應用技術型大學的《計算機網絡》課程教學探索與改革

王平，丁小妹

（1.武夷學院數學與計算機學院物聯網工程系，武夷山354300；2.武夷學院數學與計算機學院信息與計算科學系，武夷山354300）

0 引言

當前，我國的國民經濟快速發展和高等教育逐漸普及，高等教育已經從精英教育進行入大眾化教育階段，使得其服務面擴大為既要培養各種高層次人才，也要培養各行業的支撐人才。尤其是國家戰略引導推進部分地方普通高校向應用技術型大學轉型發展，使得相應的課程建設體系也需適應轉型發展需求，應圍繞應用技術型大學以培養工程實踐創新能力強的應用技術型人才為主的人才培養定位展開。《計算機網絡》課程[1,2]作為計算機專業及其相關專業的專業核心基礎課程，起著承上啟下的課程銜接作用，且具有理論與實踐并重的特點，尤其是目前網絡的普及應用，使得熟悉其知識理論并靈活運用其技術成為理工科應用型人才必備的知識儲備。在本科階段教學中，各高校在制定該門課程的教學計劃時均安排較多的理論課時和實踐課時，雖基本不涉及較為復雜的數學知識，但其內容中涉及到諸多錯綜復雜且彼此交織的概念、協議原理和技術理論，學生學習中需前后貫通并綜合理解，因而學習難度較大，這也為教師的授課教學增加了難度。所以，在各高校的實際教學中，大多數并沒有完全達到預期的教學效果，進而使得學生對該課程知識的掌握不能較好地達到教學要求，造成社會需求與人才知識儲備之間的矛盾差異，從應用技術型人才培養的角度看，該課程教學理應重新組織。

諸多高校學者也對該門課程的教學進行了探索，劉威等人[3]認為自上而下的層次模型教學更貼近學生的日常生活，因為諸多上網行為的技術原理均直接與應用層相關，更能激發學生的學習熱情，更能方便地進行實驗設置，能增強學生的實踐動手能力培養。柴樺等人[4]認為社會應用型人才的培養，更注重于技能培養和實踐能力培養，實踐教學有助于培養學生的綜合創新能力和實踐能力，使學生具有更高的知識儲備和技能型人才素養。張千等人[5]從研究性教學的角度，在《計算機網絡》課程教學中開展研究性教學改革，較好地培養學生的問題意識和創新精神，調動學生的積極性，增加學生的參與度，提升專業課的授課質量。張偉等人[6]提出以基于工作過程系統化的應用型《計算機網絡》課程改革，即采用改革目標設計、課程結構設計與改革實施的步伐進行課程教學改革探索，設計三種學習情境及六大實施步驟進而較好地達到教學目的。袁楚明等[7]通過重構教學內容，調整課程體系布局，進行“案例教學、任務驅動、模塊結構”教學模式改革，以形成知識結構與創新能力培養相交織的教學體系，將以教師為中心的“知識講授型”的傳統教學模式向以學生為中心的“創新能力培養”的教學模式轉變，提升學生自主學習的潛能。劉玉敏等[8]通過強化教學課程設計，利用多種輔助教學工具，簡化教材難度，加強實驗教學督促，強化學生的實踐操作能力，避免了由于教育水平的不成熟導致《計算機網絡》課堂上的混亂，有效地提升《計算機網絡》教學的目標，確保學生在教學中有所收獲。李雄平等人[9]整合加涅學習結果分類和教學設計理論，從言語信息、技能、態度等視角闡述《計算機網絡》課程變式練習設計過程，最后給出一個變式練習模式，基于此模式實施大學《計算機網絡》課程設計，提高大學公共《計算機網絡》課程的教學效果。但上述這些課程改革要么模式不適合應用技術型大學的教學，要么在具體的教學過程中實施困難。

本文根據作者教學團隊多年的一線教學經驗，并結合我校以應用技術型大學為目標的轉型發展情況，以提升學生的實踐創新能力、培養創新意識為導向，采用新的教學理念實現課程體系結構重新設計與組織，合理科學地規劃、篩選教學內容，將新理論、新技術、新方法與應用技術型專業的人才培養方案緊密結合，構建新的《計算機網絡》課程教學模式，激發學生自主學習熱情的同時，契合應用技術型人才的發展目標，從教學觀念、教學內容、教學方法、課堂與實踐教學管理和課程評價體系等方面進行改革研討，旨在提升學生的創新意識素養，培養工程實踐創新能力強的應用技術型人才。

1 教學觀念的轉變

以應用技術型大學為目標的轉型發展，并加大內涵建設力度，應遵循“精簡基本理論，強化技術應用”的原則，意味著對本校層次的地方高校學生培養應著重進行實踐創新能力的培養。要求讓學生將課程體系安排的內容在靈活運用掌握的基礎上，能進行實踐創新，以《計算機網絡》課程內容而言，即為讓學生掌握網絡通信的基本概念、網絡體系結構的構成、協議原理、技術特點和運行機制的基礎上，熟練運用，能創新性地獨立設計各種類型網絡并穩定運行，管理并維護網絡，故障排除與處理，而不能僅僅局限于原理理解。這相對于對傳統的教學而言，加大了應用實踐的要求，也更需要求結合目前新的教學思維、方法、技術手段，有效促成學生從“要我學”到“我要學”的學習思維轉變。

2 課程內容重構與設計

針對計算機科學與技術大類專業在應用技術型人才培養的轉型背景下，對《計算機網絡》課程理論講授和應用實踐需求的不同，可采用“精簡理論、強化應用”的原則，重構教學內容，實現保障基本理論教學的前提下，突出靈活應用技術的特點。按照理論夠用為度，著重強調實踐能力的培養原則，從基本概念入手，以動手實踐的過程教學反過來促進理論知識的掌握，篩選并合理規劃課程內容布局，設計課程內容結構體系，以期達到將理論掌握與應用技術能力提升達到高度結合。

具體的課程改革中，以模塊化、專題化的形式重構課程內容結構體系，即以網絡體系結構、網絡技術、網絡應用技術、網絡規劃與設計等模塊為載體來篩選并組織教學內容，按照每個模塊若干個專題來設計該模塊的具體內容，專題則以案例的形式安排知識要點，并由此給出教學任務、教學目標、教學重難點、實驗項目設計，如圖1 所示。

圖1 基于模塊化、專題化的內容重構與設計

3 “主體探究三段式”的應用型人才培養教學模式

應用技術型人才培養，重點培養學生的實踐能力和創新意識，要求在教學過程中應該積極主動探索新的教學方法。針對課程理論與實踐并重的特點，開展“主體探究三段式”的索源應用性教學方案，重構課堂組織模式，以學生為主體，嘗試用三段遞進模式的應用型教學模式驅動教學，如圖2 所示，主要以：①以“問題為導向”的課前慕課學習，并設計在線習題，預先了解知識點及重難點，明了問題設計所涉及的內容，這有助于學生對課程的理解；②以“應用驅動”的課堂教學模式，讓理論知識的完全理解來自于實踐應用的深入，在專題化、案例化的教學中，根據設計好的案例進行課堂教學，將實踐應用與理論知識真正結合，這可實現從主觀認識到客觀認識的層次遞進，更易讓學生吸收并掌握；③以“微課題”的專題研討，將課程中的部分典型內容設計為專題研討的課題形式，如IP 地址規劃與設計、生成樹協議、路由協議等部分內容，使其成為若干微型課題，微課題研究時間短、應用快，且探索分析過程微小而具體，有一定的深度，讓學生基于微課題研究方法展開研究，體現一定的學習深度，并能將最終研究目標形成諸如學術論文等形式的成果定型，教師應及時梳理和總結，這在體現讓學生自主學習的同時，可以很好地達到培養學生創新思維能力的目標。

圖2 三段式的應用型人才培養教學模式

4 創新驅動實踐教學

課程教學的目標是靈活運行所學的課程知識和技術，將計算機技術與軟件專業技術資格（水平）考試、各類型網絡設計競賽、網絡空間安全大賽、大學生創新實驗項目等競賽型或實踐創新型的項目納入驅動課程實踐教學，將第一課堂和第二課堂積極聯系起來，如圖3所示，既為我們的專題化、案例化教學提供了堅實基礎，又可很好地鍛煉學生的實踐創新能力。尤其是國家軟考中的網絡工程師、網絡規劃師內容與《計算機網絡》課程內容緊密結合，能進一步扎實學生知識基礎，考核學生的靈活運用。網絡大賽、網絡空間安全大賽、大學生創新實驗項目等創新型實踐，可以鼓勵學生以小組的形式參與，方式有二：①在實踐教學環境中，模擬競賽環節，摒棄傳統實踐教學的演示、驗證實驗等環節予以節省學時，而讓學生通過教師梳理，自學和查閱相關文獻資料，自行設計實踐方案，提出相應的規劃，最后撰寫實踐報告，充分發揮學生的主觀性為主，教師引導和助推為輔；②積極鼓勵和指導學生參加正賽，以競賽驅動教學。通過前期的改革試行，近三屆學生中，國家軟考中網絡工程師通過人數達12 人，網絡規劃師1 人，國家級大學生創新實驗項目2 項，省級大學生創新實驗項目5 項，網絡空間安全大賽省級二等獎1項。由此可以看出，助推學生參與創新性項目鍛煉，以專題化、案例化的教學更能促進學生靈活運用所學知識，更能提升應用型創新意識的培養。

圖3 創新驅動實踐教學體系結構

5 應用技術型人才培養的課程評價體系

傳統的理論筆試加實踐考核的單一課程評價體系無法有效評價課程教學效果，無法反映學生的學習是否達到教學目標，較為盲目，因而在新背景下，應予以構建新的應用技術型人才培養的課程評價體系。實踐創新能力培養的應用型課程可以從以下幾個方面進行課程教學考核：①慕課參與度，根據學生課前的慕課學習情況，以在線試題解答情況為基準，考核學生課前帶問題的學習情況，翻轉課堂的課前慕課學習能最大程度督促學生主動學生的態度；②課堂教學與研討參與度，鼓勵學生積極參與課堂教學，考核學生師生互動的有效性，并根據表現予以評分；③專題參與度，根據各小組的專題報告與答辯情況，予以評分，主要考核學習靈活運用知識的能力和自主學習能力，并能有效規范學生的學術思維；④實踐考核，根據課程綜合設計的幾個系統性實驗，根據學生的撰寫情況予以評分，其中增加對綜合性、設計型實驗和能力擴展探索性實驗的考核比重，主要考核學生的應用實踐能力及創新意識，另外，適當考慮競賽成績與軟考成績的情況酌情加分，提升學生的學習積極性；⑤期末卷面考核，主要考核學生對基本知識點的掌握程度。將上述多元化的考核構成該門課程綜合的評價體系，課程期末綜合成績由上述幾部分構成，如圖4 所示，其中，卷面考核占40%，實踐考核成績占30%，專題參與度占10%，課堂教學參與度占10%及慕課參與度占10%，使得實踐和專題參與度的成績比重將達到綜合成績40%以上，這將督促學生更加重視應用實踐的過程學習，對提升學生的自主學習能力和實踐型應用創新能力將會起到積極作用。經過近三屆學生的課程改革后的考核，該課程評價方法能更有效地透視學生的學習情況，更能讓教師把握住課程教學過程管理，能較大幅度地提升教學質量，也讓師生共同參與教學過程變得更為有效。

圖4 課程考核評價體系構成

6 結語

本文就《計算機網絡》課程教學適應應用技術型大學辦學目標的角度，力求培養工程實踐創新能力強的應用技術型人才，重構課程內容，從教學理念、教學內容、教學方法、課堂與實踐教學管理以及課程評價體系等方面進行改革。改革后的該課程教學效果表明，有利于學生的創新意識素養培養，能有效地增強學生的工程實踐創新能力，符合地方高校向應用技術型大學轉型發展的內涵建設需求。