新工科背景下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探索

劉彬 張貴民 陳志鋒 胡建偉

摘? 要： 本文結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)前高校“新工科”建設(shè)的需求，在課程學(xué)時(shí)的分配、教學(xué)思路的設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容的安排、教學(xué)方法手段的多元化、評(píng)價(jià)方式等幾個(gè)方面做出了探索與改進(jìn)。有效提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞： 新工科;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)： G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.10.084

本文著錄格式：劉彬，張貴民，陳志鋒，等. 新工科背景下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探索[J]. 軟件，2020，41（10）：318320

【Abstract】： Based on the characteristics of computer network experimental courses， according to the current college “New Engineering” construction needs， in the allocation of course hours， the design of teaching ideas， the arrangement of teaching contents， the diversification of teaching methods and means， evaluation methods and other aspects have been explored and improved. Effectively improve the quality of experimental teaching and studentscomprehensive application ability of network.

【Key words】： New engineering; Computer network; Experimental teaching

0? 引言

隨著我國(guó)新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、電力裝備、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、新材料等這些新型經(jīng)濟(jì)體的快速發(fā)展，目前所帶來的問題是他們將成為人才缺口最大的幾個(gè)專業(yè)。其中，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才缺口將會(huì)達(dá)到750萬人。到2025年，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才缺口將達(dá)到950萬人，電力裝備的人才缺口也將達(dá)到900多萬人[1]。

我國(guó)目前工科人才培養(yǎng)存在著“培養(yǎng)目標(biāo)定位不清晰，工科教學(xué)理科化，對(duì)于通識(shí)教育與工程教育、實(shí)踐教育與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的關(guān)系和區(qū)別存在模糊認(rèn)識(shí)，工程教育與行業(yè)企業(yè)實(shí)際脫節(jié)太大，工科學(xué)生存在綜合素質(zhì)與知識(shí)結(jié)構(gòu)方面的缺陷”[1]。2017年6月9日，教育部在北京召開新工科研究與實(shí)踐專家組成立暨第一次工作會(huì)議，審議通過《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，提出新工科建設(shè)指導(dǎo)意見[2]。

作為技術(shù)人才的搖籃，高校的教學(xué)實(shí)踐性依然與當(dāng)前社會(huì)實(shí)際需求存在較大差異，無法滿足不斷發(fā)展的專業(yè)技術(shù)需要。針對(duì)這個(gè)問題，必須要抓緊建設(shè)高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的整體競(jìng)爭(zhēng)力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為計(jì)算機(jī)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)必修課，

同時(shí)也在其他工科專業(yè)的課程體系中處于非常重要的地位。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，作為理論教學(xué)的重要補(bǔ)充，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展飛速、涉及知識(shí)面廣，實(shí)踐操作性強(qiáng)，目前存在著課時(shí)安排不合理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容類別單一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、實(shí)驗(yàn)題目覆蓋面窄、教學(xué)方法單一、不夠靈活、實(shí)驗(yàn)考核方式較為單一等問題，已經(jīng)不適應(yīng)合新工科要求下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。為此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革迫在眉睫。

1? 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

課程建設(shè)是高校教學(xué)建設(shè)的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是重中之重。加強(qiáng)課程建設(shè)是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵之處。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)該課程在課時(shí)設(shè)置時(shí)，存在一個(gè)重要問題值得我們關(guān)注：理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)分配不均衡，重視理論（課堂授課）課時(shí)，輕視實(shí)踐（實(shí)際動(dòng)手）課時(shí)。在課時(shí)的分配上，理論課時(shí)與實(shí)踐課時(shí)比一般為3∶1或者4∶1，從這個(gè)數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)課時(shí)嚴(yán)重不足，導(dǎo)致一些綜合型、擴(kuò)展型的實(shí)驗(yàn)題目（如綜合型組網(wǎng)題目，擴(kuò)展型網(wǎng)絡(luò)編程題目），教師往往沒有時(shí)間實(shí)施，造成學(xué)生無法很好的做到“學(xué)以致用”，處理網(wǎng)絡(luò)綜合問題的能力不強(qiáng)。為了解決這個(gè)問題，必須增加計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，將理論課時(shí)和實(shí)踐課時(shí)比提高到2∶1，保障綜合實(shí)戰(zhàn)型實(shí)驗(yàn)題目得以實(shí)施，才能有效提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用能力。

2? 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程是以網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)原理為出發(fā)點(diǎn)，開展印證型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為單一，重點(diǎn)在于強(qiáng)化學(xué)生的理論知識(shí)的理解。隨著“新工科”教育的不斷發(fā)展，要求進(jìn)一步提高對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和形式已經(jīng)跟不上“新工科”發(fā)展的需求，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)的綜合性不夠強(qiáng)，忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新性能力的鍛煉，為了解決這些問題，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力，需要推進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)。通過探究型實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生建立探究意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，有效提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3? 梳理優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是依附于理論講授內(nèi)容來開展實(shí)驗(yàn)，容易出現(xiàn)學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)難以完成實(shí)驗(yàn)題目，無法宏觀性、系統(tǒng)性的把握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。一些單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題目，常常由教師演示，沒有內(nèi)容的細(xì)化和擴(kuò)展，內(nèi)容過于簡(jiǎn)單、陳舊，缺少當(dāng)前新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容需要進(jìn)行進(jìn)一步更新、設(shè)計(jì)、細(xì)化和分類。

通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)專題、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分類、梳理和論證，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)及今后工作單位的需求，設(shè)計(jì)和拓展新的實(shí)驗(yàn)專題。當(dāng)今世界，信息技術(shù)日新月異，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)空間從人人互聯(lián)向萬物互聯(lián)演進(jìn)，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化服務(wù)將無處不在。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新方面，引入物聯(lián)網(wǎng)相等新技術(shù)的關(guān)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。科學(xué)設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，按照實(shí)驗(yàn)性質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行歸類，梳理出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)四大類實(shí)驗(yàn)科目，13個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，數(shù)十個(gè)實(shí)驗(yàn)題目。實(shí)驗(yàn)科目和模塊的劃分具體見下表。這些實(shí)驗(yàn)科目?jī)?nèi)容覆蓋到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)戰(zhàn)、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信編程等多個(gè)領(lǐng)域，能夠達(dá)到學(xué)生綜合網(wǎng)絡(luò)能力的培養(yǎng)要求。此外，針對(duì)不同程度的學(xué)生，本著激發(fā)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力的目標(biāo)，為能力較強(qiáng)的學(xué)生設(shè)計(jì)了一些具有一定難度、深度、擴(kuò)展度和趣味性的實(shí)驗(yàn)作為選做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有一定的發(fā)揮空間。這樣既照顧到了多數(shù)學(xué)生，又滿足了一部分基礎(chǔ)好，動(dòng)手能力強(qiáng)、興趣濃厚的學(xué)生。通過這樣的方式能全面開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作性思維和創(chuàng)新能力，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)進(jìn)行能力培養(yǎng)的有效途徑。

4? 豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

教學(xué)方法是提高教學(xué)效果，推進(jìn)現(xiàn)代化教學(xué)的橋梁。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)方法上，應(yīng)打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，探索自主創(chuàng)新、靈活可變的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采用示范教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、項(xiàng)目教學(xué)法等多種方法相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣，提高學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力和素質(zhì)。比如，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)中，可以使用示范教學(xué)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，教師一邊操作，一邊講解協(xié)議的關(guān)鍵要點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等細(xì)節(jié)，學(xué)生可以邊學(xué)邊做，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提升。在IP路由的配置實(shí)驗(yàn)中，可采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)制定實(shí)驗(yàn)大任務(wù)，以學(xué)生為中心，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)。把學(xué)生的角色從“讓我學(xué)”變成“我要學(xué)”。任務(wù)的完成標(biāo)志著學(xué)生實(shí)踐能力的提高，學(xué)生也能從中獲得成就感，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成情況，總結(jié)規(guī)律和技巧，將實(shí)踐上升到理論高度，將理論和實(shí)踐再次聯(lián)系起來，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。在小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的搭建與配置實(shí)驗(yàn)中，可以使用項(xiàng)目教學(xué)法，在教師指導(dǎo)下，從資料收集、方案設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)搭建與配置及最終評(píng)價(jià)都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，有效提高學(xué)生解決實(shí)際網(wǎng)絡(luò)工程問題的綜合能力。在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)揮學(xué)生為主體，教師指導(dǎo)為輔，發(fā)揮好教師的教學(xué)引導(dǎo)作用，同時(shí)需要教師不斷提升自己的教學(xué)水平，能夠充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。

5? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)方式多樣化

對(duì)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)的評(píng)價(jià)應(yīng)采用與理論課脫軌的方法，創(chuàng)新評(píng)價(jià)方式，采用全過程評(píng)價(jià)方式，不進(jìn)行終結(jié)性測(cè)試，而是把平時(shí)課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為評(píng)價(jià)的目標(biāo)，平時(shí)課堂表現(xiàn)占30%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占70%。實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)針對(duì)具體題目不同可采用不同的形式，比如學(xué)生主動(dòng)展示成果、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果開展研討、教師點(diǎn)評(píng)、項(xiàng)目答辯形式，激發(fā)學(xué)生的探究性和創(chuàng)新性。對(duì)學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)行公開展示研討，教師結(jié)合重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)講解，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于完成的項(xiàng)目進(jìn)行反芻與拓展。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)、新知識(shí)、新思維結(jié)合應(yīng)用，進(jìn)行拓展式課堂討論、總結(jié)，從應(yīng)用角度學(xué)習(xí)概念類的網(wǎng)絡(luò)新知識(shí)、新技術(shù)。

6? 結(jié)語

根據(jù)“新工科”人才培養(yǎng)的要求，高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式要逐步進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)實(shí)踐改革勢(shì)在必行。我們需要改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過于死板的形式，以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生興趣、激發(fā)學(xué)生熱情為出發(fā)點(diǎn)，努力提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的寬度，為國(guó)家的新經(jīng)濟(jì)模式提供更多高質(zhì)量的專業(yè)人才。

結(jié)合《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)》課程具體的特點(diǎn)，根據(jù)“新工科”教學(xué)建設(shè)的要求，本文在該課程學(xué)時(shí)的分配、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)方式等五個(gè)方面進(jìn)行了探索和改進(jìn)。有效提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大大提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)工程綜合應(yīng)用能力。

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