新工科背景下的計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)研究

（信息工程大學(xué) 河南·鄭州 450045）

0 引言

計算機網(wǎng)絡(luò)是信息安全專業(yè)及其他信息技術(shù)類相關(guān)專業(yè)都要開設(shè)的一門工程性、實踐性很強的主干課程。計算機網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)新工科建設(shè)背景下網(wǎng)絡(luò)安全人才的基礎(chǔ)。

新工科為新形勢、新環(huán)境、新需求下，培養(yǎng)新型的工科學(xué)生指明了新的培養(yǎng)模式及培養(yǎng)需求，而目前傳承了多年的以課堂教學(xué)為主的、近乎填鴨式的傳統(tǒng)授課模式，已無法滿足新工科背景下人才培養(yǎng)的需求。因此本文提出利用翻轉(zhuǎn)課堂、思維導(dǎo)圖及微課相結(jié)合的教學(xué)模式對計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)進(jìn)行改革。

1 翻轉(zhuǎn)課堂

新工科中指出相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的是具有學(xué)習(xí)而且是快速學(xué)習(xí)新事物能力的人才，而在我們目前“滿堂灌”式的教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)是屬于被動式的學(xué)習(xí)，根本不具有快速學(xué)習(xí)的能力。因此，本文提出了新的教學(xué)方式的改革，具體翻轉(zhuǎn)課堂模型如下圖1。

在計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中，每章我們都會設(shè)置相關(guān)課題，按照圖1翻轉(zhuǎn)課堂模型組織課堂翻轉(zhuǎn)，教師將課題重點難點及其它要點以提出問題的形式轉(zhuǎn)換出來，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、參考資料等資源自主分析問題、收集資料、分組討論，然后在課堂中展示解題思路。這種有效的課堂測試、小組活動和展示能夠使學(xué)生積極參與課堂活動，增加學(xué)生的參與度；分組討論、小組活動更能促進(jìn)學(xué)生發(fā)展團隊活動的組織與實施能力；每位同學(xué)思考的方式、解決問題的方法總是具有差異性，而這種差異性產(chǎn)生的爭論及思維碰撞能有效的培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力及快速學(xué)習(xí)的能力。

2 思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖是一種將思維形象化、思維圖像化的工具，能夠充分運用左右腦的機能，幫助人腦擴散思維的展開。新工科建設(shè)中指出“我們要培養(yǎng)學(xué)生最核心的能力——學(xué)習(xí)能力，特別是快速學(xué)習(xí)的能力”。

2.1 課程設(shè)置思維導(dǎo)圖

計算機網(wǎng)絡(luò)課程的前驅(qū)課程是計算機文化基礎(chǔ)課程，后繼課程是網(wǎng)絡(luò)攻防、網(wǎng)絡(luò)編程、網(wǎng)絡(luò)安全等課程，因此老師在備課的時，不僅要對計算機網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容了如指掌，更要把握前驅(qū)后繼課程與本課程的相關(guān)性及關(guān)聯(lián)性。思維導(dǎo)圖本身的特點就是具有概念與概念、知識與知識之間的聯(lián)系及擴展，因此利用思維導(dǎo)圖不僅僅能夠幫助老師解讀教材、本章節(jié)內(nèi)容的授教課程設(shè)置，還能幫助老師梳理概念、運用前驅(qū)課程所學(xué)的知識理解本課程的內(nèi)容，更能幫助老師明確后繼課程所需要的知識體系，進(jìn)而重點講解本課程相關(guān)的知識點。

2.2 課程章節(jié)思維導(dǎo)圖

計算機網(wǎng)絡(luò)課程是有著概念多、術(shù)語多的特點，學(xué)生平常學(xué)時，都是靠死記硬背，對學(xué)習(xí)的知識根本無法做到完全理解，并且這種無效又枯燥的學(xué)習(xí)方法使得學(xué)生慢慢失去主動學(xué)習(xí)的興趣。為了改變這種狀態(tài)，我們的課堂教學(xué)中可以利用思維導(dǎo)圖本身具有的構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的特點，幫助學(xué)生進(jìn)行快速、有效的學(xué)習(xí)。

圖2是學(xué)生制作的計算機網(wǎng)絡(luò)課程物理層的思維導(dǎo)圖。制作思維導(dǎo)圖時，學(xué)生能夠明確相關(guān)知識概念，通過梳理概念間的關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)概念，學(xué)習(xí)到新的知識。通過制作思維導(dǎo)圖能夠使學(xué)生深層次的理解知識，每張思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)了重構(gòu)的過程，利用這種方式既提升了他們自主的學(xué)習(xí)的樂趣，又激發(fā)了他們的創(chuàng)新的思維，從而起到能力的快速提升。

3 微課

微課，以闡釋某一個知識點或解決某一個問題為目標(biāo)，以短小的視頻為表現(xiàn)形式，以學(xué)習(xí)或教學(xué)應(yīng)用為基本目的的一種支持多終端的、呈現(xiàn)“碎片化”，能夠給學(xué)生提供一種自主學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)的平臺。本文提出利用錄制微課的方式對傳統(tǒng)的課堂教學(xué)及實踐教學(xué)模式進(jìn)行改革。

3.1 微課課堂教學(xué)

計算機網(wǎng)絡(luò)課程中涉及很多協(xié)議，協(xié)議是本課程中最重要的內(nèi)容，老師在上課時要對每一個協(xié)議進(jìn)行詳細(xì)的講解，包括協(xié)議的首部格式、協(xié)議原理、涉及到該協(xié)議的常用網(wǎng)絡(luò)命令等內(nèi)容。學(xué)生在課堂聽課時，很多情況下未能完全掌握相關(guān)知識，而老師也沒有更多的時間反復(fù)給學(xué)生進(jìn)行講解，因此，我們利用微課這種形式，將協(xié)議的相關(guān)知識點錄制成一個個微課，讓學(xué)生根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況自主觀看微課，幫助學(xué)生理解課堂所學(xué)的知識。

另外，計算機網(wǎng)絡(luò)課程中有些課后習(xí)題，比如說子網(wǎng)劃分、構(gòu)造超網(wǎng)、路由表的建立等典型習(xí)題，每年我們在輔導(dǎo)課時都要反復(fù)給學(xué)生講解解題過程，但每次考試時仍然有很多同學(xué)答錯，針對這種情況，我們將這些習(xí)題的解題過程也錄制成了微課，幫助老師輔導(dǎo)答疑，學(xué)生可以利用微課反復(fù)觀看解題步驟，直到自己完全理解。這種形式，既改變了老師反復(fù)講解而學(xué)生依然答錯的困境，又增加了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的靈活性。

3.2 微課實踐教學(xué)

新工科建設(shè)中指出未來工科人才的培養(yǎng)要注重學(xué)生的實踐能力。而我們計算機網(wǎng)絡(luò)就是一門實踐性很強的課程，實踐課時占課程課時的一半左右，其內(nèi)容整體是用于增強學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)方面的實操，而實踐學(xué)習(xí)的效果直接影響到后續(xù)網(wǎng)絡(luò)安全等課程的開展。

圖1：翻轉(zhuǎn)課堂模型

圖2：物理層

對于初次接觸這些軟件的學(xué)生來講，軟件使用的熟練度直接影響到他們實驗的進(jìn)度及效果，而如何讓他們快速熟悉實驗的模擬環(huán)境是我們首先要解決的問題。因此，我們借助錄制微課這種新的教學(xué)模式，利用微課所具有的知識碎片化、情景化、可視化的特點，將實驗所需的模擬環(huán)境的使用方法、實驗步驟都錄制成微課，讓學(xué)生利用微課在課下自行安排學(xué)習(xí)，課上直接動手進(jìn)行實驗。這種模式會讓老師能夠有更多的時間解決學(xué)生在實踐過程中遇到的問題，從而提升效率及實踐能力。

4 結(jié)束語

計算機網(wǎng)絡(luò)課程是信息安全課程及其他信息技術(shù)類相關(guān)專業(yè)的根基，是培養(yǎng)新工科網(wǎng)絡(luò)安全人才目標(biāo)的基礎(chǔ)。本文提出利用翻轉(zhuǎn)課堂、思維導(dǎo)圖理論對課堂教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)，通過錄制實驗教學(xué)微課對實踐教學(xué)模式進(jìn)行改革，通過這些新的教學(xué)模式及教學(xué)策略，極大程度地滿足了新工科建設(shè)背景下培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、快速學(xué)習(xí)能力、實踐能力的需求。