以學生為中心、問題為載體的計算機網絡課程教學改革研究與實踐

桂林卿 胡素君 肖甫 南京郵電大學

在教育數字化轉型背景下，以學生為中心，提高人才自主培養質量，培養拔尖創新人才，已成為教育界乃至全社會的共識。計算機網絡課程是計算機學科的一門專業必修課，教師應以學生為中心，精心備課制作出貼合學生實際的嚴謹準確的數字化素材，在授課時借助數字化素材，以問題為載體激發學生的學習興趣和熱情，培養學生主動思考和自主學習能力。因此，筆者遵循以學生為中心、問題為載體的基本思想，在計算機網絡課程的備課和授課過程中做了初步的教學研究和實踐。

●備課：制作貼合學生實際、嚴謹準確的數字化素材

備課階段由以下三個步驟組成：

第一步是以教學問題為關鍵詞收集相關信息，即通過互聯網、優秀數字教材、優秀教案等各種渠道收集并更新與實際教學問題相關的數字化素材?；ヂ摼W已經與當今社會完全融為一體，人們已將互聯網作為最主要的信息交流平臺。人們在互聯網上提出各種問題，發表對問題的看法，這些問題中也包括學習問題，甚至會出現與教師所教課程（本文為計算機網絡）緊密相關的問題。例如，針對學生對枯燥的計算機網絡課程不感興趣、厭學的問題，教師可以“激發學習興趣+計算機網絡課”為關鍵詞在搜索引擎及人工智能工具中搜索、收集相關信息，并對相關信息進行定期更新。該步驟的一個關鍵點是搜索技巧，即為了從海量信息中收集盡可能多的相關信息，需要變換關鍵詞對同一個問題進行多次搜索。

第二步是以學生為中心對上述收集的相關信息進行篩選，篩選出最貼合學生實際的信息。最終在課堂上呈現給學生的數字化素材必須盡可能貼合學生實際，這樣才能引起學生的共鳴，使學生感同身受，愿意接納和理解教學內容，達到預期的教學效果。例如，以ChatGPT為代表的人工智能工具目前仍處于初級階段，因此通過這些工具收集到的素材往往只能給出一些條陳式的枯燥建議，不夠人性化。相反，通過搜索引擎可以找到以學生身份發布的更加貼合實際、更為生動詳實的資料，如在互聯網平臺上有近年畢業的學生網友發布的《“計算機網絡”這門課為何如此之難？》長文，文章從學生視角以幽默生動的方式詳細描述了學生認為該課程難學的原因，并從學生視角給出了一種激發學習興趣的方法，可以作為比較貼近學生實際情況的素材。

第三步是以嚴謹求實為準則對篩選出的信息進行糾錯和完善，確保呈現給學生的數字素材在思想和技術層面都是準確無誤的。第二步雖然篩選出了最貼合學生實際的數字素材，但由于這些素材大多是以學生視角制作的，在思想或技術層面或多或少存在不足甚至錯誤，這就需要教師對其中的不足或錯誤進行修改和完善。根據筆者經驗，從互聯網平臺篩選出的原始素材在技術方面往往存在以下兩類問題：其一是原始素材制作人為了體現自己具有很高的專業能力，在技術內容表達方面對素材進行夸大，使得素材存在過于浮夸的問題。這樣的原始素材如果不加以修改就呈現給學生，學生容易被答案表面的酷炫所迷惑，難以真正理解素材技術內容。其二是原始素材在技術細節上可能會存在錯誤。原因是原始素材制作人一方面對技術內容的理解不夠深刻準確，另一方面也沒有責任來確保技術細節的準確性。為解決上述問題，教師需要對篩選出的數字素材進一步整理和修改，包括對冗長、條理不清晰的技術內容進行重新梳理，對技術細節上的錯誤進行查實糾正，并根據實際需要在課堂上向學生對比展示修改前后的內容。

●授課：以問題為載體引導學生主動思考和自主學習在課堂教學的各個階段，教師提出與課程知識點相關的問題，調動學生思考問題、討論問題、回答問題積極性，從而激發學生主動思考，有效提高學生的課堂參與度。

在課堂導入階段，教師以視頻、數據或圖片的形式引入與本節課主題密切相關的具體事例，在該事例的基礎上自然引出本節課的核心問題，調動學生根據已有的知識儲備討論此問題，給出可能的解決方法，并通過對學生的回答進行分析解答最終引出本節課的主題。例如，在虛擬專用網這一章的課堂導入階段，教師首先播放某跨國公司需要將分散在全球各地的各個分支內網連接在一個專用網上的實際需求視頻，使學生迅速理解課程知識的實際應用場景，然后引出核心問題，即“一個大的企業如何構建專用網以連接各地分支內網？”，激發學生主動思考可能的解決方法，最后分析和評價學生給出的各種解決方法，并引出虛擬專用網的基本概念。

在目標設立階段，教師根據已導入的課程應用背景，進一步明晰課程學習目標。傳統授課一般通過PPT課件文字形式呈現課程學習目標，這只能讓學生被動接受目標。為使學生能夠深刻理解學習目標，教師可通過啟發式提問、討論、解答的方式讓學生在了解課程應用背景的基礎上主動思考應達成怎樣的學習目標。例如，在講解虛擬專用網的學習目標時，根據導入的跨國公司組建專用網絡的需求，由淺入深地啟發學生思考“虛擬專用網學習可達成怎樣的學習成果？”。在最開始讓學生結合導入的實際案例來思考學習目標時，學生一般只能給出總體目標，如掌握基于虛擬專用網的內網互聯。這時，教師可以結合全球互聯網的泛在特性，提出更具體深入的問題“內網與外網之間如何互聯？”，啟發學生思考更全面的學習目標。

在前測階段，針對已設立的學習目標，以問答、小測驗或集體討論等方式讓學生評估自己是否已經具備這堂課的學習基礎，當發現學生不具備學習基礎時，需要立即在短時間內為學生補充相關基礎知識。仍然以上述虛擬專用網一章為例，學習基礎主要包括前面學過的IP地址和協議相關基礎知識，如內網主機地址的編址方式、本地地址或私有地址的概念、IP數據報的格式等。在課堂上可以問答的形式，向學生提出問題“什么樣的地址是本地地址？”，啟發學生回顧已有知識，通過學生的回答情況來測試其是否已掌握相關基礎知識。

在參與式學習階段，教師在講清基本概念、重難點后，可通過具體案例引入相關問題，然后采用分組討論或專題研討的方式，激發學生的學習熱情，引導學生通過主動思考和互動交流積極參與到學習活動中，這樣不僅能加深學生對重難點知識的理解程度，還能強化學生的表達、溝通、合作等能力素養的培養。例如，在虛擬專用網一章中，隧道傳輸技術原理是重難點。教師在講授隧道傳輸的基本原理后，可給出一個利用公共網絡連接兩個內網的案例，遞進式依次提出兩個問題。問題一：如果不采用隧道傳輸技術，內網產生的IP數據報能否被公網中路由器轉發？請解釋具體原因。針對該問題，學生分小組討論，根據各自的理解給出不同的原理解釋，教師可從中發現學生的獨特觀點。問題二：當采用隧道傳輸技術時，內網產生的IP數據報被哪種設備做了哪些變化之后能被公網中路由器轉發？針對該問題，學生同樣分小組討論、思考和解答，教師隨后對學生的討論結果進行分析，幫助學生及時鞏固學習成果。

在后測階段，為了判斷學生是否達到預期的學習效果，教師在教學內容講解完畢后可以針對每個重難點知識提出測驗問題，然后根據學生的解答情況及時評估教學效果，并根據評估結果反思、調整教學設計，從而進一步改進教學效果。例如，在講授完虛擬專用網一章的內容后，針對隧道傳輸、數據加密、VPN服務器和NAT地址轉換等重難點分別提出一到兩個測驗問題，通過對學生解答進行抽檢來快速評估學生的學習效果，對其中出現的學習問題和學生一起討論原因，幫助調整教學設計。

在總結與展望階段，通過提出與課程邏輯和知識要點相關的問題，讓學生自己進行知識要點的歸納總結，使學生自主理清課程內容知識脈絡，教師再在對重難點知識補充強調的基礎上指出相關領域未來發展趨勢。例如，在總結虛擬專用網一章時，可提出一個總結問題，即“針對三種典型通信應用場景分別應采用怎樣的虛擬專用網解決方案？”，引導學生討論總結，然后根據學生的總結回答情況對虛擬專用網的重難點知識進一步強調，并結合國家網絡安全的重要性指出虛擬專用網安全是未來發展的一個重要趨勢。

通過上述以學生為中心、問題為載體的精心備課和授課，學生的學習積極性有明顯改善，課堂學習效率有了較大提升，學生的課堂測驗結果準確率也在不斷提高。

●結語

當前，人工智能技術正在引領人類進入人機協同、跨界融合、共建分享的新時代，這給教育數字化變革中的高校教師帶來了新的機遇和挑戰。以學生為中心，以問題為載體，借助數字化技術手段，計算機網絡課程授課教師可以不斷促進自身和學生的發展，激發學生對枯燥計算機網絡課程內容的學習興趣，培養學生的主動思考和自主學習能力，有效提高計算機網絡課程的教學效率。