)要求；2）趣味性，引起學(xué)生的興趣；3）實用性，能與實際應(yīng)用相結(jié)合，通過“學(xué)有所用”激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性；4）挑戰(zhàn)性，為學(xué)有余力的學(xué)生準(zhǔn)備，充分挖掘此類學(xué)生的潛力。結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)的特點，對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程設(shè)計為4個專題：交換技術(shù)專題、路由技術(shù)專題、無線及新技術(shù)專題、安全技術(shù)專題，每個專題包含若干個場景，交換技術(shù)專題和路由技術(shù)專題對應(yīng)的知識模塊、場景設(shè)計、知識點覆蓋及培養(yǎng)學(xué)生的工程理念情況，如圖2所示：

圖2 創(chuàng)設(shè)場景及知識點覆蓋

2.2 啟發(fā)引導(dǎo)

學(xué)習(xí)場景確定后，為了使研究性教學(xué)切實取得成效，需要把學(xué)生引進門，也就是需要向全班學(xué)生提出若干富有啟發(fā)性、能引起學(xué)生深入思考、并與當(dāng)前學(xué)習(xí)對象密切相關(guān)的問題，以便學(xué)生盡快找到問題的切入點，然后對問題進行分析、自主學(xué)習(xí)、探索解決方法。這一環(huán)節(jié)至關(guān)重要，教師需要對場景進行分析，對問題進行分解，教師角色由傳統(tǒng)的“傳道、授業(yè)、解惑”向“設(shè)計師、引路人、推進者”轉(zhuǎn)變。因此對教師的要求提高，教師備課不僅是備知識，更重要的是備學(xué)生，要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、認(rèn)知能力、意志水平、興趣愛好、心理特征等，引導(dǎo)學(xué)生，把學(xué)生引入門是該環(huán)節(jié)教師的主要工作。

2.3 自主探究

研究性教學(xué)模式采用“自主、探究、合作、討論”的學(xué)習(xí)方式，自主探究是該教學(xué)模式的重要環(huán)節(jié)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程實施過程自主研究分為以下4個方面：

（1）需求分析：首先對場景的功能進行分解，然后分析實現(xiàn)場景所描述的功能需要那些設(shè)備、各種設(shè)備的類型、設(shè)備的性能、設(shè)備價格等，這一步至關(guān)重要，直接關(guān)系到后面能不能實現(xiàn)及構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的性能等。在這個過程中教師要對學(xué)生進行引導(dǎo)，對學(xué)生分析不到位的部分，教師對其提出疑問，讓學(xué)生思考、解決、完善；

（2）繪制拓?fù)鋱D，規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)：根據(jù)需求分析后選取的設(shè)備，在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，對每一個設(shè)備進行規(guī)范命名、分配IP地址，確定所需服務(wù)器及其IP地址；確定需要多少個VLAN，那些端口數(shù)那個VLAN，建立相應(yīng)的表；是否需要考慮安全性，對于需要考慮安全性的主機、服務(wù)器采用什么樣的安全策略等。在這一步，無論場景的難易程度，都要求學(xué)生必須繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃形成文檔，這是一個良好工程人員應(yīng)具備的基本素質(zhì)，不能讓學(xué)生隨心所欲地進行相應(yīng)的配置，否則后面的配置將會非常混亂，在具體的工程中導(dǎo)致實現(xiàn)困難。

（3）具體配置：這一步實際就是依據(jù)上面的拓?fù)鋱D及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，利用配置命令實現(xiàn)的過程，即在教師的指導(dǎo)下對上面規(guī)劃的IP地址、布線方案、交換策略、路由策略、安全策略及各種服務(wù)器依照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D進行相應(yīng)的配置。每個場景可能只包含其中的一項或者幾項，但是每個環(huán)節(jié)都不能少，培養(yǎng)學(xué)生施工過程的工程理念。

（4）測試：就是對配置好的網(wǎng)絡(luò)進行測試，即在教師的引導(dǎo)下對第一步設(shè)計的功能進行測試，查看功能是否實現(xiàn)。測試是伴隨配置過程的，是發(fā)現(xiàn)配置錯誤、不足的主要手段，也是網(wǎng)絡(luò)維護必須具備的能力，這一步要在教師的引導(dǎo)下讓學(xué)生掌握常用的測試方法和測試技巧。這里對性能測試不做要求，但是對學(xué)有余力的學(xué)生可以提出相應(yīng)的問題讓學(xué)生思考。

2.4 協(xié)作交流

研究性教學(xué)模式因為采用“自主、探究、合作、討論”的學(xué)習(xí)方式，因此該環(huán)節(jié)是在自主探究環(huán)節(jié)緊密相連的。學(xué)生只有在經(jīng)過了認(rèn)真的自主探究、積極思考后，才可能進入高質(zhì)量的協(xié)作交流階段。也就是說，協(xié)作交流一定要建立在自主探究的基礎(chǔ)之上，才能為學(xué)生提供思路交流、觀點碰撞、成果分享的平臺。教師在此過程中的作用是組織、協(xié)調(diào)、引導(dǎo)，控制課堂，不能使討論對象偏離主體，對一些爭論強烈的問題進行引導(dǎo)，以免學(xué)生進入死胡同；對一些難以解決的問題進行引導(dǎo)答疑，整個過程要充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。目的在于在討論中加深對知識的理解、在知識應(yīng)用中去感悟、在操作中去體會，最終使得在交流中相互提高、體驗成功。該環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生團隊合作意識、語言溝通交流能力。

2.5 總結(jié)提高

教師引導(dǎo)學(xué)生每個專題進行總結(jié)，對學(xué)習(xí)成果進行分析歸納，對當(dāng)前知識點進行深化、遷移與提高，并書寫研究報告。對每個專題中的關(guān)鍵問題進行分析歸納，采用什么樣的解決方法？如果在實際的應(yīng)用中還需要解決那些問題？其他人是怎么解決這些問題的？你自己的解決方案？等等問題進行總結(jié)，并以小組為單位指派代表對這些問題進行陳述，回答教師及學(xué)生提出的問題，教師對個小組中存在問題與不足進行點評，每個小組派代表進行陳述，但研究報告每個學(xué)生都要寫。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分享、學(xué)會欣賞、學(xué)會反思以獲得更深層次的學(xué)習(xí)體驗，激發(fā)學(xué)生進一步探究的興趣與愿望是該環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)。

3 重過程的考核方式

對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核是教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，考核方法將直接影響教學(xué)效果，在此采用過程與結(jié)果相結(jié)合的多元化考核方式。期末考試成績包括：期末考試試卷成績（50%）、書面作業(yè)完成情況（10%）、實驗成績（40%），其中實驗成績分為四個專題，成績給定方法主要參照拓?fù)鋱D繪制情況、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃情況、文檔書寫情況、研究報告書寫、報告陳述情況等方面。

另外在教學(xué)過程中還采取進行獎勵方法，給出3-5個難度較大、綜合性較強的問題，學(xué)生可以分組完成，能夠完成的學(xué)生進行答辯，然后依據(jù)完成情況、答辯情況、相關(guān)文檔進行獎勵分（0-10分），沒有參與的學(xué)生不扣分。在分組的時候每個組最多3人，一個人為組長，答辯時每個學(xué)生必須介紹自己完成部分。該環(huán)節(jié)主要是針對學(xué)有余力的學(xué)生，挖掘這些學(xué)生的潛力。

4 總結(jié)

本文針對《計算機網(wǎng)絡(luò)》實踐性較強的特點，探索把研究性教學(xué)法應(yīng)用到該課程的實踐課中。本文把研究性教學(xué)分為五個步驟：創(chuàng)設(shè)場景、啟發(fā)引導(dǎo)、自主探索、協(xié)作交流、總結(jié)提高，結(jié)合具體的教學(xué)過程對每個步驟進行細化，最后的考核方式重在過程，著重強調(diào)學(xué)生工程理念的養(yǎng)成教育，該教法在具體的實踐過程中取得比較顯著的成效。

[1] 教育部關(guān)于引發(fā)《關(guān)于進一步較強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》和周濟部長在第二次全國普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作會議上的講話的通知[EB/OL]. http://govinfo.nlc.gov.cn/gtfz/zfgb/jyb/20053/201010/t20 101012_457301.html, 2005

[2] 鄺明,李雪梅,高悅.“土木工程制圖”研究性教學(xué)方案設(shè)計及實踐[J].工程圖學(xué)學(xué)報,2011(5):61-64.

[3] 張睿,王祖源,王治國.從案例出發(fā)在工科物理教學(xué)中對研究性教學(xué)開展探索[J].中國大學(xué)教育,2013,(9):63-64.

[4] 許曉東,馮向東.理工科本科研究性教學(xué)模式的研究與實踐[J].中國大學(xué)教學(xué),2008,(11):9-13,24.

[5] 陳錦富,余拜椿,黃亞平等.城市規(guī)劃專業(yè)研究性教學(xué)體系構(gòu)建[J]. 城市規(guī)劃，2009(6):18-23.

[6] 趙秀梅,馬宏偉.計算機網(wǎng)絡(luò)課程群研究性教學(xué)改革研究[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報,2013,28(5):499-502.

[7] 馬忠,趙健梅,邢穎.本科生財務(wù)管理研究型課程設(shè)計與實施[J].中國大學(xué)教學(xué),2007,(5):33-3.

Researching of Research-Oriented Teaching Mode in Computer Network Experimental Teaching

Du Hongle, Zhang Yan, Xin Jianjun
(School of mathematics and computer application, Shangluo University, Shangluo726000, China)

Research-oriented teaching is a teaching mode to make students play pivotal role with the "self, inquiry, cooperation, discuss" learning way under the guidance of teacher. Taking the computer network experiment courses as an example, it carries on the discussion to the research-oriented teaching from the creation of scenarios, enlightenment, self-exploration, cooperation and exchange, summary and improvement. It fosters students’ ability of independent learning, application and creation and achieves good teaching effect in the course of computer network experiment.

Research-Oriented Teaching; Computer Network; Reform in Education

TP311

A

1007-757X(2014)10-0032-03

2014.04.25）

商洛學(xué)院教學(xué)改革項目（編號：10jyjx02011）

杜紅樂（1979-），男，商洛學(xué)院，講師，碩士，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘，商洛，726000張 燕（1977-），女，商洛學(xué)院，助教，碩士，研究方向：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，商洛，726000辛建軍（1975-），男，商洛學(xué)院，講師，學(xué)士，研究方向：機器學(xué)習(xí)，商洛，726000