基于应用能力培养的计算机网络基础课程教学改革研究

2024-05-19孙永科曹涌胡坤融熊飞

电脑知识与技术 2024年7期

孙永科曹涌胡坤融熊飞

摘要：计算机网络是计算机专业的基础课程，研究计算机网络课程改革方法、提高计算机网络教学质量是“双一流”建设的重要工作。根据网络技术发展和社会需求及时调整课程内容，去除陈旧和已经淘汰的知识点，增加新技术和新设备介绍有利于提高学生实际应用能力。课堂教学中使用课堂提问和讨论等强迫参与的教学方法，有利于提高学生参与度和学习效果。降低或取消学生评教制度，建立科学合理地评价教师的教学效果有利于释放教师束缚，有利于教师从严管理教学过程。使用专家评价方法弥补学生评价的不足，有助于推动教学过程朝着正向发展方向前进。综合多种改革方法有助于提高计算机网络基础课程的教学质量，从而更好地服务“双一流”建设的目标。

关键词：计算机网络；课程改革；强迫参与；教学评价

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）07-0155-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 引言

网络是人们远程办公、在线学习和远程交流的基础系统。在现代化工作和生活中，人们已经越来越依赖计算机网络，学习和了解计算机网络相关的基础知识已经成为人们的基本要求[1]。在国家双一流政策指导的指导要求下，高校对学科专业也提出了更高的要求。双一流建设要求相关的课程教学应具有科学的知识体系[2]和学术性[3]，其目标是培养学生的理解力和科学实践能力[4]。结合计算机网络课程，在双一流背景下，应该加强培养学生对计算机网络基础理论的理解能力和解决常见网络故障的应用能力。

多数计算机网络课程主要以网络模型结构为基础介绍网络知识。课程通常从易于理解的信号开始，逐步介绍数据传输以及其中的各种转发和路由过程。虽然这些课程体现了网络的知识体系，但是很多知识点内容比较抽象，学生理解较为困难，教学效果不佳。计算机网络是一个复杂系统，信号和传输是该门课程的基础，涉及的知识点环环相扣，依赖关系非常强。在实际教学过程中发现，学生需要集中注意力才能理解全部过程，错过了一个知识点，其后面知识点就有可能难以理解。实际教学中发现，使用灌输式教学方法时，学生难以长时间集中注意力，教学效果不太理想。学生对网络基础知识的掌握不够清楚，难以到达运用理论知识解释网络现象的程度，和双一流建设的要求存在一定的差距。

网络计算发展速度较快，网络传输技术也在不断更新。但由于课本编写需要的时间较长，因此很多课本中仍在介绍已经淘汰的技术知识。这些知识点不仅占用有限的教学学时，而且对培养学生能力也没有帮助。删减这些过时的知识点，增加核心知识的讲解有助于提高学生对重要知识的掌握。对课程知识点进行梳理、删减过时的知识点、强化核心理论知识有利于提高学生对网络体系的理解，符合双一流建设中培养学生专业素养的要求。在课堂教学过程中充分使用课堂讨论、提问等教学方法，帮助学生集中注意力有利于提高教学效果。增加网络新技术内容有利于提高学生解决问题的能力。

1 教学改革

计算机网络教学改革主要涉及课程内容改革、方法改革和评价方法改革三个方面。如图1所示，其中，教学内容改革的主要目的是增加实用性强和社会需求度高的知识内容。教学方法改革的目的是激发学生的学习积极性和主动性。教学评价的目的是合理评价教师的教学成果，正向引导教师的教学活动。

1.1 课程内容改革

去除陈旧的内容介绍，增加最新的网络技术介绍是目前很多课程改革的研究方向。传统课程中的网络类别，ATM，X.25等多数研究者认为都属于过时的知识[5-6]，对解决实际网络问题没有帮助，认为应该减少甚至去除这些内容的介绍。由于大学生就业政策改革，很多大学生毕业后从事的工作与专业相关度不高，2018年应届毕业生的就业岗位与专业相关度仅为48.61%[7]，2021年肇庆学院调查结果显示，其就业岗位和专业相关度仅为55.1%[8]，贵州大学相关度约为56%[9]。对于不从事专业类工作的同学，网络课程中的陈旧知识在实际工作中缺乏应用场景，也不能起到实际工作能力培养的目的。

通过电话和微信调查了2017～2019级已经毕业的25名计算机专业学生，其中12名学生目前从事与软件开发工作。从事软件开发的学生表示，计算机网络中的基础理论知识比较重要，例如网络的传输模式、交换机工作原理、路由器工作原理等与他们的工作相关度较高。从事其他工作的学生表示网络安全和他们的工作相关度较高，包括如何设置办公网络，如何避免办公数据泄密，以及如何及时发现网络攻击行为等。这些需求和学校现行的教学计划基本相符。从事软件开发的学生需要数据传输和数据包解码相关知识，从事网络管理的同学需要了解交换机和路由器的工作原理。现有课程中的基础理论知识对从事专业相关的学生有用。然而，由于学时限制，与网络安全相关的内容主要集中在安全分类介绍，缺少面向设备的安全设置教程和效果分析。

1.2 教学方法改革

计算机网络的概念确实相当抽象，仅仅通过文字描述可能难以让学生迅速理解其核心思想。利用可视化模拟软件可以有效地帮助学生快速掌握相关知识。在课堂教学中，采用问题引导式教学和强制提问方法可以有效提高学生的课堂参与度，激发学生的学习动力。可视化模拟软件不仅能够清晰地展示复杂的原理，还可以增加学习的趣味性。问题引导式教学能够引发学生思考，促使学生主动学习。强制性提问能够确保学生保持专注力。

利用网络模拟软件可以以圖形化动态的方式演示复杂网络的原理，有利于学生快速理解。例如，在介绍局域交换机的数据转发过程时，可以利用Packet Tracer软件的单步演示功能，模拟数据进入交换机的情景，对比交换机地址表在数据转发前后的变化，观察数据经过转发后的传输过程。在讲述路由器数据转发过程时，利用该软件还可以观察到IP地址和MAC地址的变化情况。利用Packet Tracer提供的测试问题，还可以测试学生对问题的掌握程度。在介绍网络冲突域和冲突域的分割时，使用该软件可以让学生直观地看到信号的发送范围，而在冲突域中添加交换机后，也可以快速地观察到冲突范围的变化。

课堂知识点使用问题引入，能够激发学生主动思考[10]。传统的理论介绍是传授知识的快速的方法，能够在短时间灌输大量的内容，但是这种方法对学生的理解力和自控力有较高的要求[11]。在传统讲授的基础上适当的引入问题，使用问题驱动学生的学习兴趣，让学生主动思考，有助于对知识点强化记忆和理解。例如，在介绍交换机工作原理时，带领学生回顾转发过程，总结交换机转发的优点，然后询问该方法的缺点，让学生来找漏洞。激发学生讨论后，顺带引出交换环路和环路解决协议STP。

为了激发更多学生的学习积极性，可以在问题引入的过程中采用强制提问的方式，以确保每个学生都积极参与讨论。将学生按位置划分，对于那些不主动参与讨论的区域，可以通过点名的方式提问学生，迫使该区域的学生加入课堂讨论中。通常情况下，只要有一个学生参与讨论，周围的3～5名学生也会因为点名而被迫参与。这种强迫提问的方法能够快速有效地将学生的注意力集中在课堂学习上，从而明显提升课堂氛围和学生的专注度。通过逼迫学生参与讨论，可以促进他们更深入地理解课程内容。

1.3 评价方法改革

学生就业率是衡量学校教学质量的重要指标，就业率受毕业率和课程及格率影响，因此很多学校把课程的及格率作为衡量教师教学水平的重要依据。在及格率考核标准的影响下，考试的难度会被人为降低，考试难度降低、容易通过又导致学习主动性更低[12]。为了促进就业率学校制定了相关教学评价制度，对教学效果进行评价。按照评价结果对教师进行奖惩，奖励认真授课的教师，惩戒上课敷衍的教师。常用的评价方法主要包括学生评价、同伴评价和专家评价三类，如图2所示。合理的使用评价这些评价方法能够促进教师积极提高教学质量，但是不恰当的评价反而会给教学带来负面影响。

调整课程评价制度，建立科学合理的教学评价制度是提高教学质量的主要途径[13]。虽然目前的考核制度已经包括了专家评教和学生评教，但是由于专家听课和评价制度不完善，专家听课和评教比例低。因此，课程评价主要依赖学生评教，评价结果不能全满的反应教师的教学情况，对教学严格的教师极为不利。研究表明学生给考试易过的老师评价较高，而对严格要求的老师评价较低[14]，甚至有8.15%的学生表示，如果老师指出他的不足后会选择逃课[15]，因此讨好学生和降低考试难度能够容易获取较好的学生评价。但是这种行为会导致教学效果下降。计算机网络课程涉及的理论基础较多且很多概念比较抽象，理解困难学习难度大。学生如果不努力很难取得好的成绩，按照考试结果对教学效果评价不能客观地体现教师的教学水平和能力。

同伴互评不仅可以避免学生评价的弊端，而且也有利于教师之间相互学习[16]。但是在实施过程中由于缺乏监督，同伴互评往往流于形式，甚至于一些教师不实际参加听课，凭借以往的经验直接填写听课报告。评价结果不具备客观性，也不具备相互学习和促进提高的效果。校内专家评价指学校教学部门聘请退休教师旁听课程并對教学效果进行评价，是可行性较高的一种评价方法。但是由于专家数量较少，很难全面反应学校的教学水平。聘请校外企业专家对课程评价是一种很好的补充。由于企业专家对社会需求非常清楚，他们对技术先进性和必要性有更为直接的理解，请企业专家对教学效果进行评价，有利于提高教学实际应用效果，符合双一流建设中培养社会需要人才的标准。

2 总结

计算机网络是一门理论知识较多的计算机基础课程，涉及的知识点较为抽象，学习难度较大。建议在课程内容、教学方法和评价制度三个方面进行改革。教学内容改革可以提高知识的实用性，教学方法改革可以激发学生的学习兴趣和参与度，评价制度改革有利于教师严格组织和管理教学过程，从而提高学生对知识的掌握和提升学生的应用能力。其中最重要的是评价制度改革，减弱学生评价是释放教师束缚的最直接前提。

参考文献：

[1] 刘彦保.计算机网络课程教学改革探讨[J].高等理科教育，2007（3）：78-81.

[2] 潘静.“双一流”建设的内涵与行动框架[J].江苏高教，2016（5）：24-27.

[3] 张秀峰，白晓煌.专业学位教育“专业性”实践与保障机制探究——来自美国的经验与反思[J].中国高教研究，2020（7）：54-59，92.

[4] 周维，许海霞，李澄清，等.“双一流”建设背景下计算机专业学位教育改革与探索[J].软件导刊，2022，21（9）：195-199.

[5] 程远，柳亚男，邱硕.新时代计算机网络课程教改研究[J].电脑知识与技术，2023，19（10）：127-129，138.

[6] 姚德中，王登辉，易玉萍.“计算机网络”课程教学改革探讨[J].西部素质教育，2023，9（4）：139-142.

[7] 潘婷婷.“1+X”制度下计算机应用技术专业（大数据方向）协同育人培养模式[J].科技风，2023（12）：50-52.

[8] 毛灵苑，项聪，姚夙.地方本科高校就业质量影响因素及提升对策——以肇庆学院为例[J].大学教育，2023，12（2）：133-135.

[9] 陈勇.应用类技术院校大学生就业前景分析——以贵州大学科技学院为例[J].教育教学论坛，2020（27）：60-61.

[10] 魏艳娜，朱蓬华，邹澎涛，等.计算机网络原理课程思政教学改革与实践[J].北华航天工业学院学报，2021，31（5）：33-35.

[11] 钱开国，苏征远，李海雁.非计算机专业“计算机网络”教学探索[J].中国电力教育，2011（35）：145-146.