多維協(xié)同下計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)探析

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了多維協(xié)同下計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)探析范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)類專業(yè)的核心課程之一，也是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程。對該課程進(jìn)行教學(xué)改革，有助于提升計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)，為國家培養(yǎng)更多優(yōu)秀的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才。為此，本文借鑒協(xié)同創(chuàng)新思想結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程特點(diǎn)，提出計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)多維協(xié)同創(chuàng)新框架。該框架從教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價與反饋四個維度對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)活動進(jìn)行梳理、提煉、優(yōu)化整合，形成一套完整的教學(xué)研究方案，用于指導(dǎo)課程教學(xué)的全過程。

關(guān)鍵詞:多維協(xié)同；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；課程教學(xué)；教學(xué)改革

1引言

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，互聯(lián)網(wǎng)得到快速普及。根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心最新統(tǒng)計報告[1]，截止2020年12月，我國網(wǎng)民規(guī)模已達(dá)9.89億，較2020年初增長5.9%，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)到歷史新高70.4%。要保持互聯(lián)網(wǎng)如此快速的發(fā)展，穩(wěn)步推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略，對網(wǎng)絡(luò)人才的需求是巨大的。此外，隨著新一代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不斷創(chuàng)新突破，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化深入發(fā)展，社會對網(wǎng)絡(luò)人才的需求呈逐步上升趨勢。因此，網(wǎng)絡(luò)人才的培養(yǎng)顯得尤為關(guān)鍵和迫切。為了順應(yīng)需求，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程已成為各大高校計算機(jī)專業(yè)的核心課程之一。與此同時，全國各高校紛紛開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)空間安全和物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)來補(bǔ)充單一計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量的不足。例如，蘇州大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程和物聯(lián)網(wǎng)工程兩個本科專業(yè)，并將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為專業(yè)主干課程。

2課程教學(xué)現(xiàn)狀

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程涉及的知識面廣、概念繁多、理論復(fù)雜、技術(shù)更新快。傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以取得理想的教學(xué)效果。此外，社會對于網(wǎng)絡(luò)方向?qū)I(yè)人才所掌握的技術(shù)與知識的廣度、深度及創(chuàng)新能力的要求也在不斷提高。目前，在計算機(jī)領(lǐng)域，國內(nèi)外廣大教育研究者已經(jīng)認(rèn)識到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)存在的問題，并提出了一系列的改革方案[2-4]?，F(xiàn)有的方案包括開放微課等網(wǎng)絡(luò)公開課程、增加教學(xué)中的問答互動、教學(xué)效果的過程化考核和建立知識點(diǎn)與考核效果達(dá)成度的關(guān)聯(lián)等方面。這些方案在一定程度上解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的不足，對教學(xué)效果的提升具有十分積極的意義，但改進(jìn)還不夠充分。（1）微課是一種時下比較流行的教學(xué)形式[5]。它利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行知識的傳播，是“互聯(lián)網(wǎng)+”思想的一種重要體現(xiàn)。學(xué)生可以下載感興趣的課程內(nèi)容進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)，但這種形式以教師的單向知識傳播為主，缺乏有效互動和對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考察[6]。（2）相比于微課，在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師可以通過面對面提問、組織討論等方式增加互動交流，把握上課節(jié)奏，從而有效避免單向傳播的缺點(diǎn)，但是形式仍比較單一。（3）過程化考核的提出有利于避免單純重視教學(xué)效果考評而忽略教學(xué)過程的重要性，但是仍然以階段性考試為主，無法更細(xì)粒度地反映學(xué)生對知識的掌握情況。（4）知識點(diǎn)與考核效果達(dá)成度的關(guān)聯(lián)是判斷學(xué)生知識掌握情況的主要依據(jù)，也是專業(yè)工程認(rèn)證推薦的方法。該方法必須和其他方面的改革有機(jī)結(jié)合，才能發(fā)揮出預(yù)期效果。本文提出對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行多維度協(xié)同創(chuàng)新改革，有助于建立健全立體完備的課程知識體系，樹立客觀細(xì)致的評價與反饋機(jī)制。通過多樣化的教學(xué)形式結(jié)合恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，為學(xué)生提供一種全方位的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)體驗，幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握網(wǎng)絡(luò)知識并融會貫通，靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題，成長為出色的網(wǎng)絡(luò)人才。

3多維協(xié)同創(chuàng)新框架

課程教學(xué)以學(xué)生為對象，以傳授知識、訓(xùn)練技能為手段，以掌握知識、提升技能、增強(qiáng)能力、培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)為目標(biāo)。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，需對涉及教學(xué)過程的全部環(huán)節(jié)進(jìn)行梳理，從教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備到教學(xué)方法的選擇，從教學(xué)形式的設(shè)計到教學(xué)評價與反饋，不同環(huán)節(jié)既相對獨(dú)立又相互支持。因此，從全環(huán)節(jié)中抽取四個主要維度，面向計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)，提出多維協(xié)同創(chuàng)新的全新框架，如圖1所示。

3.1教學(xué)形式

教學(xué)形式是指教學(xué)活動中教師與學(xué)生為實現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)而采取的行為方式。教學(xué)活動均是通過一定的教學(xué)形式組織進(jìn)行的。因此，將教學(xué)形式作為課程教學(xué)多維協(xié)同創(chuàng)新框架的重要維度之一。教學(xué)形式根據(jù)組織方式的不同可以分為：課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、慕課（MOOC）、微課、在線仿真實驗等。3.1.1課堂教學(xué)。課堂教學(xué)通常是以班級為單位，由任課教師按照課程計劃及時間安排在課堂現(xiàn)場授課的一種教學(xué)形式。它的優(yōu)勢在于教師與學(xué)生面對面交流，互動性很強(qiáng)，教師可以根據(jù)課堂上學(xué)生的反饋及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度、難易度等。它是目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的一種主要形式。但是，由于面向整個班級授課，課堂教學(xué)很難照顧到每位學(xué)生。其上課的時間、空間都比較固定，對學(xué)生學(xué)習(xí)的便利性不足。3.1.2實驗教學(xué)。實驗教學(xué)強(qiáng)調(diào)通過實際操作實驗過程訓(xùn)練學(xué)生動手技能，培養(yǎng)解決問題能力，是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)活動中，實驗教學(xué)是必不可少的教學(xué)形式[7]。通過不同層級的實驗訓(xùn)練，可以有效提升學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理的理解。3.1.3慕課（MOOC）。慕課，即大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程，最早興起于美國大學(xué)開放的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺。它的優(yōu)勢在于：資源豐富多元，可以利用數(shù)字化技術(shù)整合多種教學(xué)資源；極大地提升了學(xué)習(xí)的便利性，使得學(xué)生不受傳統(tǒng)課堂時間、空間的限制便利地獲取課程資源；適用于大規(guī)模學(xué)生參與的學(xué)習(xí)活動。3.1.4微課。與慕課類似，微課同樣采用網(wǎng)絡(luò)作為傳播途徑，從而面向廣大學(xué)生授課。但它的特點(diǎn)在于“微”，即課程時長與內(nèi)容均有限，但又相對完整，可作為課程片段。由于其微小的特點(diǎn)，使得學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成本低，可以進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)習(xí)便利性。3.1.5在線仿真實驗。在線仿真實驗利用仿真實驗平臺來模擬真實實驗環(huán)境和實驗任務(wù)，能夠突破傳統(tǒng)實驗教學(xué)對時空和環(huán)境的依賴。

3.2教學(xué)內(nèi)容

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的主要教學(xué)內(nèi)容包括：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、移動網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全。將上述內(nèi)容先拆分為多粒度、多維度的離散知識點(diǎn)，再拼接成為一個立體知識庫。所謂的多粒度是指知識點(diǎn)根據(jù)內(nèi)容覆蓋范圍具有不同的層級，如數(shù)據(jù)鏈路層知識點(diǎn)包含邏輯鏈路控制子層（LLC）和介質(zhì)訪問控制子層（MAC）。多維度則用于反映知識點(diǎn)的內(nèi)涵與外延，如TCP協(xié)議知識點(diǎn)，既包含TCP鏈接管理，又包括TCP流量控制和擁塞控制，還包括TCP的安全性分析。離散化的知識點(diǎn)之間具有很多潛在的聯(lián)系，如數(shù)據(jù)鏈路層有物理地址，網(wǎng)絡(luò)層有IP地址，二者之間存在轉(zhuǎn)換關(guān)系，需要地址解析協(xié)議和反向地址解析協(xié)議（ARP/RARP）完成雙向映射。地址解析與應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層之間的域名解析又存在設(shè)計思想上的一致性和工作原理的差異性。

3.3教學(xué)方法

教學(xué)方法是依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計的教學(xué)活動的具體操作程序?，F(xiàn)主要探討講座式、案例式、啟發(fā)式、問題導(dǎo)向式這四種方法。3.3.1講座式。該方法將教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)、難點(diǎn)以科研探索的方式將問題的深刻性、探索的嚴(yán)謹(jǐn)性等融入教學(xué)過程。3.3.2案例式。通過具體的情景，案例式教學(xué)有助于將抽象的隱性知識內(nèi)容外顯[8]，特別適用于網(wǎng)絡(luò)課程中有關(guān)概念、原理、應(yīng)用知識點(diǎn)的講解。3.3.3啟發(fā)式。該教學(xué)法以啟發(fā)性教學(xué)思想為指導(dǎo)，側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生通過思考獲得啟發(fā)。其教學(xué)活動通常表現(xiàn)為師生互動問答。3.3.4問題導(dǎo)向式。該教學(xué)法將問題的分析過程以及問題求解過程作為學(xué)習(xí)基本要素之一，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

3.4教學(xué)評價與反饋

3.4.1過程評價。相對于教學(xué)結(jié)果評價，過程評價更加注重教學(xué)過程中對學(xué)生階段性學(xué)習(xí)效果的考查。過程評價有助于對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行全方位考查，給予學(xué)生多次考查機(jī)會，發(fā)現(xiàn)問題時及時進(jìn)行針對性調(diào)整。3.4.2達(dá)成度分析。該分析運(yùn)用多種教學(xué)指標(biāo)實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的量化，有助于幫助教師全面把握學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況，又可以細(xì)致評價每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，是工程教育專業(yè)認(rèn)證建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。3.4.3個性化學(xué)習(xí)方案。學(xué)生在專業(yè)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)能力方面均存在差異，從而造成學(xué)習(xí)效果的不均衡性。個性化學(xué)習(xí)方案強(qiáng)調(diào)根據(jù)不同學(xué)生的情況采取不同的措施。個性化學(xué)習(xí)方案的推薦可配合達(dá)成度分析完成，根據(jù)教學(xué)效果反饋運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)從宏觀和微觀兩個角度對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行建模分析和過程推演，適時地為每個學(xué)生推薦個性化學(xué)習(xí)方案。

3.5多維協(xié)同

對上述四個維度的改革并不是孤立的，而是相輔相成、協(xié)同進(jìn)行，構(gòu)成一個完整的課程教學(xué)改革體系。多維協(xié)同主要體現(xiàn)在四個維度間的映射。3.5.1知識點(diǎn)與教學(xué)形式的多維映射。對不同的知識點(diǎn)采取與之相適應(yīng)的教學(xué)形式。例如，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層思想適合采取課堂教學(xué)，增加師生互動與思考；各層協(xié)議適合采用實驗教學(xué)配合在線仿真實驗教學(xué)；路由算法、流量控制、擁塞控制等知識點(diǎn)則適合制作為慕課、微課配合在線仿真實驗教學(xué)。3.5.2知識點(diǎn)與教學(xué)評價的多維映射。知識點(diǎn)與課程教學(xué)目標(biāo)以及專業(yè)畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)存在嚴(yán)格的映射關(guān)系。例如，利用達(dá)成度分析對離散知識點(diǎn)的掌握情況進(jìn)行評判。3.5.3教學(xué)形式與教學(xué)評價的多維映射。不同的教學(xué)形式，教學(xué)評價考量因素也不盡相同。例如，對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)的評價主要考慮教師課程講解的清晰性、完整性、難易度以及學(xué)生參與度、回答問題等因素。3.5.4知識點(diǎn)與教學(xué)方法的多維映射。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的知識點(diǎn)可采用多種不同的教學(xué)方法。例如，概念類的知識點(diǎn)宜采用講座式方法將涉及的內(nèi)涵、外延講解透徹；協(xié)議類知識點(diǎn)可采用啟發(fā)式或問題導(dǎo)向式方法啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生思考協(xié)議設(shè)計的初衷、設(shè)計的思路等；面向應(yīng)用類的知識點(diǎn)則適合采用案例式配合問題引導(dǎo)式方法。

4教學(xué)實踐

為了檢驗多維協(xié)同創(chuàng)新框架在教學(xué)中發(fā)揮的作用，對已開展課程改革的2018級計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和2020級計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)第二學(xué)位進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查采用無記名問卷方式進(jìn)行，共發(fā)放問卷120份，回收113份，有效問卷占比94.2%。問卷內(nèi)容主要涉及六個方面，包括教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)反饋與評價、學(xué)習(xí)效果自我評估和對此課程的意見與建議。調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生認(rèn)為該課程十分重要的比例占92.9%，前五方面的具體結(jié)果如表1所示，平均滿意度達(dá)94.5%。學(xué)生所提出的意見與建議主要有：（1）課時偏少，尤其實驗課時不足，約占58%；（2）建議添加最新技術(shù)內(nèi)容，約占27%；（3）建設(shè)專門的課程網(wǎng)站整合所有線上資源，約占15%。由此可見，該框架不僅得到學(xué)生的認(rèn)可，而且還很期望課程建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)。為了對創(chuàng)新框架進(jìn)行客觀評價，對比了課程改革前后學(xué)生成績的分布情況。如圖2所示，各年級成績均呈近似正態(tài)分布，相比于改革前（2016級計科），改革后成績分布向高分段遷移，平均成績由原先的72.97提高到79.95和78.37，標(biāo)準(zhǔn)差下降28.3%。由此可見，基于新框架的教學(xué)改革有助于教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，可以提升學(xué)生掌握和運(yùn)用知識的能力。

5結(jié)束語

傳統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)形式以課堂教學(xué)和實驗課為主，較為單一，教學(xué)內(nèi)容對知識體系的梳理不夠清晰，不能形成體系；教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式不能形成呼應(yīng)；教學(xué)評價與反饋則以考試為主，注重效果卻忽略過程的重要性。針對上述教學(xué)中存在的諸多問題，本文從“互聯(lián)網(wǎng)+”的思想出發(fā)，將多維協(xié)同理念運(yùn)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)改革，把覆蓋教學(xué)活動全過程的教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價與反饋協(xié)同起來，建立多維協(xié)同創(chuàng)新框架。通過框架實施聯(lián)動機(jī)制，能夠很好地用于指導(dǎo)課程教學(xué)。

作者:周經(jīng)亞 單位:蘇州大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院