面向應用創新型人才培養的計算機網絡課程教學改革與研究

謝新華，李浪，余孝忠

摘要：針對高校計算機網絡教學中應用創新型人才培養存在的問題，該文從教學內容、教學方法和手段、實踐教學等方面對計算機網絡課程教學進行改革與研究，從而達到培養應用創新型人才的教學目的。

關鍵詞：計算機網絡；應用創新；教學改革

中圖分類號：TP3? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）35-0168-03

當今世界，計算機網絡應用已遍及政治、經濟、軍事、科技、生活等幾乎人類活動的一切領域，并正在對社會發展、生產結構以致人們日常生活方式產生深刻的影響與沖擊。計算機網絡作為本科高校計算機類專業核心課程，其理論性和實踐性都較強[1-2]。計算機網絡成為當今高校學生必備的知識和技能之一。我國每年需要大量優秀的計算機網絡人才，對于地方高校，更應注重培養學生的計算機網絡應用能力和創新能力。但目前我國很多高校對于計算機網絡課程的教學內容、教學方法和實踐教學等仍然存在一些問題，導致培養的學生應用能力和創新能力不足，不能適應網絡信息時代對人才的需求。因此，研究如何在計算機網絡課程教學中培養應用創新型人才具有重要的意義。

1計算機網絡課程教學現狀

1.1教學內容落后，與現實脫節

傳統計算機網絡教材多以OSI七層協議模型為基本內容，教學也就往往圍繞這七層協議模型來進行的。很多任課教師完全依照教材，教學內容與現實生活脫節，不能對教學內容進行延伸，不但枯燥無味，而且抽象程度高，難以激發學生的學習興趣。當今，計算機網絡技術的發展是迅猛的，新技術、新應用在不斷涌現，如果教師不能與時俱進，是很難達到應用創新型人才的培養目標的。

1.2教學方法和手段比較傳統

在計算機網絡課堂教學過程中，主要是教師以黑板或PPT課件講授的教學方式為主，“滿堂灌”的現象比較普遍[3-4]，教師仍然是課堂教學的主體，學生不能主動地思考和探索，只能被動地接受教師傳授的知識，不能激發學生主動學習的興趣，面對具體問題的時候，不知如何運用相應的知識去解決實際問題，無法培養學生的探究精神與創新能力。此外，計算機網絡課程知識抽象性較強，僅僅依靠傳統的教學方法和教學手段，學生理解起來也比較困難，導致引發學生的厭學心理。

1.3實踐教學環節比較薄弱

以往傳統計算機網絡實踐教學中，實驗內容主要是演示型和驗證型實驗，綜合型、設計型實驗較少。由于實驗內容不系統，比較簡單隨意，沒有與之配套的實驗教材，甚至沒有實驗指導書，使學生普遍存在理論與實踐相脫節的問題，對解決實際網絡問題無能為力，不利于學生創新能力的培養。另外，很多高校計算機網絡實驗室的建設相對薄弱，網絡設備也相對落后，與實際應用的網絡設備具有較大差距。

2面向應用創新型人才培養的計算機網絡教學研究

2.1優化課程教學內容

根據學校新的人才培養方案，結合專業認證的需求，針對不同專業的計算機網絡課程目標、畢業要求以及課程目標對畢業要求指標點的支撐關系，課程團隊重新制定了符合專業認證需求的課程教學大綱和實驗教學大綱，將課程目標和畢業要求指標點進行掛鉤。畢業要求指標點中提出了對學生能力和素質的要求，其中包括了學生網絡應用能力和創新能力的要求，在課程目標中，不能僅限于對知識的傳授，而是要提升到對學生能力和素質的培養，體現“兩性一度”（高階性、創新性和挑戰度）的要求。

教師應時刻關注計算機網絡發展動態，對于傳統的教學內容，要科學合理地進行增刪，打破教材的束縛，適時引進新的內容，將新技術（如IPV6 技術、5G技術等）和傳統教學內容有機結合，開闊學生的視野，提升學生的學習興趣。在此基礎之上，讓學生思考并提出自己的見解，學以致用，這對培養學生的應用創新能力十分有幫助。為優化更新教學內容，課程團隊自編了計算機網絡教材，目前已出版了第二版；教學內容也并不是教材目錄的簡單復制，而是要做到有取舍，必要時有增補，因此對課程教案、教學課件每個學期都及時更新；對教材每個章節的教學內容錄制了教學視頻供學生課前預習或課后鞏固強化。

2.2培養應用創新能力的教學方法和手段

在教學過程中，除了傳授專業知識，還需要有意識地去培養學生的應用能力和創新能力，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。為此采取了以下一些教學方法。

首先是改進教學設計。新的教學設計思路是：以課堂教學為主，以實驗配合課堂教學，通過課堂講授、自主學習、合作探究、運用新知解決問題、實驗驗證與探索、測評反饋讓學生掌握計算機網絡的原理與應用，引導學生進行科學思考與探究，全面貫徹研究性學習方法，通過教學活動使學生獲得成功體驗，提高對計算機網絡的探究興趣，培養學生的創新意識、探究精神和實踐能力，增強學生的創新思維。在教學設計中，教師首先通過提出問題、創設情境導入新課，從而激發學生的學習興趣；然后在課堂教學中以學生為中心、任務為驅動講授新課，在授課過程中針對某些難點問題，教師以任務或案例的方式提出來，留出一定的時間來和學生進行交流互動以及學生之間相互討論，討論以學生為主體，教師主要是進行引導，最后對問題進行總結，從而解決實際問題，這對于培養學生的創新思維能夠起到非常好的效果；課堂最后對本堂課的知識點進行回顧總結，鞏固所學新知識。教學設計流程圖如圖1所示。

其次是實施任務驅動的教學方法。任務驅動法是從現象發現問題，從學習理論到找到解決問題的方法，激勵和引導學生自主學習，逐步培養學生的應用創新意識，培養獨立學習能力和創新能力[5]，打造具有高階性、創新性和挑戰度的高效課堂。例如，在學習“如何有效分配IP地址”的時候，教師可以以一個小型企業或學校為案例提出任務，將學生劃分不同的小組來模擬不同的部門，讓他們自己來分配不同類型、不同網段的IP地址，并通過設置一些問題啟發學生：如何判斷一個IP地址是否合法？網絡地址和廣播地址用于什么地方？IP地址是否浪費？學生通過認真思考、相互討論并逐一回答問題，從而最終完美解決實際問題。在這個過程中，學生因為全程參與到其中，因此能夠激發學生的主體參與意識，培養了其網絡實際應用和創新思維能力，課堂參與度和學習主動性也都有了比較顯著的提高。

再次是采用類比的教學方法。計算機網絡課程中有大量的專業概念和術語，學生不易理解，也無法掌握這些概念和術語構成的知識框架，嚴重阻礙了教學質量的提高。在課堂教學中引入類比的教學方法，結合日常生活中的具體實例，把抽象的理論、概念巧妙地轉化為學生容易理解的生活現象，能有效地激發學生的創新思維。比如，在講述計算機網絡概念的時候可以將之類比為公路交通圖，汽車（數據）從一個城市（計算機）通過公路（通信線路）到達另一個城市（計算機），沿途可能會經過若干個收費站（網絡節點）。再比如，將IP地址結構類比為學生的學號，一個班級中的學號相同的數字表示所在的年級、專業和班級（相當于網絡號或子網號），學號后面不同的部分則代表該班不同的學生序號（相當于主機號）。

最后，課堂教學中引入信息化技術手段。課程合理運用信息化教學平臺（超星一平三端）輔助開展教學活動，分課前、課中、課后三個階段：在課前教師通過學習通準備了視頻、案例等任務發放以及課件、實驗等教學資源，學生可以提前預習并記錄疑難點；在課堂中，運用學習通進行教學互動，如隨堂練習、主題討論、分組任務和搶答等，打破課堂沉默，充分調動學生主動參與到課堂教學中，激發學生的學習興趣，從而提高課堂教學效果；課后利用學習通布置課程作業并對學習疑難問題進行實時解答。課程團隊在學院課程資源網站和泛雅超星平臺都建設了線上課程資源，在資源庫中，包含40個自錄視頻，近800分鐘講解，以及教學PPT課件、教案及教學大綱、實驗指導書以及習題庫等。并且，利用思維導圖建立每個章節的知識點的連接關系，以便學生更好地掌握課程重要知識點及發展動態。教師可以根據平臺記錄的學生學習情況來改進具體的教學流程，也可以對學生知識掌握程度做出合理的教學評價，以便今后更好地開展教學活動。

2.3提升應用創新能力的實踐教學

根據學校人才培養方案，計算機網絡課程理論課有34學時，實踐課有24學時。在完成了約8學時的理論教學之后，開始進行分批分小組的實驗教學，以促進理論和實踐相結合。網絡實驗可以幫助學生鞏固理論知識，還可以培養學生獨立分析、解決具體問題的能力，這也是大學教育的重要內容。在課程團隊自編的計算機網絡教材中附錄了十個實驗，這些實驗都是根據地方院校學生的特點、計算機網絡發展的現狀而精心設置的，既有驗證型的實驗，也有設計型和綜合型的實驗，對提高學生的實際動手能力、應用網絡知識的能力以及培養學生的創新能力是非常有幫助的。

對每一次實驗，老師都要求學生提前預習，實驗過程中學生全程參與、自己動手、獨立完成，遇到問題可以相互討論、驗證，教師隨時跟蹤和指導。實驗完成后學生及時總結、書寫實驗報告。在實驗教學過程中，要加強對學生排除故障能力的培養，提高學生獨立操作的能力。學生通過獨立思考，積極探索，在掌握了知識技能的同時，也培養了創新思維和應用能力。例如，通過網絡編程實驗，學生要能夠編寫出簡單的網絡通信程序，掌握一定的網絡編程技巧，提高網絡軟件開發的能力，以此為基礎，今后可以進一步開發實際的網絡應用系統、參加學科競賽以及申報項目等。

2.4通過校企合作，培養更多應用創新型人才

校企合作是一種注重培養質量，注重在校學習與企業實踐，注重學校與企業資源、信息共享的“雙贏”模式。校企合作有助于實現優勢互補、資源共享，促進課程教學的創新發展，計算機網絡教學更是如此。

學校與廣州粵嵌通信科技股份有限公司合作共建 “衡陽師范學院—粵嵌眾創空間”以及與該公司建立實踐教學基地，與杭州安恒信息、湖南網安基地兩所網絡安全企業合作，構建網絡空間安全創新創業教育基地，充分發揮校企合作的優勢，建立多種形式的實踐教學合作模式，包括專業見習（實習）實訓模式、學科競賽模式、科學研究模式、專題項目課外實踐活動模式。通過校企合作的開展，一方面可使學校人才培養更加科學化，另一方面為學生提供了更為廣泛的實踐鍛煉機會，提升學生的應用創新能力，特別是在學科競賽、增強學生的就業創業能力以及培養經濟社會發展所需要的應用技術型人才等方面表現突出。

2.5建立合理的課程考核評價機制

課程考核評價不能僅憑期末考試作為唯一依據，過程性考核也占有一定的比例（30%），有利于學生在學習過程中持續投入，包括課堂參與和課程作業，課程作業中可以設置能體現學生應用創新能力的網絡編程大作業。由于本課程依托湖南省一流本科課程項目，注重以產出為導向，以學促研，課程團隊指導學生積極參加計算機學科競賽、CTF網絡安全大賽等，并取得了較好的成績。同時，指導學生獲得了多項地方高校國家級創新訓練項目、發明專利和軟件著作權，這些都可以作為過程性考核加分項目。當然，過程性考核完全可以通過超星平臺來記錄，這樣可以極大地簡化教師的過程性考核成績統計的工作量。超星平臺平時就已經完整地記錄了學生課前預習情況、考勤簽到、課堂回答問題以及作業完成情況的打分等。通過過程性考核引導學生保證在平時學習中的投入，完成必要的階段性訓練，而不是靠期末突擊死記硬背。另外，計算機網絡實驗也是單獨作為一門課程，同樣注重過程考核，在實驗過程中教師會根據學生做實驗的表現、完成度、是否有獨到見解以及是否有創新等進行考核計分。

3結束語

如何對計算機網絡課程進行教學改革，達到培養應用創新型人才的目標，是一項非常重要的研究課題，也是教師需要正視的一個問題。本文從計算機網絡課程教學內容、教學方法、實踐教學、校企合作和課程考核等幾個方面對培養應用創新型人才進行了改革研究，從改革后的效果來看，學生的學習主動性和課堂參與度得到了提高，學生網絡應用能力和創新能力的提升也取得了一定的成效。

參考文獻：

[1] 李浪，謝新華，鄧紅衛，等.面向創新創業教育的計算機網絡課程教學改革[J].教育現代化，2020，68（7）：42-45.

[2] 卜文娟，鞏道福.計算機網絡教學改革研究[J].電腦知識與技術，2018，14（1）：144-145.

[3] 鄧海良.應用型本科計算機網絡教學改革研究[J].湖南科技學院學報，2017，38（6）：100-101.

[4] 王璞.基于應用型人才培養的計算機網絡課程教學改革探究[J].西部素質教育，2018，4（4）：186，188.

[5] 余孝忠，李浪，田小梅.地方院校《計算機網絡》課堂教學改革研究——以衡陽師范學院為例[J].教育現代化，2021，69（8）：46-49.

【通聯編輯：朱寶貴】