現代信息技術背景下“計算機網絡”教學改革探索

古 博，唐承佩

（中山大學〔深圳校區〕 智能工程學院，廣東 深圳 518000）

引言

計算機網絡融合了計算機技術和通信技術，在我國各個領域都有十分廣闊的應用前景。“計算機網絡”作為計算機專業的核心課程，是提升學生就業競爭力、推動社會發展的基礎課程，受到了社會各界及教育部門的高度重視。當前，隨著我國經濟社會的發展，教學改革成為提高人才培養質量、滿足社會人才需求的有效途徑。因此，在專業課程教學中必須要深入開展理論知識與實踐運用相結合的教學研究，改變原有的教學方法和教學途徑，引導學生能夠在專業課程中獲得扎實的理論基礎和實踐能力，幫助學生更好地應對新一代信息技術發展背景下的高質量人才需求，全面提高本專業人才的綜合素養。

一、新一代信息技術的發展前景

我國戰略發展規劃當中明確指出，信息技術是我國重點發展的戰略性新興產業之一。目前新一代信息技術主要分為通信網絡、物聯網、三網融合、新型平板顯示、高性能集成電路及云計算等。“十四五”規劃當中再一次提出了信息技術是我國戰略規劃的重點方向。據數據統計表明，在新一代信息技術的發展與研究中，信息技術產值年均增長已達到18.5%以上，屬于我國戰略新興產業的重要支柱，且取得了諸多研究成果，這都離不開專業人才的支持。

當前我國正面臨復雜多變的國際形勢，國際產業及經濟結構正在加速調整，在此背景下，新一代信息技術正處于極其活躍的發展階段，尤其是各種高端芯片、人工智能的迅速發展，給我國相關產業帶來了巨大的發展機遇［1］。我國新一代信息技術的發展前景主要包括以下幾點：（1）核心技術具有突破性發展條件。隨著我國科學中心建設的不斷推進，創新產業、創新主體的地位正在不斷顯現，以信息技術為核心的量子信息、質子醫療、類腦計算等高端技術將成為我國研究發展的重點項目，這也將為我國信息技術的研發提供突破性的發展條件。（2）產業規模急速壯大。圍繞信息技術的發展格局，我國將持續推進智能終端、人工智能等重大信息項目建設，這也將使得我國的信息產業生態獲得持續升級發展，迎來較好的信息技術發展局面。（3）具有較強的融合發展優勢。新一代信息技術具有較好的融合發展前景，能夠與我國家電、汽車材料、醫療等產業融合，推動各行各業實現智能化、數字化產業升級，有利于形成“雙循環”的聯動式行業發展格局。（4）具有產業經濟領跑發展潛力。當前，隨著新一代信息技術的高速發展，國家實驗室、綜合性國家科學平臺在不斷加強，量子信息、類腦科學、航天科技等前沿技術也取得了巨大的研究成果，這將進一步推動我國信息產業的持續壯大與發展，并在其他行業獲得良好的應用前景，發揮其行業領跑潛能。

隨著我國新一代信息技術的高速發展及在各領域顯現的卓越成績，說明信息技術類網絡人才會成為我國未來社會發展、行業發展的核心人才［2］。然而，當前我國的相關專業類人才嚴重不足，所以在“計算機網絡”教學中應著重培養擁有專業能力、專業素養、實踐能力的高質量人才，進一步推動我國信息技術的發展，滿足新一代信息技術發展背景下的人才需求，并提高本專業人才的社會競爭力。

二、“計算機網絡”教學模式中存在的問題

“計算機網絡”已經是計算機專業中的重要科目，其課程地位十分重要。尤其是隨著新一代信息技術的發展，“計算機網絡”課程原有教學模式中的問題會嚴重影響人才培養質量。對教學開展系統性研究分析后發現，導致這些問題的根源主要體現于以下幾個方面。

（一）教學內容與實際應用脫節

當前“計算機網絡”課程主要以OSI參考模型為教學基礎，根據教學要求分層次介紹了工作原理、相關協議、運行機制等，其知識點復雜廣泛、內容抽象，學生在課上普遍缺乏興趣和積極性。此外，學生難以將抽象的理論知識與實際網絡應用相聯系，對計算機網絡的理解不夠透徹，缺乏系統性的概念思維，不知道如何判定知識之間的關系，更不知道如何根據各級知識形成一個整體，難以通過課堂所學的理論知識解決實際遇到的問題，嚴重制約了學生的實踐能力培養。

（二）教學方法過于單一

計算機網絡是在互聯網技術的高速發展下衍生的一門應用性學科，具有較強的時代性和特殊性，該學科包含了大量抽象的理論知識，如數據通信、體系結構、路由原理等。在整個理論教學過程中，教師常常以文字、語言教學為主，教學過程缺乏互動和實踐，學生普遍感覺整個學習過程枯燥乏味，難以激發學生的學習熱情。這種以教師為中心的教育模式嚴重限制了學生的主體意識發揮，學生在學習中得不到個性化成長，不利于培養學生的創新思維。

（三）缺乏高效的實驗教學

“計算機網絡”課程中包含大量的實驗課程，且主要以驗證性實驗為主，學生對理論知識進行驗證，實驗過程過于流程化。同時，實驗課時、實驗環節及實驗評價安排得較為松散，沒有重點培養學生的創新能力和實踐能力，學生在動手的過程中無法更好地理解計算機網絡的原理和知識，導致學生雖然參與了實驗教學，但仍舊對相關理論知識的認識并不深刻，在教學中無法實現學以致用。另外，缺乏系統性的評價體系，導致學生在實驗中無法針對性地糾正自己的誤區，影響了實驗教學的實際質量。

（四）未設置社會實踐活動

“計算機網絡”是一門專業性、實踐性較強的課程，學生必須要具備良好的實踐能力和知識應用能力才能夠有效應對各種信息領域的相關工作。然而，當前的專業課教學主要以理論教學和實驗教學為主，并未給學生提供具有針對性的實踐場所，學生缺乏良好的知識應用場景。在畢業前的實習階段中，學生對知識的應用過于籠統，再加上企業實習與學校教學環節具有較大的差異，部分學生認為課堂中所學習的知識大部分用不到，這不利于促進學生在校期間掌握更多有利于提高自身社會競爭力的職業能力和職業素養［3］，而且在這一觀念的影響下，部分學生會對理論知識的學習失去興趣。

三、新一代信息技術快速發展背景下“計算機網絡”教學改革實踐策略

計算機網絡是我國信息技術發展中非常重要的組成部分，也是計算機專業的重點課程。隨著新一代計算機網絡的部署，網絡管理類人才的需求不斷增加。在此背景下，不僅對計算機專業人才提出了更高的要求，也為計算機專業課程改革提供了發展契機。當前應結合新一代信息技術快速發展的前景，結合教學中存在的具體問題，對教學模式、教學方法開展系統性改革，使其符合現代專業型人才的培養需求，打造一批高質量的應用型人才，進一步推動我國信息技術的發展與創新。

（一）全面規劃教學內容，積極開發校本教材

“計算機網絡”課程中涵蓋的內容較為復雜廣泛，從基礎理論到網絡管理、協議演進都屬于本課程需要學習的專業知識，如果不對教學內容進行全面規劃，容易導致教學內容不成體系、難以理解，無法達到應有的教學效果。本課程的教學大綱中明確指出，必須要讓學生通過課程的學習對計算機網絡有清晰的認識與了解，并掌握網絡的工作原理；熟悉網絡的開發應用操作流程；掌握網絡攻擊的處理方法。因此在教學過程中，教師必須要結合當前的信息技術發展現狀對教學內容開展全面規劃，使其更加符合學生的學習需求及專業人才培養需求。（1）開發校本教材。學校可以成立教研小組，對計算機網絡應用發展現狀及行業需求進行分析整合，對教材進行重新編排，結合本地產業打造校本教材。刪除一部分過時、落后的教材內容，增加最新的計算機網絡技術相關的理論應用知識。（2）整合修改教材。對教材中復雜的理論知識進行系統化整理修改，加強對重點和難點的梳理，以講解計算機網絡協議為主線，打造系統性課程，由淺到深，逐漸滲透到理論教學中。（3）加強實用技能培養。結合當前的新理論和新技術對“計算機網絡”課程進行全面把控，讓學生在理論學習的過程中掌握實踐技能，培養學生解決問題的能力。

（二）善用啟發性教學，啟迪學生的學習思維

隨著教學改革的不斷推進，以學生為主體的教學理念已經全面滲透到各個教育領域。在“計算機網絡”課程教學中，必須要明確學生的主體地位，調動學生的積極性，讓學生主動參與到課堂學習中。教學并不是一個知識轉移的過程，而是要讓學生在掌握知識之后開展應有的思維活動，使其內化為自身能力。在教學過程中，教師應善于利用啟發式教學代替傳統的講解式教學，充分調動學生的思維。（1）創設情境。教師可以根據教材的重點和難點，創設相應的情境，引導學生進行思考。比如，在講解有關“擁塞控制”的知識時，可以結合生活當中較常見的堵車現象，對“擁塞”的原理進行講解，讓學生結合自己的生活經驗對問題提出質疑，并根據自己的理解尋找解決方法，引導學生在情境中獲得清晰的學習思路，加強對知識的理解。（2）提出問題。在講解交換機和路由器的工作原理時，教師可以向學生提出問題：兩個區域網之間連接是否能夠交換主機？兩臺主機之間連接是否可以使用路由器？讓學生結合自己的學習經驗，對問題進行探索解答，以便讓學生更加透徹地理解交換機和路由器在網絡連接中發揮的具體作用。

（三）運用案例分析教學，開展深層次的討論學習

案例分析法是以學生為中心的一種教學方式。教師提出具體的案例，引導學生對案例進行分析認識、討論、研究與設計，加強對某個問題的探索與認識。在教學過程中，教師需要結合教材對知識原理開展系統性講解，并給學生制定相應的案例分析實踐任務。比如，在講解交換機系統設置的相關知識時，可以設計如下案例：某房地產公司的財務部與銷售部的計算系統分散連接在兩臺交換機上，但是兩個部門之間為了保護公司的財務安全和客戶的信息安全需要對信息進行相互隔離，如何能夠在交換機上進行配置，最終實現這一目標呢？首先要求學生對所學內容進行分析整合，提出與案例有關的實施方案及在實施過程中可能遇到的難題。其次學生自由組成小組對不同方案進行分析、討論和比較，最終選出最佳的實施方案，并邀請方案設計者進行講解。在此過程中，可以加強學生對知識的理解，為學生提供實踐應用場景，促進學生獲得知識應用能力［4］。這種教學方法有利于提高學生的積極性和探索欲，對學生分析能力、實踐能力的培養具有較好的效果。

（四）加強信息技術應用，優化教學手段

在教學過程中，教師需要加強信息技術的應用，使教學方法更加豐富多樣，這樣有利于學生在學習中感受到信息技術的影響和幫助，樹立正確良好的學習態度。（1）多媒體教學。多媒體是現代教學手段中最常用的一種教學方法，可以提高教學內容的立體性、直觀性和生動性。比如，在教學過程中，教師可以利用動畫使深奧難懂的理論知識以一種直觀的形式展現在學生面前，降低了學習難度。又如在學習“三次握手”、對等協議通信等知識時，可以以動畫的方式展現出來，加強學生的印象，促進學生的理解。（2）設置虛擬實驗室。計算機網絡的實驗室主要進行以交換機和路由器為主的工程實驗，實驗過程主要以知識驗證和網絡設計為主，實驗流程過于簡單化，無法讓學生很好地了解網絡的工作過程和工作原理。因此，教師可以在現有的實驗條件下設置虛擬實驗室，利用網絡仿真軟件，對各種網絡協議、網絡體系結構進行模擬，讓學生能夠在此過程中構建知識體系，提高實驗教學的可操作性和實效性。

（五）加強實踐教學，提高學生的綜合實踐能力

實踐教學有利于使學生獲得完整的思維，提高學生的知識運用能力與實踐能力，所以在教學過程中需要適當增加實踐教學，圍繞教學目標、教學現狀，將當前最新、最實用的網絡技術融入實踐教學當中。（1）項目式教學。項目式教學指讓學生通過一個完整的項目獲得實踐學習體驗。在教學過程中，教師可以給學生布置相應的實踐項目，如利用所學知識建設一個可靠的中小型企業網絡，讓學生在收集信息、設計方案、完成任務的過程中鍛煉實踐技能。（2）綜合性實驗。綜合性實驗指在學生掌握基本原理的基礎上，通過實踐考查學生對知識的綜合運用能力。教師可以給出幾個典型的課題，學生根據自己的愛好進行選擇，并運用所學知識對課題展開研究、分析、總結，讓學生在反復實驗中對知識進行論證總結，此過程有利于培養學生的實踐能力與問題解決能力。（3）加強校企合作。校企合作是為學生提供實踐環境的有效途徑，也能進一步培養學生的職業能力和職業素養，使其擁有更加符合行業發展的技能與知識。學校可以加強與相關企業的合作，定期帶領學生參與企業的項目研發與實踐工作，引導學生在工作中應用知識、升華知識。

結語

隨著新一代信息技術的發展與進步，相關人才出現了較大的缺口。“計算機網絡”課程是專業課程的重要組成部分，對學生的未來發展有著積極的影響。因此在教學過程中，教師需要基于新一代信息技術的發展現狀及教學中存在的具體問題，對教學方法進行整合研究，探索教學改革的有效途徑，運用多樣化的教學方法鞏固學生的理論知識，培養學生的實踐能力、探索能力與學習能力，促進學生提升符合信息時代發展的綜合能力。