面向醫學生的“計算機網絡技術”課程教學改革研究

王宇 武博 張楠 王珂（通信作者） 首都醫科大學生物醫學工程學院計算機教研室

●背景

我國醫學類高校從20世紀末開始推廣大學計算機系列課程，包括“計算機網絡技術”“數據庫”“計算機基礎”等。[1-2]“計算機網絡技術”是筆者所在學校面向全校本科專業開設的一門選修課程，教學目標是使學生清晰、全面、系統地了解計算機網絡技術的相關知識與應用。以往授課內容主要借鑒工科院校的“計算機網絡技術”課程[3]，未能充分分析和結合醫學生的特點，同時還存在教學手段單一、思政引導效果欠佳的問題，具體如下。

①教學內容不適用。計算機網絡是將計算機技術與通信技術相互滲透、密切結合而形成的一門交叉學科。傳統計算機網絡教材多以OSI七層協議模型為基本內容，教學內容也往往圍繞體系結構模型來設置。[4]然而對于醫學生而言，教學內容與現實生活脫節，不僅枯燥無味，而且抽象程度高，難以激發學生的學習興趣。

②教學方式刻板。以往的課程授課方式主要是以教師講授為主，學生的參與度不高，缺少師生之間的有效交流，無法及時了解學生的學習情況。同時，課堂內容以理論為主，實驗內容較少，這不利于培養學生的實踐能力和動手能力。

③思政引導效果欠佳。德育是教育教學的中心環節，在以往的教學中雖然包括思政引導環節，但內容相對淺顯，理論深度不夠，對學生的啟發有限。

●教學改革設計及實踐

針對上述“計算機網絡技術”課程中存在的問題，筆者結合所在學校醫學生的特點，從教學內容、教學方式和思政引導三個方面，提出了具體的課程改革方案。

1.更新教學內容

在教學中可以發現，醫學生更關注計算機網絡技術在醫學領域中的新技術和新動態，因此，縮減過于深奧的基礎理論知識，增加與醫學相關的擴展理論內容能夠提升醫學生的學習興趣。同時，為提高學生的實踐能力，教師可以設置與理論配套的實驗環節。筆者設計的課程教學內容如下頁圖1所示，主要包括四個部分：

圖1 計算機網絡技術授課內容

①基礎理論部分。主要內容包括計算機網絡與數據通信技術概述、計算機網絡的體系結構、網絡傳輸介質與互聯設備、Internet技術及應用、網絡安全與維護等，與傳統計算機網絡技術課程授課內容相比，僅保留了基礎知識和基本應用，去除了難度過大的理論和算法部分，因其不適合作為選修課的授課內容。

②擴展理論部分。主要介紹計算機網絡中的新技術，以及其在醫學中的新應用。該部分的授課內容需不斷更新，如互聯網醫療[5]、遠程診斷[6]等。相比基礎理論，擴展部分的授課內容緊密聯系醫學專業。

③基于仿真軟件的實驗部分。主流的網絡仿真器包括Enterprise Network Simulation Platform、Cisco Packet Tracer和OPNET等[7]，本課程選擇Cisco Packet Tracer作為實驗的仿真平臺，如圖2（左）所示，其中共安排六次仿真實驗，涉及局域網配置和服務器配置，實驗內容與基礎理論內容相配套。

圖2 基于仿真軟件的實驗（左）與基于硬件的實驗（右）

④基于硬件的實驗部分。網絡連接硬件設備為交換機，共三次實驗，包括利用交換機組建局域網、交換機的配置、交換機虛擬局域網。與仿真實驗不同，硬件實驗需由學生使用真實設備搭建網絡，如圖2（右）所示。這使得學生能夠給更直觀地理解局域網的工作原理，通過實際操作也能夠提高學生的動手能力。

2.改進教學方式

在本次教學實踐改革中，筆者對教學方式的改進主要包括靈活組合案例教學與任務引領，充分利用討論、課堂考核和實驗等途徑與學生進行有效交流。具體到實際教學中，授課教師需依據授課內容進行教學設計，選擇與之適應的教學方式。

任務引領教學法是以“任務驅動”為主要形式，以“提出任務—分析任務—完成任務—任務評價”為主要結構，注重對學生分析問題、解決問題能力的培養。[8]以配置交換機虛擬局域網實驗為例，教師采用任務引領的方式，首先提出問題“如何劃分虛擬局域網”，由學生進行分組討論、設計實現方法，然后在硬件上進行實際操作，最后驗證實驗結果，完成實驗報告，實驗報告將作為課堂考核。

案例教學是一種通過模擬或重現現實生活中的一些場景，讓學生把自己納入案例場景，通過討論或者研討來進行學習的一種教學方法。[9]案例教學是醫學課程中常用的教學方法，醫學生對案例教學的接受度高。課堂中的案例為日常生活中常遇到的計算機網絡相關問題，如案例為“當網絡中斷時，請分析能夠導致中斷的可能原因”時，由學生組成小組進行分析討論，每位學生都提出自己的推斷，并通過小組討論分析，最后形成分析報告，分析報告將作為課堂考核。

3.加強思政引導

思政引導要以學生為中心，以教師為主導，挖掘與課程緊密相關的思想政治教育案例。

同時，授課教師應緊跟時代，通過學習新時代黨的創新理論，不斷提升自身的理論水平，這樣才能在課堂上言之有物。

●教學實踐效果分析

本課程采用問卷調研的方式，調查學生對本課程的滿意程度，同時利用詞頻分析挖掘結課報告中的高頻詞，高頻詞是學生普遍關注的計算機網絡領域中的技術與應用。

1.滿意度分析

滿意度問卷包括5項——總體評價、基礎理論部分、擴展理論部分、基于仿真軟件的實驗部分、基于硬件的實驗部分，每項分值區間為1～5，分別代表非常不滿意至很滿意。分析使用SPSS軟件，首先進行信度分析。如表1所示，克隆巴赫Alpha>0.9說明問卷調查題目具有很強的一致性，問卷信度高。總體評價平均分為4.3，說明學生對課程整體滿意度水平高。

表1 可靠性統計

使用SPSS中的回歸工具分析基礎理論部分、擴展理論部分、基于仿真軟件的實驗部分、基于硬件的實驗部分共四項對總體評價的影響，結果如表2、表3所示，表2中的顯著性＜0.05，說明四項中至少有一項對總體評價有影響。表3中，擴展理論部分的顯著性＜0.05，說明在本次問卷中，學生對擴展理論部分的滿意度直接影響了對總體評價的滿意度。在未來，可重點改進擴展理論部分，結合學生的關注點進行內容的優化，提升課程的整體滿意度水平。

表2 方差分析（Analysis of Variance，簡稱ANOVA）

表3 系數

2.課程考核結果分析

本課程考核方式包括課堂考核、實驗報告、結課報告，其中課堂考核用于考查每次課堂授課的效果，實驗報告用于考查學生的實踐能力，題目均由授課教師統一設置，結課報告用于考查學生對計算機網絡技術的理解程度和獨立思考能力，題目由學生自行選定，通過分析結課報告中的詞頻，可以挖掘出學生關注的技術與應用，使得教師更加了解學生的關注點。通過視頻分析結果（如下頁圖3）可知，在計算機網絡領域中的物聯網、醫療、醫學、監護和智能等技術和應用是學生普遍關注的，這符合醫學生的特點，也為下一輪授課的教學改革提供依據。

●結語

筆者對醫學院校中的“計算機網絡技術”課程的教學改革方法進行了初步探索，在教學內容、教學方式和思政引導三方面提出了具體的改革措施，這些教學改革方法激發了學生的學習興趣，提升了教學效率，受到了學生們的歡迎。