新工科背景下的计算机网络教学研究

（信息工程大学 河南·郑州 450045）

0 引言

计算机网络是信息安全专业及其他信息技术类相关专业都要开设的一门工程性、实践性很强的主干课程。计算机网络课程的学习是培养新工科建设背景下网络安全人才的基础。

新工科为新形势、新环境、新需求下，培养新型的工科学生指明了新的培养模式及培养需求，而目前传承了多年的以课堂教学为主的、近乎填鸭式的传统授课模式，已无法满足新工科背景下人才培养的需求。因此本文提出利用翻转课堂、思维导图及微课相结合的教学模式对计算机网络课程教学进行改革。

1 翻转课堂

新工科中指出相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是具有学习而且是快速学习新事物能力的人才，而在我们目前“满堂灌”式的教学模式下，学生的学习是属于被动式的学习，根本不具有快速学习的能力。因此，本文提出了新的教学方式的改革，具体翻转课堂模型如下图1。

在计算机网络课程教学中，每章我们都会设置相关课题，按照图1翻转课堂模型组织课堂翻转，教师将课题重点难点及其它要点以提出问题的形式转换出来，学生利用网络、参考资料等资源自主分析问题、收集资料、分组讨论，然后在课堂中展示解题思路。这种有效的课堂测试、小组活动和展示能够使学生积极参与课堂活动，增加学生的参与度；分组讨论、小组活动更能促进学生发展团队活动的组织与实施能力；每位同学思考的方式、解决问题的方法总是具有差异性，而这种差异性产生的争论及思维碰撞能有效的培养学生的思维创新能力及快速学习的能力。

2 思维导图

思维导图是一种将思维形象化、思维图像化的工具，能够充分运用左右脑的机能，帮助人脑扩散思维的展开。新工科建设中指出“我们要培养学生最核心的能力——学习能力，特别是快速学习的能力”。

2.1 课程设置思维导图

计算机网络课程的前驱课程是计算机文化基础课程，后继课程是网络攻防、网络编程、网络安全等课程，因此老师在备课的时，不仅要对计算机网络课程的内容了如指掌，更要把握前驱后继课程与本课程的相关性及关联性。思维导图本身的特点就是具有概念与概念、知识与知识之间的联系及扩展，因此利用思维导图不仅仅能够帮助老师解读教材、本章节内容的授教课程设置，还能帮助老师梳理概念、运用前驱课程所学的知识理解本课程的内容，更能帮助老师明确后继课程所需要的知识体系，进而重点讲解本课程相关的知识点。

2.2 课程章节思维导图

计算机网络课程是有着概念多、术语多的特点，学生平常学时，都是靠死记硬背，对学习的知识根本无法做到完全理解，并且这种无效又枯燥的学习方法使得学生慢慢失去主动学习的兴趣。为了改变这种状态，我们的课堂教学中可以利用思维导图本身具有的构建知识网络的特点，帮助学生进行快速、有效的学习。

图2是学生制作的计算机网络课程物理层的思维导图。制作思维导图时，学生能够明确相关知识概念，通过梳理概念间的关系，从而发现关联概念，学习到新的知识。通过制作思维导图能够使学生深层次的理解知识，每张思维导图呈现了重构的过程，利用这种方式既提升了他们自主的学习的乐趣，又激发了他们的创新的思维，从而起到能力的快速提升。

3 微课

微课，以阐释某一个知识点或解决某一个问题为目标，以短小的视频为表现形式，以学习或教学应用为基本目的的一种支持多终端的、呈现“碎片化”，能够给学生提供一种自主学习、探究性学习的平台。本文提出利用录制微课的方式对传统的课堂教学及实践教学模式进行改革。

3.1 微课课堂教学

计算机网络课程中涉及很多协议，协议是本课程中最重要的内容，老师在上课时要对每一个协议进行详细的讲解，包括协议的首部格式、协议原理、涉及到该协议的常用网络命令等内容。学生在课堂听课时，很多情况下未能完全掌握相关知识，而老师也没有更多的时间反复给学生进行讲解，因此，我们利用微课这种形式，将协议的相关知识点录制成一个个微课，让学生根据自身学习情况自主观看微课，帮助学生理解课堂所学的知识。

另外，计算机网络课程中有些课后习题，比如说子网划分、构造超网、路由表的建立等典型习题，每年我们在辅导课时都要反复给学生讲解解题过程，但每次考试时仍然有很多同学答错，针对这种情况，我们将这些习题的解题过程也录制成了微课，帮助老师辅导答疑，学生可以利用微课反复观看解题步骤，直到自己完全理解。这种形式，既改变了老师反复讲解而学生依然答错的困境，又增加了学生自主学习的灵活性。

3.2 微课实践教学

新工科建设中指出未来工科人才的培养要注重学生的实践能力。而我们计算机网络就是一门实践性很强的课程，实践课时占课程课时的一半左右，其内容整体是用于增强学生的网络方面的实操，而实践学习的效果直接影响到后续网络安全等课程的开展。

图1：翻转课堂模型

图2：物理层

对于初次接触这些软件的学生来讲，软件使用的熟练度直接影响到他们实验的进度及效果，而如何让他们快速熟悉实验的模拟环境是我们首先要解决的问题。因此，我们借助录制微课这种新的教学模式，利用微课所具有的知识碎片化、情景化、可视化的特点，将实验所需的模拟环境的使用方法、实验步骤都录制成微课，让学生利用微课在课下自行安排学习，课上直接动手进行实验。这种模式会让老师能够有更多的时间解决学生在实践过程中遇到的问题，从而提升效率及实践能力。

4 结束语

计算机网络课程是信息安全课程及其他信息技术类相关专业的根基，是培养新工科网络安全人才目标的基础。本文提出利用翻转课堂、思维导图理论对课堂教学模式进行改进，通过录制实验教学微课对实践教学模式进行改革，通过这些新的教学模式及教学策略，极大程度地满足了新工科建设背景下培养学生创新思维能力、快速学习能力、实践能力的需求。