新工科背景下的計算機網絡教學研究

（信息工程大學 河南·鄭州 450045）

0 引言

計算機網絡是信息安全專業及其他信息技術類相關專業都要開設的一門工程性、實踐性很強的主干課程。計算機網絡課程的學習是培養新工科建設背景下網絡安全人才的基礎。

新工科為新形勢、新環境、新需求下，培養新型的工科學生指明了新的培養模式及培養需求，而目前傳承了多年的以課堂教學為主的、近乎填鴨式的傳統授課模式，已無法滿足新工科背景下人才培養的需求。因此本文提出利用翻轉課堂、思維導圖及微課相結合的教學模式對計算機網絡課程教學進行改革。

1 翻轉課堂

新工科中指出相對于傳統的工科人才，未來新興產業和新經濟需要的是具有學習而且是快速學習新事物能力的人才，而在我們目前“滿堂灌”式的教學模式下，學生的學習是屬于被動式的學習，根本不具有快速學習的能力。因此，本文提出了新的教學方式的改革，具體翻轉課堂模型如下圖1。

在計算機網絡課程教學中，每章我們都會設置相關課題，按照圖1翻轉課堂模型組織課堂翻轉，教師將課題重點難點及其它要點以提出問題的形式轉換出來，學生利用網絡、參考資料等資源自主分析問題、收集資料、分組討論，然后在課堂中展示解題思路。這種有效的課堂測試、小組活動和展示能夠使學生積極參與課堂活動，增加學生的參與度；分組討論、小組活動更能促進學生發展團隊活動的組織與實施能力；每位同學思考的方式、解決問題的方法總是具有差異性，而這種差異性產生的爭論及思維碰撞能有效的培養學生的思維創新能力及快速學習的能力。

2 思維導圖

思維導圖是一種將思維形象化、思維圖像化的工具，能夠充分運用左右腦的機能，幫助人腦擴散思維的展開。新工科建設中指出“我們要培養學生最核心的能力——學習能力，特別是快速學習的能力”。

2.1 課程設置思維導圖

計算機網絡課程的前驅課程是計算機文化基礎課程，后繼課程是網絡攻防、網絡編程、網絡安全等課程，因此老師在備課的時，不僅要對計算機網絡課程的內容了如指掌，更要把握前驅后繼課程與本課程的相關性及關聯性。思維導圖本身的特點就是具有概念與概念、知識與知識之間的聯系及擴展，因此利用思維導圖不僅僅能夠幫助老師解讀教材、本章節內容的授教課程設置，還能幫助老師梳理概念、運用前驅課程所學的知識理解本課程的內容，更能幫助老師明確后繼課程所需要的知識體系，進而重點講解本課程相關的知識點。

2.2 課程章節思維導圖

計算機網絡課程是有著概念多、術語多的特點，學生平常學時，都是靠死記硬背，對學習的知識根本無法做到完全理解，并且這種無效又枯燥的學習方法使得學生慢慢失去主動學習的興趣。為了改變這種狀態，我們的課堂教學中可以利用思維導圖本身具有的構建知識網絡的特點，幫助學生進行快速、有效的學習。

圖2是學生制作的計算機網絡課程物理層的思維導圖。制作思維導圖時，學生能夠明確相關知識概念，通過梳理概念間的關系，從而發現關聯概念，學習到新的知識。通過制作思維導圖能夠使學生深層次的理解知識，每張思維導圖呈現了重構的過程，利用這種方式既提升了他們自主的學習的樂趣，又激發了他們的創新的思維，從而起到能力的快速提升。

3 微課

微課，以闡釋某一個知識點或解決某一個問題為目標，以短小的視頻為表現形式，以學習或教學應用為基本目的的一種支持多終端的、呈現“碎片化”，能夠給學生提供一種自主學習、探究性學習的平臺。本文提出利用錄制微課的方式對傳統的課堂教學及實踐教學模式進行改革。

3.1 微課課堂教學

計算機網絡課程中涉及很多協議，協議是本課程中最重要的內容，老師在上課時要對每一個協議進行詳細的講解，包括協議的首部格式、協議原理、涉及到該協議的常用網絡命令等內容。學生在課堂聽課時，很多情況下未能完全掌握相關知識，而老師也沒有更多的時間反復給學生進行講解，因此，我們利用微課這種形式，將協議的相關知識點錄制成一個個微課，讓學生根據自身學習情況自主觀看微課，幫助學生理解課堂所學的知識。

另外，計算機網絡課程中有些課后習題，比如說子網劃分、構造超網、路由表的建立等典型習題，每年我們在輔導課時都要反復給學生講解解題過程，但每次考試時仍然有很多同學答錯，針對這種情況，我們將這些習題的解題過程也錄制成了微課，幫助老師輔導答疑，學生可以利用微課反復觀看解題步驟，直到自己完全理解。這種形式，既改變了老師反復講解而學生依然答錯的困境，又增加了學生自主學習的靈活性。

3.2 微課實踐教學

新工科建設中指出未來工科人才的培養要注重學生的實踐能力。而我們計算機網絡就是一門實踐性很強的課程，實踐課時占課程課時的一半左右，其內容整體是用于增強學生的網絡方面的實操，而實踐學習的效果直接影響到后續網絡安全等課程的開展。

圖1：翻轉課堂模型

圖2：物理層

對于初次接觸這些軟件的學生來講，軟件使用的熟練度直接影響到他們實驗的進度及效果，而如何讓他們快速熟悉實驗的模擬環境是我們首先要解決的問題。因此，我們借助錄制微課這種新的教學模式，利用微課所具有的知識碎片化、情景化、可視化的特點，將實驗所需的模擬環境的使用方法、實驗步驟都錄制成微課，讓學生利用微課在課下自行安排學習，課上直接動手進行實驗。這種模式會讓老師能夠有更多的時間解決學生在實踐過程中遇到的問題，從而提升效率及實踐能力。

4 結束語

計算機網絡課程是信息安全課程及其他信息技術類相關專業的根基，是培養新工科網絡安全人才目標的基礎。本文提出利用翻轉課堂、思維導圖理論對課堂教學模式進行改進，通過錄制實驗教學微課對實踐教學模式進行改革，通過這些新的教學模式及教學策略，極大程度地滿足了新工科建設背景下培養學生創新思維能力、快速學習能力、實踐能力的需求。