文章編號：1672-5913(2011)23-0034-05 中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
　　
　　摘 要：針對目前高等院校主要依靠傳統(tǒng)單向授受式課堂教學(xué)已無法滿足培養(yǎng)創(chuàng)新人才需求的問題，提出以多種教學(xué)方式相融合的課堂教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的核心觀念。結(jié)合目前高校課堂教學(xué)的實(shí)際，將“問題解決”教學(xué)方式融入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)中，實(shí)踐證明多種教學(xué)方式相融合的課堂教學(xué)能夠有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，激活他們內(nèi)在創(chuàng)新潛能，提高創(chuàng)新能力。
　　關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；教學(xué)觀念；課堂教學(xué)；教學(xué)方式；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
　　
　　 作者簡介：汪玉美，女，講師，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全；劉萍，女，教授，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)工程與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　1 轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)中教與學(xué)的觀念是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的前提
　　培養(yǎng)高校學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)是讓學(xué)生獲得參加研究探討的體驗(yàn)，形成善于質(zhì)疑、樂于探究、勤于動(dòng)手、努力求知的良好品質(zhì)；掌握運(yùn)用已有知識與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)研究的方法，形成發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)合作意識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，增強(qiáng)對社會(huì)的責(zé)任感和使命感[1]67-68。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)中教與學(xué)的觀念是前提條件。
　　高校在傳統(tǒng)知識觀的影響下，單向傳遞灌輸為主的授受式教學(xué)方式是其課堂教學(xué)的基本特征，教師把學(xué)生看成接受知識的容器，教學(xué)以教師為中心、以教材為中心、以課堂為中心，學(xué)生在這種教學(xué)方式下，學(xué)習(xí)過程表現(xiàn)為對課程內(nèi)容簡單機(jī)械的接收。事實(shí)上，這種教學(xué)方式抹殺了學(xué)生天性中的創(chuàng)造潛能，對于培養(yǎng)高校學(xué)生創(chuàng)新能力顯得力不從心。
　　課堂教學(xué)不僅僅是傳授具體知識和技能訓(xùn)練，更要啟發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)造性。學(xué)生不是消極接收知識的“容器”，而是有待點(diǎn)燃的“火把”，教師應(yīng)該把學(xué)生視為具有主動(dòng)性、能動(dòng)性，具有強(qiáng)烈探究意識和創(chuàng)造屬性的生命個(gè)體，應(yīng)由居高臨下的權(quán)威者向平等合作者轉(zhuǎn)變；課程教學(xué)的目標(biāo)應(yīng)由“關(guān)注知識”轉(zhuǎn)向“關(guān)注學(xué)生”，由“給出知識”轉(zhuǎn)向“引起活動(dòng)”，以學(xué)生的自主探究和主體性發(fā)揮為主要特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的親歷親為，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性和內(nèi)在力量。對學(xué)生而言，學(xué)習(xí)方式不應(yīng)是被動(dòng)記憶、理解教師傳授的知識，而應(yīng)該是敏銳發(fā)現(xiàn)問題、主動(dòng)提出問題，積極尋找解決問題的方法，探求結(jié)論的自主學(xué)習(xí)過程，用再次發(fā)現(xiàn)的方式學(xué)習(xí)和掌握知識。
　　2 轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)中的教學(xué)方式是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的核心
　　2.1 課堂教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的主要途徑
　　一些學(xué)者認(rèn)為，要提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，就應(yīng)該采取研究式的教學(xué)方式，因?yàn)樗欣趯W(xué)生獲得“探究”的體驗(yàn)，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的一條重要途徑。但生命的有限性和知識的無限性決定了在高校的教育中，研究式教學(xué)只是一條重要途徑，而不是主要途徑。
　　要在相對有限的課程學(xué)時(shí)內(nèi)，系統(tǒng)掌握科學(xué)文化知識、傳承文明，研究式教學(xué)方式顯然力不從心，因?yàn)?，學(xué)生不可能自己通過“探究”方式掌握所有知識內(nèi)容，且研究式教學(xué)的開展需要建立在一定的知識基礎(chǔ)和初步的系統(tǒng)化知識基礎(chǔ)之上，學(xué)生如果只能作膚淺的思考，創(chuàng)新能力也只是徒有其表。
　　但就目前我國高校教育現(xiàn)狀來說，課堂教學(xué)仍然是教學(xué)的主要形式，以授受式為主多種教學(xué)方式相融合的課堂教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑。美國著名的認(rèn)知心理學(xué)家奧蘇伯爾認(rèn)為：學(xué)校教育的主要任務(wù)是向?qū)W生傳授人類文化知識，而接受學(xué)習(xí)則是學(xué)校中最基本的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生的知識學(xué)習(xí)主要是通過對以語言文字為中介表述的概念、原理等意義的理解，從而獲得知識[1]88-89。對于知識的積累和系統(tǒng)化而言，有意義的授受式的課堂教學(xué)優(yōu)越于研究式教學(xué)，之所以高校教學(xué)強(qiáng)調(diào)研究式教學(xué)，是因?yàn)槲覀冞^去過多倚重授受式課堂教學(xué)，把其置于中心，現(xiàn)代授受式課堂教學(xué)應(yīng)借鑒研究式教學(xué)的思想來設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，運(yùn)用多種現(xiàn)代教學(xué)方法逐步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
　　2.2 多種教學(xué)方式相融合的課堂教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的核心
　　課堂教學(xué)應(yīng)根據(jù)所教授的具體內(nèi)容，選擇合適的教學(xué)方式，進(jìn)行合理的課程設(shè)計(jì)，利用多媒體教學(xué)資源創(chuàng)設(shè)必要的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生在理解基本概念和原理的基礎(chǔ)上逐漸樹立創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力。
　　現(xiàn)代教學(xué)方法主要有以下幾種。
　　1) 探究式課堂教學(xué)，主要是指教學(xué)過程是在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，以學(xué)生獨(dú)立自主和合作討論為前提，以現(xiàn)行教材為基本探究內(nèi)容，以學(xué)生周圍世界和生活實(shí)際為參照對象，為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探討問題的機(jī)會(huì)，學(xué)生通過個(gè)人、小組、集體等多種多樣的解難釋疑嘗試活動(dòng)，將自己所學(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題的一種教學(xué)形式[2]。
　　2) 交互式課堂教學(xué)，主要以師生、生生之間的對話為背景，學(xué)習(xí)特定的用以促進(jìn)理解的策略，教學(xué)控制由教師向?qū)W生轉(zhuǎn)移，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的閱讀理解水平。
　　3) “問題解決”式課堂教學(xué)，主要是教師創(chuàng)設(shè)問題情境，向?qū)W生提出問題，問題情境是一種在自我察覺基礎(chǔ)上尋求認(rèn)知解釋的心理狀態(tài)，它是在一定動(dòng)機(jī)驅(qū)使下探索問題解決路徑過程中傳聲的一種心理困境，問題情境的創(chuàng)設(shè)依賴于教師提出恰當(dāng)?shù)膯栴}，而恰當(dāng)?shù)膯栴}位于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，即在學(xué)生學(xué)習(xí)的新舊知識結(jié)合點(diǎn)上，由此可喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)知覺，促使學(xué)生引發(fā)認(rèn)知矛盾，隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生選擇、收集與需要解決問題有關(guān)的事實(shí)，使學(xué)生接受問題挑戰(zhàn)，在對收集的事實(shí)進(jìn)行思維加工處理后，提出多種解決方案并分析討論解決方案的正確性和可執(zhí)行性，選擇最優(yōu)方案解決問題。在問題解決后，教師應(yīng)分析知識點(diǎn)的內(nèi)涵和外延，及時(shí)設(shè)計(jì)不同層次的應(yīng)用或進(jìn)一步提出問題，使學(xué)生加深對知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用，使學(xué)生逐漸掌握概念和規(guī)律，同時(shí)激發(fā)創(chuàng)新思維[3-4]。
　　4) 隨機(jī)進(jìn)入式課堂教學(xué)，主要向?qū)W生呈現(xiàn)某一領(lǐng)域高級知識的復(fù)雜性特征，學(xué)習(xí)者可以通過不同的途徑、不同的方式進(jìn)入同樣教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，從而獲得對同一事物或問題的多方面新的認(rèn)識和理解，使學(xué)習(xí)者獲得內(nèi)容與認(rèn)識上的飛躍。
　　3 以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心的課堂教學(xué)的實(shí)施
　　在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)融合多種現(xiàn)代教學(xué)方法，使學(xué)生在接受知識的同時(shí)逐漸形成創(chuàng)新思維，樹立創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力。結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程[5-6]的教學(xué)案例，我們詳細(xì)闡述培養(yǎng)創(chuàng)新能力的課堂教學(xué)的實(shí)施。圖1展現(xiàn)了將“問題解決”教學(xué)方式融入到課堂教學(xué)的實(shí)施流程。
　　1) 教師根據(jù)所教授的具體知識，精心組織教學(xué)內(nèi)容，使其不僅是系統(tǒng)化與結(jié)構(gòu)化的高級知識，而且要具有對學(xué)生的引導(dǎo)性，能啟發(fā)其思考。例如，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中，學(xué)生往往比較難理解為什么地址解析協(xié)議ARP把保存在高速緩存中的每一個(gè)映射地址項(xiàng)目都設(shè)置生存時(shí)間，凡超過生存時(shí)間的項(xiàng)目就需要從高速緩存中刪除掉。根據(jù)學(xué)生已掌握的知識經(jīng)驗(yàn)(ARP協(xié)議的基本原理)作為新知識點(diǎn)(ARP表中的生存時(shí)間)的生長點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識經(jīng)驗(yàn)中生長出新的知識經(jīng)驗(yàn)。
　　2) 教師針對教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出具有思考價(jià)值的問題情境，使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的問題鏈產(chǎn)生興趣，調(diào)動(dòng)其以高度的熱情投入學(xué)習(xí)中。如在ARP表生存時(shí)間這個(gè)知識點(diǎn)上，我們可以這樣創(chuàng)設(shè)問題情境提出問題。
　　例如在一局域內(nèi)，主機(jī)A需要和主機(jī)B進(jìn)行通信，首先需要獲得對方的地址，雖然A已知B的IP地址，但在局域網(wǎng)實(shí)際的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時(shí)，最終還是必須使用MAC地址，若A主機(jī)ARP高速緩存中沒有B主機(jī)的IP地址與MAC地址的對應(yīng)，則需要ARP地址解析協(xié)議在局域網(wǎng)中廣播ARP請求包和接收ARP響應(yīng)包把已知的IP地址映射為對應(yīng)的MAC地址，使其能和B進(jìn)行通信，同時(shí)將IP地址與MAC地址的映射寫入自己的ARP高速緩存，以備不久的將來再次和B通信(以上為已學(xué)知識點(diǎn))。但此后主機(jī)B發(fā)生了一些硬件故障，如網(wǎng)卡壞了，機(jī)主給B更換了一塊新網(wǎng)卡，之后，再次接入局域網(wǎng)，請問此時(shí)A主機(jī)還能否與B主機(jī)進(jìn)行通信？若不能通信，請給出解決方案使二者能再次通信。
　　
　　3) 教師創(chuàng)設(shè)問題情境后，會(huì)引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知矛盾，如上例中，B主機(jī)的網(wǎng)卡換了，意味著B的MAC地址變化了，而主機(jī)A的ARP緩存表中依然存著主機(jī)B的舊MAC地址，又因?yàn)橹鳈C(jī)A的ARP緩存表中存有B的IP與MAC地址映射記錄，所以A不會(huì)調(diào)用ARP協(xié)議進(jìn)行廣播來獲取B的新MAC地址，若A再次和B通信，發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中的目的MAC仍然是B的舊地址，顯然，主機(jī)A無法與B進(jìn)行正常通信。那如何使二者再次進(jìn)行通信呢？這時(shí)教師可以對課堂進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M織，使學(xué)生分組進(jìn)行討論，找出解決方案，同時(shí)也可以給予適當(dāng)?shù)奶崾?，如上例B的MAC地址在A的ARP緩存表中的記錄沒有及時(shí)的更新，若能解決該問題，則二者便能正常通信。
　　
　　4) 問題提出后，必然會(huì)引起學(xué)生的好奇心和注意力，促使學(xué)生去思考，并努力尋找解決問辦法，從而激發(fā)學(xué)生研究問題的興趣和創(chuàng)新的欲望，促進(jìn)和提高學(xué)生的觀察能力、聯(lián)想能力、動(dòng)手操作能力、運(yùn)用基本知識和基本理論解決問題的能力，進(jìn)而鍛煉大學(xué)生獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)他們追求真知的決心。通過上例的討論，學(xué)生得出以下解決方案。
　　方案一：當(dāng)主機(jī)B與局域網(wǎng)斷開連接時(shí)，應(yīng)向局域網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)發(fā)送一條“下線消息”，收到消息的主機(jī)便從ARP緩存表中刪除B主機(jī)的記錄，若此后需要和B主機(jī)進(jìn)行通信，則先進(jìn)行ARP廣播，若無響應(yīng)，表示B主機(jī)仍不在局域網(wǎng)內(nèi)，若有響應(yīng)，則將此時(shí)響應(yīng)包中的MAC地址寫入ARP緩存表中，這樣即使B主機(jī)換了網(wǎng)卡也不影響通信。
　　該方案提出后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地提出問題，多角度地思考問題，多種方法解決問題，鼓勵(lì)學(xué)生相互爭論、相互切磋，在交流中碰撞出閃光的思想火花，切忌機(jī)械地以非此即彼的思維方式簡單地下是與非、正確與錯(cuò)誤的結(jié)論。通過爭論，大家對上述方案的正確性和可行性提出下列質(zhì)疑。
　?、?主機(jī)B與局域網(wǎng)斷開連接時(shí)應(yīng)向網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)發(fā)送一條消息，這一條件在主機(jī)正常關(guān)機(jī)的情況有可能實(shí)現(xiàn)，但如果在突然斷電等非正常關(guān)機(jī)的情況下如何處理，或者在主機(jī)正常工作的情況下拔掉網(wǎng)線又如何處理？
　?、?假設(shè)B能做到在下線之前廣播一條“下線消息”，若此時(shí)A已斷開了與局域網(wǎng)的連接，無法收到B發(fā)來的消息，也就無法修改ARP緩存表中的記錄，當(dāng)A和B再次聯(lián)入局域網(wǎng)時(shí)，仍然不能通信。
　?、?若這種方案可行，如果B主機(jī)再次聯(lián)入局域網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)卡并沒有被更換(因?yàn)榫W(wǎng)卡硬件故障而更換網(wǎng)卡是小概率的事情)，而仍然需要再次進(jìn)行ARP的廣播，是不是浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源？
　　方案二：主機(jī)A每隔一定的時(shí)間(如一分鐘)就向B主機(jī)發(fā)送ARP請求包，不管A的ARP緩存中有沒有B的記錄，將新收到的B主機(jī)ARP響應(yīng)包替換緩存中的舊數(shù)據(jù)，這樣A就能及時(shí)的了解B主機(jī)的情況了，當(dāng)B換了網(wǎng)卡后，A仍能和B進(jìn)行通信。
　　該方案提出后，得到不少學(xué)生的認(rèn)同，認(rèn)為它解決了正確性和問題，但也有少數(shù)學(xué)生對其效率提出了質(zhì)疑，如主機(jī)A通過定時(shí)的發(fā)送ARP請求包，能獲得B主機(jī)的MAC地址更新情況，如果在較長的時(shí)間B的MAC地址都沒有變化，A仍然要定時(shí)廣播發(fā)送請求包，增加了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，而且若該方法應(yīng)用在局域網(wǎng)內(nèi)的所有主機(jī)中，則該局域網(wǎng)能傳輸有效數(shù)據(jù)的能力就大大減小。
　　方案二解決了正確性的問題，但在可行性上似乎做得還不夠好，這時(shí)，教師給學(xué)生適當(dāng)引導(dǎo)，讓學(xué)生聯(lián)想，在網(wǎng)橋自學(xué)習(xí)中網(wǎng)橋通過什么方法來更新自己的轉(zhuǎn)發(fā)表？通過對新老知識點(diǎn)的相互聯(lián)系，學(xué)生討論出的第三種方案。
　　方案三：主機(jī)A把保存在高速緩存中的每一個(gè)映射地址項(xiàng)目都設(shè)置一個(gè)生存時(shí)間，例如10-20分鐘，凡超過生存時(shí)間的項(xiàng)目就從高速緩存中刪除掉。只有當(dāng)高速緩存中不存在映射地址項(xiàng)目時(shí)，才需要進(jìn)行ARP請求，這樣既滿足了正確性又滿足了可行性。
　　通過解決問題，學(xué)員不僅理解了ARP高速緩存中生存時(shí)間的意義，也對ARP協(xié)議的工作原理有了更深一步的理解。
　　5) 在學(xué)生理解知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用強(qiáng)化，學(xué)生明白了ARP協(xié)議可以解決同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題后，可以提出問題：如果所要找的目的主機(jī)和源主機(jī)不在同一局域網(wǎng)內(nèi)，如圖2所示，該如何通信呢？使學(xué)生陷入思考，進(jìn)一步應(yīng)用所學(xué)知識點(diǎn)。
　　
　　學(xué)生通過已掌握的知識點(diǎn)，能夠分析出主機(jī)H1無法解析出主機(jī)H2的硬件地址，因?yàn)槎卟辉谕痪钟蚓W(wǎng)內(nèi)，主機(jī)H1發(fā)送給H2的IP數(shù)據(jù)報(bào)首先需要通過與主機(jī)H1連接在同一局域網(wǎng)上的路由器R1來轉(zhuǎn)發(fā)。因此主機(jī)H1這時(shí)需要把路由器R1的IP地址IP3解析為硬件地址HA3，以便能夠把IP數(shù)據(jù)報(bào)傳送到路由器R1。以后，R1從轉(zhuǎn)發(fā)表找出了下一跳路由器R2，同時(shí)使用ARP解析出R2的硬件地址HA5，于是IP數(shù)據(jù)報(bào)按照硬件地址HA5轉(zhuǎn)發(fā)到路由器R2，路由器R2在轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)用類似方法解析出目的主機(jī)H2的硬件地址HA2，使IP數(shù)據(jù)報(bào)最終交付給主機(jī)H2。這樣將所學(xué)知識點(diǎn)從局域網(wǎng)擴(kuò)展應(yīng)用到了互聯(lián)網(wǎng)，強(qiáng)化了知識點(diǎn)的理解。
　　教師將已設(shè)計(jì)好的教學(xué)問題情境運(yùn)用于課堂教學(xué)中，通過引導(dǎo)、呈現(xiàn)問題、討論分析問題使學(xué)生重組知識結(jié)構(gòu)，積極探索新的問題，努力想出解決問題的辦法，同時(shí)又將新老知識互相聯(lián)系，前后融會(huì)貫通，達(dá)到知識的整合和提升；通過課堂的教學(xué)組織，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)思考，將所收集的知識進(jìn)行分析、綜合和歸納，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)意識，提高自主學(xué)習(xí)能力。通過將學(xué)生進(jìn)行分組討論提出方案，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)自己的理解是否與他人觀點(diǎn)相符合，還可以發(fā)現(xiàn)他人觀點(diǎn)是否可以并入自己的理解中。在教師、學(xué)生之間進(jìn)行合作與交流中，不僅可以開闊視野幫助自己對知識的構(gòu)建，同時(shí)也能學(xué)會(huì)尊重他人的觀點(diǎn)，適應(yīng)與人合作的方式，而這些都是培養(yǎng)創(chuàng)新能力必不可少的元素。
　　4 結(jié)語
　　實(shí)踐證明課堂教學(xué)是我國高校教育的主要形式，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主要途徑?，F(xiàn)代課堂教學(xué)，摒棄了把學(xué)生當(dāng)做接受知識容器的傳統(tǒng)課堂教學(xué)觀念，融合了研究式教學(xué)的思想，并結(jié)合多種現(xiàn)代教學(xué)方法，在使學(xué)生系統(tǒng)掌握基本概念和基本原理的同時(shí)引導(dǎo)他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)問題，思考問題，進(jìn)而解決問題，激發(fā)他們內(nèi)在的創(chuàng)造潛能，日積月累，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生靈感，迸發(fā)出創(chuàng)造力。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 馬繼剛. 高校研究性學(xué)習(xí)的理論與實(shí)踐[M]. 成都:四川大學(xué)