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【摘要】工程教育專業(yè)認證可以有效地保障高校工程教育的質(zhì)量,根據(jù)它的基本理念對計算機網(wǎng)絡課程教學進行改革具有重要的意義。本文從面向產(chǎn)出導向的教學內(nèi)容、以學生為中心的教學方法、持續(xù)改進的考核反饋機制幾個方面,對計算機網(wǎng)絡課程進行改革探索,培養(yǎng)學生解決專業(yè)領域復雜工程問題的能力,提升教學效果。
【關鍵詞】計算機網(wǎng)絡;教學改革;工程教育專業(yè)認證
工程教育專業(yè)認證是針對高等教育機構(gòu)中工程類專業(yè)教育所實施的專門性認證,它可以實現(xiàn)工程教育的國際互認,受到了越來越多國家的重視。工程教育專業(yè)認證遵循產(chǎn)出導向、以學生為中心和持續(xù)改進的基本理念,能夠有效地保障高校的工程教育質(zhì)量。計算機網(wǎng)絡課程是網(wǎng)絡工程、通信工程和信息工程等專業(yè)的一門重要專業(yè)課程,在課程體系中有重要的作用。學生通過對該課程的學習,可以掌握網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡協(xié)議的工作原理,具備一定的組網(wǎng)和網(wǎng)絡應用能力。在目前的信息化時代,網(wǎng)絡技術已經(jīng)成為社會和經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎,尤其是隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,計算機網(wǎng)絡對社會各領域的影響越來越大。本文針對該課程教學中存在的問題,結(jié)合工程教育專業(yè)認證理念,對教學內(nèi)容和教學方法進行改革探索。該課程兼具理論性和實踐性特點,在培養(yǎng)復合應用型定位的高校中,將工程教育理念融入計算機網(wǎng)絡課程教學改革具有十分重要的意義。
1計算機網(wǎng)絡課程教學中存在的問題
1.1教學內(nèi)容與學生工程能力培養(yǎng)之間的相關度不夠
首先,教學內(nèi)容理論性強,概念抽象,知識點分散。計算機網(wǎng)絡課程教材中涉及網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡安全等內(nèi)容,在體系結(jié)構(gòu)的每一層都存在一系列的協(xié)議。如果簡單按照教材框架對知識點進行講解,雖然可以保證理論體系的完整性和學術性,但是知識內(nèi)容抽象和分散,導致學生不能很好地理解和掌握。其次,相關領域技術發(fā)展快,教材中部分知識陳舊。隨著各種新型網(wǎng)絡技術出現(xiàn),在課程教學中需要梳理和刪減已經(jīng)淘汰的知識,適當引入前沿的網(wǎng)絡技術。再次,教學內(nèi)容重理論輕實踐,該課程本應該是一門實踐性強的課程,可是在教學中實踐環(huán)節(jié)偏少,這不能很好地培養(yǎng)學生工程實踐能力,不符合工程教育專業(yè)認證面向產(chǎn)出導向的理念。
1.2教學方法有待進一步提高
目前,計算機網(wǎng)絡課程教學多數(shù)采用以教師為中心的教學觀念和教學設計方法,教師是教學活動的主動施教者,學生在整個教學過程中處于被動接收的狀態(tài)。這種教學方式?jīng)]有讓學生自主參與學習,不能很好的調(diào)動學生的學習積極性和引起學生的學習興趣,教學效果不理想。同時,在以教師為中心的教學方法中,學生很難主動發(fā)現(xiàn)和探索問題,這很大程度上影響了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),不符合工程教育專業(yè)認證以學生為中心的理念。
1.3考核方式不合理
首先,計算機網(wǎng)絡課程的實踐性強,目前以考勤、作業(yè)和期末考試為主要依據(jù)的考核方式不能夠全面地反映學生的學習效果。其次,期末考試沒有根據(jù)該課程對應的畢業(yè)要求指標點進行設計,不能很好地體現(xiàn)課程對畢業(yè)要求的支撐關系。再次,在課程結(jié)束后,教師并沒有根據(jù)課程達成度對教學活動進行分析和反思,無法改進后續(xù)的教學活動,不符合工程教育專業(yè)認證持續(xù)改進的理念。
2計算機網(wǎng)絡課程教學內(nèi)容和教學方法的建議
為了解決計算機網(wǎng)課程教學中的上述問題,提升教學效果,我們按照工程教育專業(yè)認證理念,從以下幾個方面對課程教學提出改革措施和建議。
2.1制定面向產(chǎn)出導向的計算機網(wǎng)絡課程教學內(nèi)容
根據(jù)工程教育專業(yè)認證以產(chǎn)出為導向的理念,教學內(nèi)容服務于培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求。進一步講,教學內(nèi)容的選擇是以學生畢業(yè)五年后應具備的能力為導向,應支撐畢業(yè)要求指標點的達成,面向人才培養(yǎng)的目標要求。(1)教學內(nèi)容需要突出工程基礎知識,包括計算機網(wǎng)絡基本概念(例如交換和路由)、各類網(wǎng)絡協(xié)議配置、企業(yè)網(wǎng)絡構(gòu)建和典型網(wǎng)絡應用等。教材內(nèi)容的選取,可以按照計算機網(wǎng)絡課程對畢業(yè)要求的支撐關系,根據(jù)工程教育專業(yè)認證畢業(yè)要求二級指標點規(guī)劃課程教學內(nèi)容。另外,避免課程內(nèi)容的理論性太強,在講授網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信等抽象內(nèi)容時,可以根據(jù)分層結(jié)構(gòu)按照自上而下或自下而上的方式引入各層知識點,注重知識點的系統(tǒng)性而非全面性,重點讓學生理解基本概念以及各知識點之間的聯(lián)系。(2)教學內(nèi)容需要與時俱進。教學內(nèi)容需要包含本領域的最新技術進展,例如移動互聯(lián)網(wǎng)、云網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術,使教學內(nèi)容融合基礎、實用和前沿于一體。根據(jù)工程教育專業(yè)認證的要求,學生能綜合利用專業(yè)知識對設計方案進行優(yōu)化并體現(xiàn)創(chuàng)新意識。在計算機網(wǎng)絡教學內(nèi)容中融入本領域的前沿進展和新技術,可以拓寬學生的知識面,加深學生對本專業(yè)領域的認識,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識。(3)教學內(nèi)容需要加強實驗設計等實踐內(nèi)容。根據(jù)工程教育專業(yè)認證要求,學生要能夠針對本領域內(nèi)的復雜工程問題,選擇與使用恰當?shù)默F(xiàn)代工程工具和信息技術工具,包括對復雜工程問題的預測與模擬。在實驗中,學生可以通過數(shù)據(jù)包的捕獲與協(xié)議分析、虛擬局域網(wǎng)(VirtualLocalAreaNetwork,VLAN)配置和訪問控制列表控制等實驗,熟悉PacketTracer和Wireshark等網(wǎng)絡分析工具的使用,掌握計算機輔助軟件進行網(wǎng)絡設計的工作流程。學生通過搭建和配置域名系統(tǒng)(DomainNameSys-tem,DNS)協(xié)議服務器和文件傳輸協(xié)議(FileTransferProtocol,F(xiàn)TP)服務器等實驗,可以熟悉Windows和Linux系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡協(xié)議配置方法和流程,提升解決工程問題的能力。(4)教學內(nèi)容需要面向工程問題。根據(jù)工程教育專業(yè)認證要求,學生需要掌握解決復雜工程問題的工程知識。因此,除了計算機網(wǎng)絡教材上的基礎知識點外,教學內(nèi)容的選擇應該面向計算機網(wǎng)絡領域的工程問題,尤其是相關企業(yè)技術難題,以實際應用和項目課題為驅(qū)動,引導學生根據(jù)所學知識設計解決方案。
2.2構(gòu)建以學生為中心的計算機網(wǎng)絡課程教學方法
(1)把學生作為教學活動的主體,教師的職責是引導和協(xié)助學生學習。與傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式不同,以學生為中心的教學思想使得學生不再單方面被動接收知識,而是圍繞老師或?qū)W生提出的問題展開教學過程,主動參與交流互動和各個教學環(huán)節(jié)。針對課程的知識難點和重點,老師可以給予一定的啟發(fā),引導學生完成知識的學習,例如路由協(xié)議配置、DNS或者FTP服務器配置等內(nèi)容。面對更加復雜的實際工程問題,教師可以通過慕課和微課等形式提前將問題布置給學生,并講解該問題所涉及的專業(yè)知識和基本原理。在課堂上,教學活動主要以學生和教師討論的形式開展,教師引導對問題提出合理可行的解決方案,保證教學過程以學生為中心。(2)從以教材內(nèi)容為中心的教學方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學生能力為中心的教學方式。工程教育專業(yè)認證強調(diào)學生分析和解決問題的能力,在教學各個環(huán)節(jié)要注重培養(yǎng)學生建模、分析和解決復雜工程問題的能力。計算機網(wǎng)絡課程教學不應僅局限于課堂。學生在有了計算機網(wǎng)絡的知識背景以后,教師可以適當邀請行業(yè)專家開展技術講座,還可以深入信息領域相關的企業(yè)調(diào)研技術難題和具有工程價值的課題,鼓勵學生與企業(yè)技術人員一起討論和制定解決方案。這種與實踐充分結(jié)合的教學環(huán)節(jié),既可以使學生了解課程知識的實踐應用和最新進展,又能夠培養(yǎng)學生處理復雜工程問題的能力。以企業(yè)網(wǎng)絡搭建問題為例,問題可能涉及到虛擬專用網(wǎng)絡(VirtualPrivateNetwork,VPN)、靜態(tài)路由、動態(tài)主機配置協(xié)議(DynamicHostConfigurationPro-tocol,DHCP)、開放最短路徑優(yōu)先(OpenShortestPathFirst,OS-PF)路由協(xié)議、邊界網(wǎng)關協(xié)議(BorderGatewayProtocol,BGP)等知識點。因此,學生應該掌握教材中的上述技術原理,還需要自學網(wǎng)絡模擬工具的使用,包括模擬器中的熱備份路由器協(xié)議(HotStandbyRouterProtocol,HSRP)分組、優(yōu)先級、端口跟蹤、計時器設計和狀態(tài)檢查等操作,同時還需要了解問題所涉及的各種潛在非技術因素,以保證所提出解決方案的合理性和可行性。如果在任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤,學生都有可能不能順利完成課題。這要求學生必須經(jīng)過問題分析、制定方案、協(xié)作討論、反復驗證等環(huán)節(jié),才可能解決本領域的復雜工程問題,因此可以培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。
2.3形成合理有效的計算機網(wǎng)絡課程考核反饋機制
(1)為了適應所提出的教學方法,計算機網(wǎng)絡課程的考核不局限于期末成績,還應該包括課堂小組討論、專題報告、工程應用、實踐環(huán)節(jié)和報告撰寫等方面的具體表現(xiàn)。在以上各個教學環(huán)節(jié),分別制定評價規(guī)則并折算成相應的分數(shù)值。(2)期末考試的題型和考查的知識點應該符合畢業(yè)要求的支撐關系。例如選擇題、填空題、判斷題和簡答題等題型通常是為了考查學生工程基礎知識掌握情況,而分析題、綜合題和設計題等題型側(cè)重于考查學生知識運用和創(chuàng)新能力。考查的知識點,需要根據(jù)計算機網(wǎng)絡課程所對應的畢業(yè)要求指標點來確定。(3)工程教育專業(yè)認證把持續(xù)改進作為核心理念之一,要求建立一種以評價、反饋和改進為特征的考核機制。因此,在該課程結(jié)束后,教師需要根據(jù)課程達成度情況,對教學活動進行分析和反思,進而調(diào)整后續(xù)的教學內(nèi)容和教學方法,以提升教學質(zhì)量,并形成持續(xù)改進的閉環(huán)機制。
3總結(jié)
結(jié)合工程教育專業(yè)認證的理念,對計算機網(wǎng)絡課程的教學內(nèi)容、教學方法和考核方式進行了改革探索。制定了面向產(chǎn)出導向的教學內(nèi)容,突出工程基礎知識和引入前沿知識,加強實踐環(huán)節(jié)和面向工程問題。構(gòu)建了以學生為中心的教學方法,培養(yǎng)學生解決問題的能力。形成了合理有效的考核反饋機制,持續(xù)改進教學過程。培養(yǎng)學生了解決復雜工程問題能力,提升了教學效果。
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作者:王小明 賈霞 單位:南京郵電大學通信與信息工程學院