應用型本科計算機網絡技術教材的一體化建設思路與實踐

張學林 洪曉彬 張新環 段紅彩

摘 要：文章以“教、學、做”一體化、“理論、實踐”一體化、“課程教材、參考教材”一體化為研究內容，以應用型本科課程的計算機網絡技術教材改革為研究載體，探討如何將一體化改革理念實踐到教材中。

關鍵詞：應用型本科課程；計算機網絡技術；一體化改革；實踐

課程建設是一項系統工程，其主要內容是課程體系和教學內容的改革與建設，涉及教學內容、教學方法和教學手段、師資隊伍、教材、教學設施設備、教學管理等方面，是學校教學基本建設的核心。教材是進行教學的基本工具，是體現教學法與教學內容的知識載體，也是深化教育教學改革、全面推進我校“五進”教育、培養應用型人才的保證。

1 教材研究與改革的基礎

1.1 教材研究的背景

目前，適合應用型本科的計算機網絡技術課程教材數量較少，且質量良莠不齊，存在有的教材全篇講原理，沒有相應的實驗與之配套；有的教材有實驗，但實驗與理論不相適應；有的教材部分內容比較陳舊；有的教材內容編排不適合學習者開展自主學習等問題[1]。

1.2 近年教材編寫的研究

（1）部分教材編寫以謝希仁教授主編的《計算機網絡》教材為范式。

該范式的教材有3點共同特征：①框架為“概述+分層介紹+[網絡安全/網絡管理/網絡操作系統/新技術介紹]”，其中中括號內容為各教材可選內容。②教材編排采用“章+節+知識點+練習+[本章總結/知識拓展]”體例，其中，中括號內容為各教材特色內容。③突出基本原理和基本概念的闡述，教材上沒有與之配套的實驗內容[2-3]。

（2）部分教材編寫中突破謝希仁教授教材范式，形成“課程名+主動式教學法+教程”的范式。

在部分教材編寫中常采用主動式教學法，如案例式教學法[4]、任務驅動式教學法[5]、項目引導式教學法[6]，如表1所示。

（3）教材編寫自2017年后掀起“慕課版”“一體化”“立體化”等教材編寫形式新潮流。

新潮流的產生是建立在現代教育理念、現代教育手段與信息技術、網絡技術相互結合的“紙質圖書+在線課程”的時代。慕課版教材是將知識點呈現在紙質圖書上，在網頁上用一種短視頻講解知識點，它是這個時代的初級階段[10]。一體化教材是將“理實一體化”“教學做一體化”“教參一體化”融為一體的編寫形式，它是這個時代的當前階段。立體化教材是教材從紙質形態走向電子形態，將文字、圖像、語音、視頻、動畫等媒體融為一體，將自主學習、學習質量監控、教學考核融為一體，可在計算機或智能設備上存儲和使用的一種編寫形式，它是這個時代的高級階段。

1.3 教材改革的基礎

厚積薄發，醞釀改革。2009年發表了計算機網絡課程的教學改革與實踐的論文，于2011年編寫了計算機網絡課程講義，于2016年編寫了計算機網絡實驗指導書，2017年上半年向學校申報并立項了計算機網絡課程教材編寫項目，2017年下半年向廣東省教育廳申報并立項了“計算機網絡技術教材一體化改革與實踐”課題。

2 教材改革的目標、具體改革內容和擬解決的關鍵問題

教材改革的目標：以審定后的課程指導性文件為依據，編寫一部融合3個一體化為特征的計算機網絡技術一體化教程，建立與之配套的課程教學文檔資料。

具體改革內容：（1）基于“課程服務專業、專業服務學習者”的思想，重新審定課程的邏輯位置、作用、教學內容、實踐環節和實驗條件等指導性文件。（2）擬通過“項目引導、任務驅動”的模式，探討“教、學、做”一體化。（3）擬將學術型教材和實驗指導書優化整合，探討“理、實”一體化。（4）根據教學實踐和學習者用書實情，探討“課程教材、參考教材”一體化。

擬解決的關鍵問題：（1）教師如何通過項目去引導和教育學習者，學習者如何利用任務驅動學習并提高專業能力。（2）如何將既有體系化知識重組，形成“必需、夠用”為度的理論知識，再進行相應實驗實訓鍛煉，并有效完成學以致用目標。（3）破解以往任課教師希望學習者通過輔導教材拓展知識和能力，但學習者對此不領會、不熱情的實情，探究一部學習者不需要輔導教材就可以拓展知識和能力的課程教材。

3 教材編寫的思路與框架

3.1 教材編寫思路

從實際應用出發，從工作過程出發，從項目出發，以近網、組網、用網、管網為主線，采用“項目引導、任務驅動”的方式，通過“提出問題→分析問題→解決問題→拓展提高”四輪驅動，在理論闡述方面，保留知識樹結構，通過層次遞進，以“必需、夠用”為度，按照工作過程來組織和講解知識。

突出“教、學、做”合一的教學思想。以“做”為中心，教和學都圍繞著做，通過項目和任務驅動，使學習者在學中做、做中學。

徹底改變重理論輕實踐、重實踐輕理論、有理論無實踐、有實踐無理論等教材現狀，破解課程教材和實驗指導書兩張皮的現象，將理論教學和實踐教學的載體合二為一，實現“理、實”一體化。

全書設有6個學習情境、14個項目、35個任務。每個學習情境設立若干項目，每個項目以若干任務驅動。教學內容遵循由易到難，層次遞進，循序漸進等原則。學習者能夠通過項目學習，根據興趣和愛好，自主選擇任務，完成相關知識的學習和技能的練習，從而實現“教、參”一體化。

3.2 教材編寫框架

（1）學習情境1：走近計算機網絡。

本情境旨在引導學習者走近計算機網絡世界。要想走近抽象而又真實的計算機網絡世界，就必須掌握計算機網絡的基本概念和通信技術基礎知識。沒有這個基礎，是無法“走近”，更談不上“走進”。因此，設計情境一內容時，就考慮了由網絡技術基礎和通信技術基礎兩個項目組成。

（2）學習情境2：構建局域網。

本情境旨在引導學習者組建局域網。局域網是構建復雜網絡的基礎，是初學者易感知、易實踐、易掌握的知識。情境2是將情境1里抽象的基本概念，走向學習者感知的階段，同時奠定了情境3的網絡互連的基礎。

本情境由局域網、無線局域網、虛擬局域網等3個項目組成。其中，項目3分解的知識點涵蓋局域網的定義、組成、分類、傳輸介質訪問控制方式、IP地址及其計算、組建局域網等內容；項目4分解的知識點涵蓋無線局域網的基本概念和組建無線局域網等內容；項目5分解的知識點涵蓋交換機的概念、原理、功能、分類、基本配置，虛擬局域網的概念、原理、配置等內容；項目3中設計4個任務，項目4中設計2個任務，項目5中設計3個任務。

（3）學習情境3：構建互聯網絡。

本情境旨在引導學習者進行網絡互聯。網絡互聯是指將各種網絡通過網絡設備，使其互相連接起來，實現數據通信和資源共享。為此，設計兩個項目，項目6是實現局域網間互連，項目7是不同網絡連接互聯網。其中，項目6分解的知識點涵蓋網絡互聯的原因、網絡互聯的類型、網絡互聯設備的工作原理、路由器的基礎知識以及配置等內容；項目7分解的知識點涵蓋廣域網的概念、廣域網的組網技術、Internet接入技術等內容；項目6中設計2個任務，項目7中設計3個任務。

（4）學習情境4：網絡服務器的安裝與配置。

情境2和情境3的內容實質就是實現網絡通信，要想在網絡上實現資源共享，就必須將服務器安裝到網絡上，使其發揮通信協調與管理、資源共享。為此，先安排上述2個情境的學習，以便知識正向遷移至本情境。

本情境旨在引導學習者安裝與配置網絡服務器。設計2個項目，項目8分解的知識點涵蓋網絡操作系統的定義、功能、組成、分類、以及幾種典型網絡操作系統介紹等內容；項目9分解的知識點涵蓋服務器的功能、技術、分類、工作原理、以及服務器的選購等內容；項目8中設計3個任務，項目9中設計5個任務。

（5）學習情境5：網絡管理及安全。

情境2至情境4，通過組建網絡和服務器的工作，實現網絡通信和資源共享。但隨著網絡規模不斷擴大，復雜性不斷增加，異構性越來越高，如果沒有一個高效的管理系統對網絡系統進行管理，那么就很難保證網絡的服務功能。本情境基于此，設計4個項目，項目10分解的知識點涵蓋網絡管理的功能、網絡管理資源的表示、網絡管理協議、網絡管理系統的組成、網絡故障的診斷、常見局域網故障、以及網絡維護等內容；項目11分解的知識點涵蓋網絡安全研究的范疇、網絡安全策略的設計與實現、訪問控制與設備安全、以及網絡攻擊與防衛等內容；項目12分解的知識點涵蓋防火墻概述、防火墻體系結構、以及防火墻技術等內容；項目13分解的知識點涵蓋VPN概述、VPN的特點、VPN的處理過程、以及VPN的關鍵技術等內容；項目10—項目13中各設計2個任務。

（6）學習情境6：網絡規劃設計與綜合布線。

設計本情境有兩點考慮：①網絡工程專業將計算機網絡技術課程設為綜合布線先導課程，加上其專業基礎課程屬性，因此，設計本情境是為后續課程開設鋪墊。②對于非網絡工程專業，設計本情境有利于拓寬網絡知識。

（7）拓展知識的安排。

拓展分3類：①層次上拓展，如項目13的內容是VPN，而拓展知識是SSL VPN。②內容上拓展，如項目6的內容是網絡互聯，而拓展知識是路由器的性能指標與選購。③前沿知識的拓展，如項目2的內容是通信技術基礎，而拓展知識的量子通信概述。設計拓展知識是體現“‘提出問題→分析問題→解決問題→拓展提高四輪驅動”構想，是不斷引向學習者朝更深更前沿的方向學習，是貫徹落實專業基礎課本質屬性的體現。

4 本教材的使用—靈活用好“自主”特色

4.1 教師使用本教材

教材通常是各學校的教師按照知識內在的聯系，根據自己或團隊的教學經驗，結合課程實驗條件，編寫了各自特點的教學書籍。在教學實踐中，年輕或經驗不足的老師，往往較難把握教材的難易度、深淺度、新舊度、取舍度、關聯其他課程度。使用本教材的老師，要注意以下3點。

（1）選用前，做好“3情”研究。研究學校人才培養的規格和定位，即校情，明白課程是為培養什么類型和層次的學習者服務；研究學習者的自身情況，即學情，掌握學習者的群體特征、專業、興趣、已開課程、有無關聯后續課程；研究課程教學大綱，即課情，掌握大綱規定的教學內容、學時數、實驗環境和條件。

（2）教師根據校情學情，依據教學大綱，自主選取若干項目或任務用于組織教學，設計部分項目或任務供學生自主學習。

（3）教師不要直接使用教材配套的電子教案和多媒體課件，要通過3輪以上同課程教學，才能較好把握教材的度。

4.2 學習者使用本教材

學習者分兩種類型，一種是在校的學習者，一種是社會的自學者。前者在教師的指導下，全力以赴教學計劃中的學習項目，有余力的學習者可自主選取感興趣的項目或任務；后者要根據自己的專業基礎和價值取向，自主選擇學習的項目或具體的任務。學習者在使用本教材時，均要理論聯系實踐，突出“做中學”。

5 結語

采用“教學做”一體化，使原本枯燥、抽象的理論教學，融入在項目里，分解在任務中，實現了“學中做、做中學”；采用“理實”一體化，解決了理論教程和實驗教程兩張皮的現象，使理論與實踐有機結合；采用“教參”一體化，基本實現了教材在手，無須參考教材的局面，既節省了學習者尋找零散知識的時間，又節省了學習者購書的經費，還有利于環保。計算機網絡技術一體化教程，正是上述“一體化”的實踐者。

[參考文獻]

[1]丘洪偉.應用型本科計算機網絡基礎課程的教學改革及實踐計[J].電腦迷，2016（4）：136.

[2]謝希仁.計算機網絡[M].7版.北京：電子工業出版社，2017.

[3]施曉秋.計算機網絡技術[M].2版.北京：高等教育出版社，2013.

[4]張學林.淺談案例教學法在網頁設計與制作課程教學中的應用[J].中國成人教育，2009（10）：123-124.

[5]王旭紅.”任務驅動”式教學法芻論[J].中國成人教育，2009（4）：119-120.

[6]張學林.項目教學法在“C語言課程設計”中的研究與應用[J].實驗技術與管理，2011（2）：164-167.

[7]張學林.大學計算機應用基礎案例教程[M].長沙：湖南大學出版社，2011.

[8]彭梅.計算機應用基礎任務驅動式教程[M].北京：中國鐵道出版社，2014.

[9]楊云.WindowsServer2012網絡操作系統項目教程[M].北京：人民郵電出版社，2016.

[10]甘勇，尚展壘.C#程序設計（慕課版）[M].北京：人民郵電出版社，2016.