理工科轉型發展專業實驗教學改革與實踐

周靜 劉全菊

[摘 要]計算機網絡課程是高校理工科專業的必修課程之一，其實驗實踐課程具有特殊性和重要性。但計算機網絡實驗實踐課程目前存在不少問題。高?？梢越柚壳罢谶M行的“卓越計劃”工程和轉型發展的契機，針對轉型發展試點專業環境下軟件工程專業的特殊性和資源環境的實際情況，探索出適合“卓越計劃”工程建設的實際需求和轉型發展改革的實驗教學改革與實踐建議；通過分析實際問題，結合發展需求歸納總結實驗實踐教學模式和教學方法，提出初步實驗實踐教學內容框架模式的設計。經過實踐驗證，該實驗實踐教學方法具有一定成效。另外，高校還應以提高學生自主創新能力為目標，對實驗實踐教學內容框架模式進行轉型改革創新設計的改革和實踐。

[關鍵詞]計算機網絡；實驗實踐；創新能力；實驗內容設計；轉型改革

[中圖分類號] G642.0；TP3-0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）02-0055-03

地方院校轉型發展的主要任務是專業建設和人才培養，而對于理工科專業最關鍵的就是提高專業的實踐教學和創新能力。[8]計算機網絡課程是計算機科學和軟件工程等專業必須開設的一門專業必修課程，與許多課程不同，它需要軟件和硬件的知識及實驗環境相結合，需要理論和應用的緊密結合，需要理論課堂和實驗室的實驗創新互補結合。特別要注意的是，計算機網絡實驗是以探索、挖掘和開發大學生的潛在能力，以自主實現實踐過程和培養創新能力作為實踐教學的主要目標的，此環節實踐教學直接影響到計算機網絡實驗課程教學的質量和效果。

在“卓越工程師教育培養計劃”（以下簡“卓越計劃”）項目的軟件工程專業本科生的實踐教學中，努力實現理論與實踐的協調、科學原理與實驗技術綜合應用、循序漸進與研究探索創新的引導，是培養學生創新思維和技能的重要環節。學生通過與指導教師對實驗過程中具體問題和實驗結果的討論可以拓展思維，激發創新意識，得到創新思維啟發。[2]為了落實學校轉型發展試點專業（軟件工程專業）“卓越計劃”中“2+1+1”模式的“精方向”教學階段[7]，將創新意識、創新能力培養貫穿于人才培養的全過程和每個教學環節的特點，本文針對計算機網絡實驗課程中實踐教學實際存在的問題，分析軟件工程專業實際的實踐教學模式和實驗內容的設計，給出探索性的實踐教學改革建議——在實踐教學過程中對培養創新能力等方面進行探討。

一、計算機網絡實驗課程存在的問題

目前高校理工科專業開設的計算機網絡課程一般分為理論教學和實驗教學課程兩個部分。理論教學部分的教學內容和方法，很多高校都已經進行了多方位的研究和探索，有了比較成熟的教學方法和理念以及教材；同時為了使理論教學部分更加完善，也在不斷地引入國外先進的網絡課程方向的教學模式和教材。而計算機網絡的實驗教學，無論從教材還是從實驗方面，相比理論教學都顯得很薄弱。目前軟件工程專業的計算機網絡實驗課程存在以下問題[4]：

（一）缺乏與理論教學配套的實驗教材

目前有不少的實驗教材，但這些教材普遍存在的問題是無法和計算機網絡課程的理論教材進行有效配對，同時實驗內容單一，能夠給教師參考借鑒的內容很少?，F在使用的都是針對軟件工程專業而自編的偏重于軟件開發和仿真實驗方向的實驗教材。[5]

（二）缺乏合理的實驗教師隊伍

實驗教師隊伍建設是提高實驗教學水平的重要方面，直接決定了實驗教學效果。目前部分高校缺乏一支年齡、支撐結構科學合理的實驗教師隊伍。

（三）缺乏對實踐教學的重視

實踐學時基本只是理論學時的四分之一，實踐教學的學時不足導致了學生在實踐學習過程中缺乏足夠的時間來完成實驗實踐項目任務，學生只能被動地接受教師的實驗演示，使學生對網絡的理論學習感到抽象和空洞，結果是教學效果不佳。

（四）缺乏配套的網絡實驗室環境

很多高校將不同課程的實驗放在一個實驗室里讓學生做實驗，但網絡實驗室不是簡單地在操作系統上安裝某個開發環境就能完成的，它需要多方面環境和網絡工具以及設備才能完成。如果沒有相應的實驗設備、實驗環境、實驗仿真軟件，計算機網絡實踐教學根本無從談起，從而也限制了實驗過程中學生自主創新能力的培養。

二、實驗教學模式和實驗內容的改革設計

在地方院校實現轉型發展專業建設過程中，特別是針對理工科專業人才培養方案和體系中存在的師資隊伍不齊和力量薄弱、教學模式更新力度和重視度不夠、實踐設施設備和實驗室環境不齊全以及教材等問題[6]，理工科專業借助轉型發展改革政策和機遇，應用“卓越計劃”的重大改革項目進行專業實驗教學模式和內容的改革。

針對學校的“卓越計劃”項目，軟件工程專業的計算機網絡實踐教學模式主要采用“獨立設課”的開設方式、“啟發式”的教學方法、“精講多練”的實驗過程。獨立設課，主要是指實踐教學不完全依附理論教學，實驗項目之間也相對獨立，每個項目以“任務項目驅動”案例方式開設；“啟發式”的教學方法，主要是調動學生的積極性和自主創新性，每次實驗實踐教學課由教師針對項目精講實驗原理和目標，再由學生自主實踐；“精講多練”的實驗過程，主要是指實驗實踐課讓學生成為“主角”，讓學生充分發揮自主創新能力，完成項目目標、過程和方法，實驗教師不做決定性指導。[7]

實驗內容的核心和基礎是培養學生的基本技能和創新能力。實驗內容的設計需要全面考慮全體學生對基礎內容的熟練掌握程度，并在基礎內容的環境、步驟和結果基礎上，延伸學生的認知和思維過程，引導和開發個人的創新能力來完成實驗內容。

軟件工程專業針對“卓越計劃”項目及自身特點、實際網絡實驗室環境及自編教材，設計了適合“卓越計劃”項目的軟件工程專業的實驗計劃。軟件工程專業的計算機網絡課程共16學時，課內做5個項目實驗。實驗類型分為基礎型、綜合型和提高型；實驗類別分為必修和選修；授課模式是課內外相結合，課內做必修項目，課外做選修項目。實驗的不同類型、不同類別和授課模式體現出“立體化”的實驗教學體系。計算機網絡實驗課程教學內容初步開設項目計劃如表1所示。

三、實驗實踐教學轉型過程中培養創新能力

培養理工科專業學生的創新實踐能力意義重大，它既能夠提高學生的邏輯思維、創新能力、實踐能力，還能夠增強學生（特別是軟件工程專業的學生）的團隊合作開發意識，打磨良好的品質。[8]因此，在實驗實踐教學過程中培養學生的創新能力是有效的，同時需要明確專業學科培養方向和設計合理的實驗課程教學體系。

計算機網絡實驗課程在“卓越計劃”項目的軟件工程專業中是一門設置相對獨立的實踐課程，該課程是使學生深入理解計算機網絡工作機制、協議控制流程以及實現網絡功能的有效途徑。但軟件工程專業學科本身相對偏重于軟件方向，其實踐教學轉型應借助翻轉課堂教學模式來實現實踐教學轉型過程中對學生創新能力的培養。[9]該實驗實踐教學覆蓋計算機網絡的全部內容和知識點，突出通過實驗實踐過程使學生系統深入地分析和理解網絡基礎的原理和網絡功能實現的過程，并面向工程實踐，通過課內與課外相結合開設實踐項目的教學實踐方法，實際自主實踐使用仿真軟件和網絡硬件設備相輔的實踐工具進行網絡項目設計，從而提高學生的工程實踐能力。計算機網絡實驗課程教學體系的“立體化”和實驗方法采用“啟發式”指導以及“精講多練”的實驗過程是提高學生創新實踐思維和能力的關鍵。實驗課程內容對于基礎型項目應作為引導階段，其內容應盡可能簡練、快速，使學生能在實驗指導書的引導下快速完成基礎內容認知；實驗課程內容對于綜合型和提高型項目應作為設計階段，要求學生在完成基礎型實驗的基礎上，進行自主的知識比較、分析、改進從而完成自主綜合設計。[10]在整個實驗實踐教學過程中，首先，教師要對項目進行精講，指點原理和要點；其次，無論是課內還是課外師生都要進行互動討論項目主題的原理和設計；最后，由學生對實驗結果進行分析與討論。整個實驗實踐教學過程要充分挖掘學生個體潛在能力，循序漸進地拓展學生的創新思維和提高創新能力。

四、結語

地方院校轉型發展改革理工科專業計算機網絡課程的教學目的一是與軟件工程專業“卓越計劃”相接軌，二是要培養學生具備“強工程”的高級層次的網絡技能，三是培養學生自主創新能力，實現轉型試點目標。對于計算機網絡課程而言，理論教學和實驗教學都同等重要，但在實際教學中，教師更容易將精力放在理論教學上，而忽略了實驗教學的重要性。實驗教學的欠缺導致學生無法深入理解理論知識，特別是對于軟件工程專業的學生來說，他們本身就偏重于軟件開發和項目管理，而計算機網絡實驗實踐課程是要求軟件和硬件相結合、指導與自主學習相融合的，故學生在面對實際的網絡問題時常常力不從心。本文針對“卓越計劃”項目的轉型發展試點專業（軟件工程）的實際情況，進行探討性分析和提出了一些探索性的教學轉型改革建議，這些探索性的轉型改革建議已經應用在軟件工程專業的計算機網絡課程的實驗實踐教學之中。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王錚.以就業為導向的地方本科院校實驗教學改革實踐[J].大學教育，2017（6）：190-192.

[2] 琚生根，陳黎，周剛，王相國.《計算機網絡》實驗課程的教學探討[J].實驗技術與管理，2013（4）：159-161，165.

[3] 黃岡師范學院“卓越工程師培養計劃”軟件工程專業實施方案[Z].

[4] 魏恒義.計算機網絡專題實驗中的創新能力培養[J].實驗室研究與探索，2013（8）：97-101.

[5] 田運生，劉維華，王景春.綜合性設計性實驗項目建設的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2012（29z）：126-129.

[6] 曹建芳，郝耀軍，王鴻斌.地方高校理工科應用型本科人才培養模式探析[J].大學教育，2017（2）：123-126.

[7] 林元乖.創新型計算機網絡實驗教學研究[J].實驗技術與管理，2010（12）：174-177.

[8] 宋雪麗.科技競賽培養大學生創新實踐能力的問題與對策[J].大學教育，2017（3）：151-152+155.

[9] 趙秋.高職院校綜合實訓項目實施的探究-基于南洋理工學院的考察學習[J].職教論壇，2010（2）：42-43.

[10] 游勝.網絡工程實驗教學的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2005（3）：48-50.

[責任編輯：劉鳳華]