侯慧玲
(長治學院計算機系,山西 長治046011)
在高校計算機科學與技術(shù)專業(yè)課程教學中,計算機網(wǎng)絡(luò)課程作為一門必修課程,既是教學重點內(nèi)容,也是教學難點,計算機網(wǎng)絡(luò)實驗部分是大多數(shù)學生實踐能力較為薄弱的環(huán)節(jié)[1]。近年來,我國信息化發(fā)展進程加快,對創(chuàng)新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求,而創(chuàng)新能力的提升需要從實踐中磨練出來。如何構(gòu)建符合時代發(fā)展需求的高水平創(chuàng)新型人才已成為計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學改革的重要內(nèi)容。計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學具備強化理論知識的作用,能夠讓學生親身參與實踐,深入理解并鞏固理論知識,加深對知識點的記憶,通過具體實踐來檢驗成果。因此,計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學改革不僅關(guān)系著創(chuàng)新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的培養(yǎng),還會影響理論課程的創(chuàng)新發(fā)展。
現(xiàn)階段,在計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學中,大多數(shù)學校仍存在課程內(nèi)容陳舊、教學觀念落后、模式單一等問題,教學效果不理想。目前,計算機網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學主要存在的問題具體包括:
(1)內(nèi)容設(shè)置不合理
高校開設(shè)的計算機實驗課主要包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、路由設(shè)計、網(wǎng)線端接與測試、小型網(wǎng)絡(luò)綜合設(shè)計、以太網(wǎng)幀分析等內(nèi)容,內(nèi)容較為簡單,課時安排較少,開設(shè)的理論課程教學主要側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、動態(tài)交互等基本原理,而實驗教學內(nèi)容集中在網(wǎng)絡(luò)命令及工具的使用方面,教學內(nèi)容存在偏移,導致學生無法深入理解理論知識的含義。
(2)缺乏實質(zhì)性、系統(tǒng)性的實驗內(nèi)容
大多數(shù)高校開設(shè)的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程以仿真性、操作性的實驗內(nèi)容為主,缺乏對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計、動態(tài)交互等實質(zhì)性、系統(tǒng)性實驗內(nèi)容的安排。而計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學目的在于讓學生理解并掌握網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的原理,而不僅是對計算機網(wǎng)絡(luò)工具的應(yīng)用??梢钥闯觯嬎銠C網(wǎng)絡(luò)實驗教學內(nèi)容側(cè)重于工程應(yīng)用方面而非原理分析方面,從而導致學生對理論知識的理解不足。
(3)教學考核方式單一
目前,計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學考核形式單一,仍采用“教師講-學生做-檢驗實驗成果”的教學考核機制。在教學環(huán)節(jié)中,通常由教師講解詳細實驗步驟和內(nèi)容,學生只需要跟著老師的步驟做,缺乏對實驗內(nèi)容的主動思考和創(chuàng)新實驗設(shè)計,在這種教學模式下學生的綜合分析能力難以提升。
(4)課內(nèi)課外脫節(jié)
目前,高校計算機網(wǎng)絡(luò)教學主要集中在課堂教學,開展的課外實驗活動較少,在實驗教學過程中前期準備、設(shè)計操作、實驗分析、結(jié)果討論等環(huán)節(jié)被嚴重壓縮,實驗教學與理論課程脫節(jié),再加上理論課程涉及的概念晦澀難懂,學生難以通過實驗進一步理解理論知識,從而導致實驗教學效果不理想。
計算機網(wǎng)絡(luò)課程涉及的知識點十分繁雜,包括軟件、硬件、通信等方面的理論知識及操作技巧,要求學生具備較強的理解能力和實踐能力,實施計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學改革已成為各高校的當務(wù)之急。高校需要建立科學有效的實驗體系,對實驗教學和理論教學進行整體優(yōu)化[2]。教師應(yīng)結(jié)合當前計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學現(xiàn)狀及存在的問題,創(chuàng)新教學內(nèi)容及模式,完善教學理念,從全局視角綜合考慮實踐教學活動的開展。其次,構(gòu)建完善的實驗教學平臺。先進、完善的計算機網(wǎng)絡(luò)資源是確保實驗教學活動順利開展的重要前提,高校應(yīng)加大對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗平臺的建設(shè),保證實驗教學效率,疏通學生與教師之間的溝通渠道。另外,運用信息技術(shù)實現(xiàn)教學模式的創(chuàng)新,構(gòu)建系統(tǒng)全面的實驗教學體系,將實驗教學與理論教學內(nèi)容緊密聯(lián)系,將所有計算機網(wǎng)絡(luò)教學資源通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起,加強對各類網(wǎng)絡(luò)教學資源庫的建設(shè)。同時,運用“引進來-走出去”的教學機制,吸收先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、引進新型計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,通過建立多方合作機制與其他高校建立良好關(guān)系,共享教學資源與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[3]。
首先,結(jié)合學生對專業(yè)知識和技術(shù)的實際學習效果,針對其存在的問題,在實驗教學過程中運用因材施教的教學方法開展針對性教學,同時引入先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和教學資源,提高學生專業(yè)技術(shù)水平,促進其全面發(fā)展。此外,教師應(yīng)不斷豐富實驗教學內(nèi)容,根據(jù)不同的理論教學情況設(shè)計相應(yīng)的實驗內(nèi)容,利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺開展實驗教學,全方位改革并創(chuàng)新實驗教學內(nèi)容。
其次,創(chuàng)新實驗內(nèi)容及方法。由于學生的專業(yè)限制,計算機網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學內(nèi)容存在較大差異。高校應(yīng)根據(jù)不同的專業(yè)類別劃分出不同的實驗課程層次,例如,文科專業(yè)的選修實驗、通信信息專業(yè)與計算機專業(yè)的技術(shù)型實驗、通信類理科專業(yè)與非計算機專業(yè)的功能型實驗[4]。同時,實驗教學層次不同對學生的實際要求也有所不同。參與功能型實驗教學的學生可根據(jù)自身學習情況適當學習技術(shù)型實驗。高校應(yīng)采用開放式實驗教學模式,搭建計算機網(wǎng)絡(luò)實踐教學平臺,讓學生自主提出實驗?zāi)康呐c要求,通過教學平臺自主設(shè)計實驗方案,教師僅通過平臺為學生提供實驗操作指導,運用這種實驗教學模式能夠更好地鍛煉學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。
(1)搭建創(chuàng)新型的實驗教學平臺
高校應(yīng)積極創(chuàng)新實驗教學理念,構(gòu)建創(chuàng)新型計算機網(wǎng)絡(luò)教學平臺。在以往的實驗教學過程中,高校主要運用插線連接設(shè)備開展實驗,存在較大的局限性。一是操作過于麻煩,學生將課堂時間浪費在設(shè)備連接上,不僅影響課堂實驗進度,還容易讓學生對實驗教學產(chǎn)生懈怠心理,從而降低實驗教學效率,影響實驗教學質(zhì)量。二是這種實驗教學模式難以維持課堂秩序,無法為學生創(chuàng)造良好的學習環(huán)境,無法營造濃厚的學習氛圍。在實驗教學過程中,學生啟動或關(guān)閉實驗設(shè)備時,可能會出現(xiàn)各種插線問題,此時教師的注意力就會集中在設(shè)備連接問題上,在實驗指導上難以高度集中精力,導致實驗教學效果不理想。隨著信息技術(shù)逐漸成熟,目前的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學平臺不再需要將所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起,而是通過無線技術(shù)形成各自獨立的實驗單元,使教學模塊管理更加有序[5]。此外,每個實驗平臺由不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成,具備獨特的教學模塊,學生通過實驗教學平臺能夠順利完成實驗內(nèi)容?,F(xiàn)階段,國內(nèi)雖研發(fā)了各具特色的教學實驗平臺,但大多數(shù)設(shè)備過于程序化,因此各高校在開展實驗教學活動的過程中,應(yīng)根據(jù)學生的實際學習情況,構(gòu)建符合學生學習需求的創(chuàng)新型實驗教學平臺,進一步完善教學實驗體系。
(2)虛擬實驗平臺與真實實驗平臺結(jié)合
營造良好的實驗教學環(huán)境是順利開展實驗活動的重要基礎(chǔ)。一些難度較高、較為復(fù)雜的實驗內(nèi)容,無法通過實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行,需要利用虛擬實驗平臺在虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中完成,確保實驗活動的有效開展。因此,高校應(yīng)將真實的實驗平臺與虛擬實驗平臺巧妙結(jié)合在一起,為學生提供全面的實驗資源。在原有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上,將虛擬實驗平臺安裝于教學平臺上,并對所有學生開放,通過完善模式識別、語言處理以及數(shù)據(jù)傳遞等功能,強化實驗仿真效果。在虛擬實驗平臺中,學生能夠進行各項技能訓練,自由組建網(wǎng)絡(luò),利用其良好的人機交互功能完成各項復(fù)雜實驗。但學生對于虛擬實驗平臺的體驗不夠真實,因此也需要結(jié)合真實的實驗平臺讓學生通過實際操作真實體驗實驗環(huán)節(jié),消除實驗過程中產(chǎn)生的模糊感,通過這種虛擬與真實相結(jié)合的實驗方法,使學生深刻了解實驗內(nèi)容,真正掌握實驗操作技能。
(3)開展實驗教學活動,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力
計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學的重點并不僅在于學生對理論知識的掌握程度,而且要培養(yǎng)學生的綜合分析能力和實踐能力。在實驗教學過程中,教師應(yīng)根據(jù)學生的學習成效和實際情況,運用合理有效的教學手段進行針對性教學,以學生為主體,輔助學生進行實驗,幫助學生在實驗操作中鞏固理論知識并提高技能水平。實驗完成之后,教師組織學生提交實驗分析報告,督促學生對實驗過程及操作步驟進行回顧,提高學生的創(chuàng)新能力和分析總結(jié)能力。但在傳統(tǒng)實驗教學模式中,主要采用“一人一機”的教學方法,課前由教師安排實驗內(nèi)容,課上由學生獨立進行實驗,這種教學模式脫離了教學目標,難以提升學生的實踐能力和教學水平。因此,高??煽紤]運用分組教學模式開展計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學,督促學生以小組形式進行交流合作,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和團隊意識,讓學生能夠充分融入實驗過程,充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造能力和探索能力。
(4)創(chuàng)新實驗考核評估體系
傳統(tǒng)的實驗教學考核機制以上機考試為主,無法實現(xiàn)對學生綜合能力的全面評估。計算機網(wǎng)絡(luò)課程是一門理論與實踐相結(jié)合的學科,高校應(yīng)及時改革以往的上機考試評估機制,創(chuàng)新實驗考核評估體系,從課堂表現(xiàn)、綜合實踐以及實驗報告等方面對學生學習效果進行全面評估。在課堂表現(xiàn)方面,可以結(jié)合學生的課堂積極性、出勤率、實驗完成進度等環(huán)節(jié)來設(shè)置相應(yīng)的考核比重,通常占課程總成績的30%,其目的在于考察學生的學習態(tài)度。在綜合實踐方面,讓學生自由確定感興趣的研究方向,組織3~5人的小組開展研究,合作完成各項實驗,其目的在于考察學生的團隊協(xié)作能力、對復(fù)雜性問題的轉(zhuǎn)換能力,對學生的綜合實踐能力進行全面評估,該部分通常占課程總成績的30%。在實驗報告方面,結(jié)合實驗價值、實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗步驟、實驗結(jié)果、實驗框架等內(nèi)容考察學生的實驗規(guī)范流程,檢驗學生是否具備清晰、流暢的邏輯思維及嚴謹?shù)膶嶒炈仞B(yǎng),該部分通常占課程總成績的40%。通過上述這種人性化的教學考核方式能激發(fā)學生對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程學習的積極性和主動性,并將更多的學習精力投入到真正的實踐探索中。
通過分析傳統(tǒng)實驗教學模式存在的局限性,本文對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學內(nèi)容、實驗教學方法及體系的改革與創(chuàng)新進行了探索。高校應(yīng)積極搭建創(chuàng)新型的實驗教學平臺,綜合運用虛擬實驗平臺與真實實驗平臺,創(chuàng)新實驗考核評估體系,促進實驗教學改革創(chuàng)新,將培養(yǎng)學生知識轉(zhuǎn)化能力、學習網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的能力,培養(yǎng)學生綜合實踐能力和創(chuàng)造力,提升專業(yè)技能水平作為教學目標,為社會輸出高水平的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才。