以创新能力培养为目标的计算机网络实验教学研究

谢新华 李浪

摘要：近年来，各高校在不断地进行教育体制的改革和创新，但仍受着传统的教学模式和观念的影响，在一定程度上限制了大学生创新能力的培养。文章以创新能力培养为目标，从教学内容、教学方法、教学组织方式以及考核方式等方面对计算机网络实验教学改革进行研究。

关键词：创新能力培养;计算机网络;实验教学

中图分类号：G424 文献标识码：A

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1009-3044（2020）33-0162-02

创新可以说是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，社会要进步，国家要发展，一切都离不开创新。高校作为培养高素质人才的摇篮，对大学生创新能力的培养肩负着重要使命，培养大学生创新意识和创新能力是大学教师的职责[1，2]。计算机网络是计算机类的专业核心课程，也是“互联网+”的重要技术支撑，而计算机网络实验教学不仅仅是对课堂理论教学的深入，也是对理论教学的补充和升华，对于培养学生的实际动手能力、解决问题的能力和创新能力等都能起到很大的作用。但目前我国很多高校对于计算机网络实验的教学内容、教学方式和方法仍存在一些问题，导致培养的学生实践能力和创新能力不足，不能适应新时代社会的发展。下面就如何在计算机网络实验教学中培养学生的创新能力进行探讨研究。

1 计算机网络实验教学现状

1.1实验内容传统简单

以往传统计算机网络实践教学中，实验内容主要是演示型和验证型实验，而综合型、设计型实验较少。由于实验内容不系统，比较简单随意，没有与之配套的实验教材，甚至没有实验指导书，使学生普遍存在理论与实践相脱节的问题，对解决实际网络问题无能为力，不利于学生创新能力的培养。计算机网络技术的发展是日新月异的，新的网络技术、网络应用在不断出现，如果我们不紧跟时代，学习的知识跟不上技术的发展，学生毕业之后走上社会就会发觉所学知识很多都是落后的，更谈不上进行创新了。

1.2实验教学方法相对落后

长期以来，在计算机网络实验教学过程中，主要是老师在上面讲、学生跟着做的教学方式为主，学生不能主动地思考和探索，只是按部就班地完成老师布置的实验内容，不能激发学生主动学习的兴趣，面对具体问题的时候，不知如何运用相应的网络知识去解决实际网络问题，无法培养学生的探究精神与创新能力。

1.3实验室建设比较薄弱

很多高校计算机网络实验室的建设相对薄弱，网络设备相对落后，其数量和类型不能满足实验教学的需求，支持的实验项目比较少，学生难以全面掌握实用的网络技术。

1.4教师的创新意识和创新能力有待提高

计算机网络是一门多学科、知识综合的课程，对教师的教学水平和能力提出了较高的要求。高校教师通常对自身的专业知识、教学水平比较注重，但是在创新意识和创新能力上却比较欠缺，在实际教学工作开展中，很少有意识地把一些创新理念、创新意识传授给学生，严重束缚了学生的创新思维，对学生创新能力的培养极为不利。

2 以创新能力培养为目标的计算机网络实验教学研究

2.1 优化实验教学内容

以衡阳师范学院计算机科学与技术学院为例，我们开设的计算机网络课程理论课有34学时，实验课有24学时，在完成了约8学时的理论教学之后，开始进行分批分小组的实验教学，以促进理论和实践相结合。网络实验可以帮助学生巩固理论知识，还可以培养学生独立分析、解决具体问题的能力，这也是大学教育的重要内容[3]。在我们自编的计算机网络教材中附录了十个实验，如表1所示，这些实验都是根据学生的特点、计算机网络发展的现状而精心设置，很多都是结合实际自主编写的，既有验证型的实验，也有设计型和综合型的实验，对提高学生的实际动手能力、应用网络知识的能力以及培养学生的创新能力是非常有帮助的。在实际的实验教学中可以由实验老师进行若干实验项目的选择。

根据学校人才培养方案，我们也在不断完善课程教学大纲和实验教学大纲，并且自编了计算机网络实验指导书，优化更新实验教学内容，不断跟踪先进技术，以适应计算机网络新技术、新概念、新应用不断涌现、快速发展的特点。

2.2 培养创新能力的实验教学方法

在创新能力的培养中，知識的传授是基础，能力的培养是目标[4]。我们在实验教学过程中，除了传授专业知识，还需要有意识地去培养学生的创新意识和创新能力，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，这样才能够体现我们的实验教学效果。为此我们在计算机网络实验教学中采取了以下一些教学方法。

首先是采用“预习一实践一总结一反思”的教学模式。如图1所示。对每一次实验我们都要求学生提前预习，明确实验目的和原理，了解大致的实验步骤，这样在做实验的时候学生不至于漫无目的。实验过程中学生全程参与、自己动手、独立完成，遇到问题可以相互讨论、验证，教师随时跟踪和指导。实验完成后教师验收，学生及时总结，课后书写实验报告。实验完成之后的反思是非常重要的，所谓反思，也可以说举一反三，比如要完成一个任务，用其他的方法行不行？能否找到更多更好的解决方案？通过实验学到的技能能不能用于开发其他的系统？这样，学生通过独立思考，积极探索，在掌握了知识技能的同时，也培养了创新思维。

其次是实施任务驱动的教学方法，任务驱动法是从现象发现问题，从学习理论到找到解决问题的方法，每次实验，教师通过发布实验任务，然后以学生为中心，教师从旁指导，激励和引导学生自主学习，逐步培养学生的应用创新意识，培养独立学习能力和创新能力。例如，在进行《Cisco路由器基础配置》实验的时候，教师可以以一个小型企业或一个院系的多个部门分配网络为案例提出实验任务，并通过设置一些关键问题启发学生，如：如何通过路由器来划分网络？网络地址如何分配？路由器接口IP地址如何配置？如何判断网络是否连通？学生在实验过程中通过认真思考、相互讨论并逐一回答问题，从而在实践中最终完美解决实际问题。在这个过程中，学生因为主动参与到其中，因此能够激发学生的主体参与意识，培养了其想象力和实际动手能力，学习主动性和创新思维能力也都有了比较显著的提高。

再次是采用以学促研的教学方法。现如今高校每年都有较多的大学生创新创业的研究项目以及学科竞赛等，作为高校教师应该多支持和鼓励学生积极去参与申报，而要申报项目学生必须要有一定的知识储备和编程能力。在我们开设的计算机网络实验中，通过一些综合型和设计型的实验，可以让学生掌握一些网络编程的方法和网络软件系统的开发。例如，通过《网络编程》实验，学生要能够编写出简单的网络通信程序，掌握一定的网络编程技巧;通过《FTP客户机的实现》实验，提高学生网络软件开发的能力，实验过程中学生通过发现问题、思考问题到最终解决问题，其创新能力得到了锻炼，以此为基础，今后可以进一步开发实际的网络应用系统、申报科研项目以及参加学科竞赛等。

2.3 变革实验教学组织方式

实验教学环节的重心不在于学生对理论知识的掌握，而是注重学生实际动手能力的培养。以往计算机网络实验教学通常采取一人一机，教师布置好实验任务，学生按照实验步骤独自完成，由于学生多，教师不能及时解答学生的问题，导致学生实验做完后基本上印象不深刻，甚至于还有部分学生不能独立完成实验，达不到实验教学的目的。采用分组的教学组织方式可以很好地提高实验教学效果。我们通常将一个班级分成3-4个组，每组12人左右，每次一个组进行实验，并且两人为一个小组，这样，除了教师对学生进行指导，同组学生遇到实验疑点也可以相互探讨，共同进步，同时也加强了学生之间的相互合作的能力和团队意识。

2.4 加大实验室建设

我院建设有专用的计算机网络实验室，以及中兴通信投资的计算机网络通信实训室、计算机网络组装实训室等，可以结合理论教学进行相应的实验设计，帮助学生理解并实践相关知识点，学生动手能力得到提高。同时，网络实训室也可以为教师和学生进行各种科研项目提供较好的实验环境。

2.5 改革实验考核方式

采取有效、科学的实验考核不仅能促进学生对学习的兴趣、主观能动性，还能考核学生动手操作能力、运用已学知识点去解决实际问题的能力[5]。以往计算机网络实验主要是根据学生的实验报告来进行考核，学生在做实验当中认不认真，有没有学到真实的东西，有没有实际动手的能力，这些都没有考虑，这样是不利于提高实验的教学效果的。我院计算机网络实验作为一门独立实验课程，在人才培养方案里面属于考查课，是有1个学分的。我们提出实验考核由现场考核、实验报告和考勤三部分组成，其中现场考核占40%，实验报告占50%，考勤占10%。现场考核注重考查学生的实际操作能力、解决问题的能力和创新能力。实践表明，通过这样的考核方式，学生的学习主动性、动手能力和创新思维都得到了很大程度的提高。

3 结束语

在大学教育中培养学生的创新能力关系着国家的未来和发展。计算机网络实验不但要加深学生对网络基本概念、原理和技术的理解，更重要的是培养学生的动手能力、解决实际问题能力、创新意识和创新能力。本文从实验教学内容、教学方法、教学组织方式和考核方式等方面对培养学生的创新能力进行了研究。在实验教学中教师以培养学生的创新能力为目标，充分调动学生的主动性和参与性，提高学生的自主学习能力和探索精神，为国家和社会培养高素质、高水平的网络技术人才。

参考文献：

[1]李浪，邓红卫，郑光勇，等.以应用驱动培养地方高校计算机专业创新应用型人才[J].教育现代化，2019，6（24）：1-2，5.

[2]杨勇.应用型本科高校计算机网络教学改革研究[J].福建电脑，2017（2）：162-163.

[3]高守平，胡山泉，于芳.省級精品课程计算机网络教学改革与实践[J].计算机教育，2011（4）：79-81.

[4]邢长友，陈鸣，许博，等.面向创新人才培养的计算机网络教学改革[J].计算机教育，2013（1）：49-52.

[5]李传之.计算机网络实验教学改革与实践[J].河南广播电视大学学报，2016，29（2）：91-93.

【通联编辑：朱宝贵】

作者简介：谢新华，男，讲师，硕士，主要研究方向为计算机网络技术。