周愛平 朱曄

摘要：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)專業(yè)的專業(yè)必修課之一，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)給計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。首先，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)與科研以及教學(xué)評價與考核方面分析計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)狀；其次，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)特點從教學(xué)方法、教學(xué)體系、雙師型教師以及教學(xué)與科研方面闡述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革與探索途徑。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)改革；教學(xué)體系；創(chuàng)新能力

中圖分類號： TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）09-0160-02

Abstract： Computer network is one of the fundamental courses of computer science and it establishes a foundation for the following courses. Network big data provides computer network teaching with opportunities and challenges. Firstly， we analyzes the present situation of computer networking teaching in terms of teaching content， teaching methods， teaching and research， teaching evaluation and assessment. Secondly， combing with the features of network big data， we elaborate the ways to reform and explore for computer network teaching from teaching approaches， teaching framework， double-qualified teachers， teaching and research.

Key words： network big data； computer network； teaching reform； teaching framework； innovation ability

1 引言

近年來，隨著通信技術(shù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等的快速發(fā)展，許多應(yīng)用產(chǎn)生大規(guī)模數(shù)據(jù)，給相關(guān)行業(yè)給來寶貴機(jī)遇，同時其將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。Cisco報告表明，截止2017年12月，中國的移動網(wǎng)絡(luò)流量已經(jīng)達(dá)到每月1.9EB，并預(yù)測到2021年全球的移動網(wǎng)絡(luò)流量將達(dá)到每月49EB[1]。因此，全球已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時代。大數(shù)據(jù)不僅改變?nèi)藗兊膶W(xué)習(xí)、生活以及工作模式，而且會驅(qū)使科學(xué)研究模式的轉(zhuǎn)變。

一般意義上，大數(shù)據(jù)是指無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)機(jī)器和軟硬件工具對其進(jìn)行感知、獲取、管理、處理和服務(wù)的數(shù)據(jù)集合。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)是指“人、機(jī)、物”三元世界在網(wǎng)絡(luò)空間中彼此交互與融合產(chǎn)生并在互聯(lián)網(wǎng)上可獲得的大數(shù)據(jù)，簡稱網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)[2]。Nature和Science等刊物相繼出版?？接懘髷?shù)據(jù)的研究。“十三五”規(guī)劃綱要中指出，實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略[3]。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、多樣性、速度快等特點，傳統(tǒng)方法難以有效地處理網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)。根據(jù)教育教學(xué)的需求，通過基于網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘方法提取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中有價值的信息，從而為有效的教育教學(xué)改革提供依據(jù)。本文首先分析計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)現(xiàn)狀，然后通過網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)研究計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革與探索，最后進(jìn)行總結(jié)。

2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)現(xiàn)狀

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為計算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課之一，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)課程奠定了堅實的基礎(chǔ)。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才需求的變化，結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)研究的體會，傳統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式[4]、教學(xué)與科研脫節(jié)[5]、教學(xué)評價與考核[6]難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)環(huán)境下人才需求。

2.1 教學(xué)內(nèi)容

目前，多數(shù)高校在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方面以其基本原理、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議為主。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材中的一些知識相對陳舊，而沒有增加網(wǎng)絡(luò)新知識，如IPv6網(wǎng)絡(luò)、CDN網(wǎng)絡(luò)、SDN網(wǎng)絡(luò)以及NDN網(wǎng)絡(luò)等，從而學(xué)生很難理解現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)的工作機(jī)理。因此，我們在講授計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論的同時，跟蹤網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的前沿技術(shù)，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)和應(yīng)用，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。

2.2 教學(xué)方式

對傳統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)而言，教師通過多媒體技術(shù)采用講授法的教學(xué)方式，然而教師依賴于電子課件，教學(xué)內(nèi)容局限于教材，從而導(dǎo)致課堂上教師與學(xué)生之間的互動不足，學(xué)生進(jìn)而缺乏學(xué)習(xí)的興趣和熱情。因此，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中如何處理教師的教與學(xué)生的學(xué)之間的關(guān)系是關(guān)鍵，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性。

2.3 教學(xué)與科研

目前，一些高校普遍存在這樣的現(xiàn)象：科研成果多的教師教學(xué)偏弱，而教學(xué)成果多的教師科研偏弱。教學(xué)與科研是相互促進(jìn)的，如何有效權(quán)衡教學(xué)與研究之間的關(guān)系成為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的難題。由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程本身的特點，在教學(xué)過程中需要補(bǔ)充網(wǎng)絡(luò)的前沿技術(shù)。只有實驗驗證平臺和科學(xué)問題作為支撐，學(xué)生才能夠理解和掌握該知識。實際上，如果教師將科研中的新技術(shù)和新問題貫穿到教學(xué)過程中，那么能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。另外，豐富了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)內(nèi)容，拓寬了學(xué)生的知識面和激發(fā)了學(xué)生的求知欲。教師在教學(xué)過程中能夠進(jìn)一步理清研究思路，從而促進(jìn)自身科研。

2.4 教學(xué)評價與考核

傳統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，教學(xué)評價與考核方法比較單一。一方面，學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)和學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)每個學(xué)期對每個教師進(jìn)行跟蹤聽課，尤其是青年教師，然后依據(jù)課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)、師生互動等情況做出評價，同時就教學(xué)中存在的問題與授課教師進(jìn)行深入的交流和提出建議；學(xué)期末學(xué)生通過教務(wù)系統(tǒng)對理論教學(xué)、實踐教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評價；同行教師之間對所授課程的理論教學(xué)和實踐教學(xué)進(jìn)行互評。因此，課程教學(xué)評價由督導(dǎo)評價、同行教師評價以及學(xué)生評價構(gòu)成。另一方面，課程考核主要以30%平時成績+70%末考成績?yōu)橐罁?jù)，平時成績包括課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)以及實驗報告等。由于當(dāng)前教育體系的現(xiàn)狀，主要以成績衡量教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。為此，教師彌補(bǔ)教學(xué)中存在的不足，加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，如嘗試新教學(xué)模式、參加教學(xué)培訓(xùn)等。比如在教學(xué)中調(diào)整平時成績與末考成績的比重，首先，有利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，加強(qiáng)師生之間的互動性；其次，幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在后續(xù)的教學(xué)中做相應(yīng)的調(diào)整。因此，調(diào)整后的綜合成績能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，保證課堂教學(xué)的效果。

3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革與探索

網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)給計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革帶來寶貴的機(jī)遇，同時也面臨極大的挑戰(zhàn)。為此，根據(jù)目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在的問題，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)從以下多個方面闡述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的改革與探索途徑。

3.1 打破傳統(tǒng)教學(xué)方法，注重學(xué)生創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)主要以自上而下或自下而上方式進(jìn)行，而網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)背景下計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的特點與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重難點內(nèi)容，將自上而下與自下而上兩種教學(xué)方式相結(jié)合，同時引入網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的大數(shù)據(jù)實驗內(nèi)容。該方法綜合了案例教學(xué)[7]、項目驅(qū)動教學(xué)[8]、實驗教學(xué)[9]的思想，其中案例教學(xué)和項目驅(qū)動教學(xué)側(cè)重于幫助學(xué)生理解基本原理和具體應(yīng)用，而實驗教學(xué)主要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)各個層次以及層次之間的關(guān)聯(lián)制定實驗內(nèi)容和設(shè)計實驗方案。課堂教學(xué)固然重要，而實踐教學(xué)尤為重視。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門偏實踐的課程，不僅讓學(xué)生理解和掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等基礎(chǔ)知識，而且讓學(xué)生了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的前沿技術(shù)和增強(qiáng)學(xué)生動手能力。因此，在實踐教學(xué)上，加入網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)相關(guān)實驗內(nèi)容，增加實踐教學(xué)在整體教學(xué)中的比重，開展驗證性、設(shè)計性以及綜合性等實驗，真正做到學(xué)以致用，達(dá)到實踐教學(xué)的目的。比如設(shè)計學(xué)生網(wǎng)絡(luò)行為分析實驗，其涉及流量數(shù)據(jù)的采集、學(xué)生網(wǎng)絡(luò)行為特征提取、網(wǎng)絡(luò)行為模型建立等，這是一個典型的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)實驗，將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程與大數(shù)據(jù)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合。完成該實驗，需要具備計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、統(tǒng)計理論等。通過這個實驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和解決實際問題的能力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.2 構(gòu)建層次化教學(xué)體系，明確重難點

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用型人才，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論，如基本原理、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議等，為學(xué)生后續(xù)學(xué)期相關(guān)專業(yè)課程打下良好的理論基礎(chǔ)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的特點，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)從以下多個層次闡述。其一，對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的典型案例進(jìn)行教學(xué)，激發(fā)此類學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和提高他們的學(xué)習(xí)自主性。其二，在教學(xué)過程中，引入國外普遍采用的教學(xué)模式，即開放式教學(xué)。在課程整個教學(xué)過程中，讓學(xué)生了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程在計算機(jī)學(xué)科中的地位和作用，關(guān)注計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)前沿；教師提出科學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)通過所學(xué)知識解決實際問題的能力；學(xué)生對課堂內(nèi)容有疑問或不理解，隨時提出自己的問題，從而增強(qiáng)師生之間的互動性。其三，注重過程考核和實踐能力的評價，其中過程考核包括課堂出勤、課堂提問與回答、作業(yè)完成情況等，實踐能力包括實驗選題、組內(nèi)討論、完成情況等，調(diào)整平時成績和末考成績的比重，有利于學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和提高創(chuàng)新能力。

3.3 培養(yǎng)“雙師型”教師隊伍

網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的發(fā)展日新月異，承擔(dān)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教師需要不斷學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，跟蹤技術(shù)前沿。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)發(fā)展，“雙師型”教師成為迫切需求，不僅具備堅實的理論知識，還需要具備豐富的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析的工程實踐經(jīng)驗。當(dāng)前，我院教師普遍存在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)實踐經(jīng)驗不足的問題，為了改善和應(yīng)對當(dāng)前的發(fā)展形勢，倡導(dǎo)教師參加企業(yè)實踐，通過網(wǎng)絡(luò)工程師和云計算大數(shù)據(jù)相關(guān)資格認(rèn)證。目前，我院有部分教師獲得了網(wǎng)絡(luò)工程師、H3C云計算大數(shù)據(jù)認(rèn)證。另外，教師可以利用假期參加云計算大數(shù)據(jù)相關(guān)培訓(xùn)。只有具備了堅實的理論知識和豐富的工程實踐經(jīng)驗，教師才能把握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重難點，合理地安排理論教學(xué)和實踐教學(xué)，讓學(xué)生通過課程實驗更好地理解和掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、應(yīng)用場景，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。

3.4 科研與教學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)新實踐內(nèi)容

目前國內(nèi)許多高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程采用固定的教學(xué)模式，也就是，理論教學(xué)比重較大，實踐教學(xué)比重較小，并且實驗內(nèi)容相對陳舊，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣。這樣的教學(xué)模式難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)發(fā)展的需求。為了應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，有必要將網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的研究思路、科學(xué)問題、進(jìn)展引入到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。首先，需要加大云計算大數(shù)據(jù)實驗室的建設(shè)經(jīng)費(fèi)，逐漸向師生開放云計算大數(shù)據(jù)實驗室。其次，更新計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實驗內(nèi)容，加入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)相關(guān)的內(nèi)容，如網(wǎng)站的用戶訪問行為分析。另外，實現(xiàn)多學(xué)科之間交叉，實現(xiàn)資源共享，提高資源的高效利用，如不同學(xué)科的學(xué)生組隊參加網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)競賽，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。

4 結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究熱點。針對當(dāng)前的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在一些問題，通過網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)促進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的改革。從多個角度闡述了網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)背景下計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革與探索的途徑。然而，基于網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的高校教育教學(xué)改革處于起步階段，如何利用網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析學(xué)生網(wǎng)絡(luò)行為和指導(dǎo)學(xué)生有效學(xué)習(xí)，成為今后研究的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] Perry R L. 思科大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略分享[EB/OL]. https：//max.book118.com/html/2017/0624/117832074.shtm.

[2] 王元卓， 靳小龍， 程學(xué)旗. 網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)： 現(xiàn)狀與展望[J]. 計算機(jī)學(xué)報， 2013，36（6）： 1125-1138.

[3] 胡國強(qiáng)， 蔚繼承， 韓宏. 大數(shù)據(jù)時代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革[J]. 高校實驗室工作研究， 2017（3）：45-48.

[4] 李剛. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革研究[J]. 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用， 2014（7）： 224-225.

[5] 王慧強(qiáng)， 馮光升， 郭方方， 呂宏武， 周沫. 結(jié)合科研，打造計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)新模式[J]. 計算機(jī)教育， 2014（11）： 22-25.

[6] 李葆萍， 周穎. 基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)評價研究[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)， 2016， 26（6）： 5-12.

[7] 高守平， 胡山泉， 于芳. 省級精品課程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革與實踐[J]. 計算機(jī)教育， 2011（4）： 79-81.

[8] 湯海林. 項目化教學(xué)在《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程中的應(yīng)用[J]. 電腦知識與技術(shù)， 2017， 13（36）： 114-115.

[9] 劉艷芳， 張力軍， 焦福菊. 面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)[J]. 實驗技術(shù)與管理， 2014，31（4）：28-31.