新工科背景下計算機網絡實驗課程教學改革探索

劉彬 張貴民 陳志鋒 胡建偉

摘? 要： 本文結合計算機網絡實驗課程的特點，根據當前高校“新工科”建設的需求，在課程學時的分配、教學思路的設計、教學內容的安排、教學方法手段的多元化、評價方式等幾個方面做出了探索與改進。有效提升實驗教學質量和學生的網絡綜合應用能力。

關鍵詞： 新工科;計算機網絡;實驗教學

中圖分類號： G642? ? 文獻標識碼： 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. 新工科背景下計算機網絡實驗課程教學改革探索[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

隨著我國新一代信息技術產業、電力裝備、高檔數控機床和機器人、新材料等這些新型經濟體的快速發展，目前所帶來的問題是他們將成為人才缺口最大的幾個專業。其中，新一代信息技術產業人才缺口將會達到750萬人。到2025年，新一代信息技術產業人才缺口將達到950萬人，電力裝備的人才缺口也將達到900多萬人[1]。

我國目前工科人才培養存在著“培養目標定位不清晰，工科教學理科化，對于通識教育與工程教育、實踐教育與實驗教學之間的關系和區別存在模糊認識，工程教育與行業企業實際脫節太大，工科學生存在綜合素質與知識結構方面的缺陷”[1]。2017年6月9日，教育部在北京召開新工科研究與實踐專家組成立暨第一次工作會議，審議通過《新工科研究與實踐項目指南》，提出新工科建設指導意見[2]。

作為技術人才的搖籃，高校的教學實踐性依然與當前社會實際需求存在較大差異，無法滿足不斷發展的專業技術需要。針對這個問題，必須要抓緊建設高校的實驗教學環節，提升學生的整體競爭力。計算機網絡作為計算機專業、網絡工程專業的專業必修課，

同時也在其他工科專業的課程體系中處于非常重要的地位。計算機網絡課程的實驗教學，作為理論教學的重要補充，由于網絡技術發展飛速、涉及知識面廣，實踐操作性強，目前存在著課時安排不合理、實驗內容類別單一、實驗內容陳舊、實驗題目覆蓋面窄、教學方法單一、不夠靈活、實驗考核方式較為單一等問題，已經不適應合新工科要求下的計算機網絡課程的實驗教學要求。為此，計算機網絡課程的實驗教學改革迫在眉睫。

1? 優化實驗課程設置

課程建設是高校教學建設的基礎內容，也是重中之重。加強課程建設是提高人才培養質量的關鍵之處。

計算機網絡該課程在課時設置時，存在一個重要問題值得我們關注：理論教學和實踐教學的課時分配不均衡，重視理論（課堂授課）課時，輕視實踐（實際動手）課時。在課時的分配上，理論課時與實踐課時比一般為3∶1或者4∶1，從這個數據可以看出，實驗課時嚴重不足，導致一些綜合型、擴展型的實驗題目（如綜合型組網題目，擴展型網絡編程題目），教師往往沒有時間實施，造成學生無法很好的做到“學以致用”，處理網絡綜合問題的能力不強。為了解決這個問題，必須增加計算機網絡課程的實驗教學課時，將理論課時和實踐課時比提高到2∶1，保障綜合實戰型實驗題目得以實施，才能有效提高學生的網絡實際應用能力。

2? 改革實驗教學思路

傳統的計算機網絡實驗課程是以網絡基礎原理為出發點，開展印證型的實驗教學。實驗內容較為單一，重點在于強化學生的理論知識的理解。隨著“新工科”教育的不斷發展，要求進一步提高對學生的創新實踐能力。傳統的實驗教學內容和形式已經跟不上“新工科”發展的需求，傳統實驗教學內容，實驗的綜合性不夠強，忽視了實驗教學中對學生的創新性能力的鍛煉，為了解決這些問題，提高學生的綜合實踐能力，創新能力，需要推進計算機網絡的實驗教學改革，設計綜合性實驗。通過探究型實驗來幫助學生建立探究意識，激發學生的創新能力，有效提升學生的綜合素質。

3? 梳理優化實驗教學內容

目前，計算機網絡課程的實驗教學往往是依附于理論講授內容來開展實驗，容易出現學生在短時間內難以完成實驗題目，無法宏觀性、系統性的把握實驗內容。一些單一的驗證性實驗題目，常常由教師演示，沒有內容的細化和擴展，內容過于簡單、陳舊，缺少當前新興網絡技術的實驗。因此，實驗教學內容需要進行進一步更新、設計、細化和分類。

通過對計算機網絡課程的實驗專題、實驗內容進行分類、梳理和論證，針對網絡技術發展的新趨勢及今后工作單位的需求，設計和拓展新的實驗專題。當今世界，信息技術日新月異，物聯網、云計算、大數據、人工智能等新技術驅動網絡空間從人人互聯向萬物互聯演進，數字化、網絡化、智能化服務將無處不在。在實驗內容更新方面，引入物聯網相等新技術的關網絡實驗。科學設置實驗教學內容，按照實驗性質對實驗內容進行歸類，梳理出計算機網絡四大類實驗科目，13個實驗模塊，數十個實驗題目。實驗科目和模塊的劃分具體見下表。這些實驗科目內容覆蓋到網絡協議、網絡服務、網絡設備配置、網絡綜合實戰、物聯網、網絡通信編程等多個領域，能夠達到學生綜合網絡能力的培養要求。此外，針對不同程度的學生，本著激發和鍛煉學生的創新能力的目標，為能力較強的學生設計了一些具有一定難度、深度、擴展度和趣味性的實驗作為選做實驗，讓學生有一定的發揮空間。這樣既照顧到了多數學生，又滿足了一部分基礎好，動手能力強、興趣濃厚的學生。通過這樣的方式能全面開發學生的創作性思維和創新能力，使得實驗教學真正成為學生綜合運用學科知識進行能力培養的有效途徑。

4? 豐富實驗教學方法

教學方法是提高教學效果，推進現代化教學的橋梁。在計算機網絡實踐教學的教學方法上，應打破傳統的實驗教學模式，探索自主創新、靈活可變的實驗教學方法，采用示范教學法、任務驅動法、項目教學法等多種方法相結合，激發學生的學習熱情與興趣，提高學生解決實際工程問題的能力和素質。比如，在網絡協議分析實驗中，可以使用示范教學法進行現場演示，教師一邊操作，一邊講解協議的關鍵要點，強調實驗中的注意事項等細節，學生可以邊學邊做，提高學生實驗技能的提升。在IP路由的配置實驗中，可采用任務驅動法，教師根據教學目標設計制定實驗大任務，以學生為中心，以任務為驅動。把學生的角色從“讓我學”變成“我要學”。任務的完成標志著學生實踐能力的提高，學生也能從中獲得成就感，從而激發學生的學習熱情。教師根據學生實驗完成情況，總結規律和技巧，將實踐上升到理論高度，將理論和實踐再次聯系起來，加深學生對理論知識的理解。在小型企業網絡的搭建與配置實驗中，可以使用項目教學法，在教師指導下，從資料收集、方案設計、網絡搭建與配置及最終評價都由學生自己負責，有效提高學生解決實際網絡工程問題的綜合能力。在實驗中，發揮學生為主體，教師指導為輔，發揮好教師的教學引導作用，同時需要教師不斷提升自己的教學水平，能夠充分發掘學生的創新潛能。

5? 實驗教學評價方式多樣化

對學生的實踐教學的評價應采用與理論課脫軌的方法，創新評價方式，采用全過程評價方式，不進行終結性測試，而是把平時課堂表現和實驗成績作為評價的目標，平時課堂表現占30%，實驗成績占70%。實驗教學評價針對具體題目不同可采用不同的形式，比如學生主動展示成果、對實驗結果開展研討、教師點評、項目答辯形式，激發學生的探究性和創新性。對學生完成的實驗課題進行公開展示研討，教師結合重點內容進行點評講解，引導學生對于完成的項目進行反芻與拓展。鼓勵學生進行網絡新技術、新知識、新思維結合應用，進行拓展式課堂討論、總結，從應用角度學習概念類的網絡新知識、新技術。

6? 結語

根據“新工科”人才培養的要求，高校工科專業人才培養模式要逐步進行升級改進，計算機網絡課程的教學實踐改革勢在必行。我們需要改變傳統的實驗教學過于死板的形式，以學生為中心，教師為主導，以培養學生興趣、激發學生熱情為出發點，努力提升實驗教學的寬度，為國家的新經濟模式提供更多高質量的專業人才。

結合《計算機網絡實驗》課程具體的特點，根據“新工科”教學建設的要求，本文在該課程學時的分配、教學設計、教學內容安排、教學方法手段、實驗教學的評價方式等五個方面進行了探索和改進。有效提高了計算機網絡實驗課程的教學質量，激發學生的學習興趣，大大提高學生的網絡工程綜合應用能力。

參考文獻

[1]王慶環. “新工科”新在哪兒？[N]. 光明日報， 2017-04-03（5）.

[2]教育部. 新工科建設形成“北京指南” [EB/OL].（2017-06-10） [2017-08-18]. http：//www.moe.edu.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/ moe_1485/201706/t20170610_306699.html.