古 博,唐承佩
(中山大學(xué)〔深圳校區(qū)〕 智能工程學(xué)院,廣東 深圳 518000)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù),在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域都有十分廣闊的應(yīng)用前景?!坝?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程,是提升學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)課程,受到了社會(huì)各界及教育部門的高度重視。當(dāng)前,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,教學(xué)改革成為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、滿足社會(huì)人才需求的有效途徑。因此,在專業(yè)課程教學(xué)中必須要深入開展理論知識(shí)與實(shí)踐運(yùn)用相結(jié)合的教學(xué)研究,改變?cè)械慕虒W(xué)方法和教學(xué)途徑,引導(dǎo)學(xué)生能夠在專業(yè)課程中獲得扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力,幫助學(xué)生更好地應(yīng)對(duì)新一代信息技術(shù)發(fā)展背景下的高質(zhì)量人才需求,全面提高本專業(yè)人才的綜合素養(yǎng)。
我國(guó)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中明確指出,信息技術(shù)是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。目前新一代信息技術(shù)主要分為通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、新型平板顯示、高性能集成電路及云計(jì)算等?!笆奈濉币?guī)劃當(dāng)中再一次提出了信息技術(shù)是我國(guó)戰(zhàn)略規(guī)劃的重點(diǎn)方向。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,在新一代信息技術(shù)的發(fā)展與研究中,信息技術(shù)產(chǎn)值年均增長(zhǎng)已達(dá)到18.5%以上,屬于我國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱,且取得了諸多研究成果,這都離不開專業(yè)人才的支持。
當(dāng)前我國(guó)正面臨復(fù)雜多變的國(guó)際形勢(shì),國(guó)際產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)正在加速調(diào)整,在此背景下,新一代信息技術(shù)正處于極其活躍的發(fā)展階段,尤其是各種高端芯片、人工智能的迅速發(fā)展,給我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇[1]。我國(guó)新一代信息技術(shù)的發(fā)展前景主要包括以下幾點(diǎn):(1)核心技術(shù)具有突破性發(fā)展條件。隨著我國(guó)科學(xué)中心建設(shè)的不斷推進(jìn),創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)新主體的地位正在不斷顯現(xiàn),以信息技術(shù)為核心的量子信息、質(zhì)子醫(yī)療、類腦計(jì)算等高端技術(shù)將成為我國(guó)研究發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目,這也將為我國(guó)信息技術(shù)的研發(fā)提供突破性的發(fā)展條件。(2)產(chǎn)業(yè)規(guī)模急速壯大。圍繞信息技術(shù)的發(fā)展格局,我國(guó)將持續(xù)推進(jìn)智能終端、人工智能等重大信息項(xiàng)目建設(shè),這也將使得我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)獲得持續(xù)升級(jí)發(fā)展,迎來較好的信息技術(shù)發(fā)展局面。(3)具有較強(qiáng)的融合發(fā)展優(yōu)勢(shì)。新一代信息技術(shù)具有較好的融合發(fā)展前景,能夠與我國(guó)家電、汽車材料、醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)融合,推動(dòng)各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化產(chǎn)業(yè)升級(jí),有利于形成“雙循環(huán)”的聯(lián)動(dòng)式行業(yè)發(fā)展格局。(4)具有產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)跑發(fā)展?jié)摿Α.?dāng)前,隨著新一代信息技術(shù)的高速發(fā)展,國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、綜合性國(guó)家科學(xué)平臺(tái)在不斷加強(qiáng),量子信息、類腦科學(xué)、航天科技等前沿技術(shù)也取得了巨大的研究成果,這將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的持續(xù)壯大與發(fā)展,并在其他行業(yè)獲得良好的應(yīng)用前景,發(fā)揮其行業(yè)領(lǐng)跑潛能。
隨著我國(guó)新一代信息技術(shù)的高速發(fā)展及在各領(lǐng)域顯現(xiàn)的卓越成績(jī),說明信息技術(shù)類網(wǎng)絡(luò)人才會(huì)成為我國(guó)未來社會(huì)發(fā)展、行業(yè)發(fā)展的核心人才[2]。然而,當(dāng)前我國(guó)的相關(guān)專業(yè)類人才嚴(yán)重不足,所以在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)中應(yīng)著重培養(yǎng)擁有專業(yè)能力、專業(yè)素養(yǎng)、實(shí)踐能力的高質(zhì)量人才,進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)信息技術(shù)的發(fā)展,滿足新一代信息技術(shù)發(fā)展背景下的人才需求,并提高本專業(yè)人才的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。
“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”已經(jīng)是計(jì)算機(jī)專業(yè)中的重要科目,其課程地位十分重要。尤其是隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展,“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程原有教學(xué)模式中的問題會(huì)嚴(yán)重影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。對(duì)教學(xué)開展系統(tǒng)性研究分析后發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致這些問題的根源主要體現(xiàn)于以下幾個(gè)方面。
當(dāng)前“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程主要以O(shè)SI參考模型為教學(xué)基礎(chǔ),根據(jù)教學(xué)要求分層次介紹了工作原理、相關(guān)協(xié)議、運(yùn)行機(jī)制等,其知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜廣泛、內(nèi)容抽象,學(xué)生在課上普遍缺乏興趣和積極性。此外,學(xué)生難以將抽象的理論知識(shí)與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相聯(lián)系,對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理解不夠透徹,缺乏系統(tǒng)性的概念思維,不知道如何判定知識(shí)之間的關(guān)系,更不知道如何根據(jù)各級(jí)知識(shí)形成一個(gè)整體,難以通過課堂所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際遇到的問題,嚴(yán)重制約了學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展下衍生的一門應(yīng)用性學(xué)科,具有較強(qiáng)的時(shí)代性和特殊性,該學(xué)科包含了大量抽象的理論知識(shí),如數(shù)據(jù)通信、體系結(jié)構(gòu)、路由原理等。在整個(gè)理論教學(xué)過程中,教師常常以文字、語言教學(xué)為主,教學(xué)過程缺乏互動(dòng)和實(shí)踐,學(xué)生普遍感覺整個(gè)學(xué)習(xí)過程枯燥乏味,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。這種以教師為中心的教育模式嚴(yán)重限制了學(xué)生的主體意識(shí)發(fā)揮,學(xué)生在學(xué)習(xí)中得不到個(gè)性化成長(zhǎng),不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程中包含大量的實(shí)驗(yàn)課程,且主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,學(xué)生對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)過程過于流程化。同時(shí),實(shí)驗(yàn)課時(shí)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)安排得較為松散,沒有重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,學(xué)生在動(dòng)手的過程中無法更好地理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理和知識(shí),導(dǎo)致學(xué)生雖然參與了實(shí)驗(yàn)教學(xué),但仍舊對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)并不深刻,在教學(xué)中無法實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。另外,缺乏系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)體系,導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中無法針對(duì)性地糾正自己的誤區(qū),影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際質(zhì)量。
“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是一門專業(yè)性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,學(xué)生必須要具備良好的實(shí)踐能力和知識(shí)應(yīng)用能力才能夠有效應(yīng)對(duì)各種信息領(lǐng)域的相關(guān)工作。然而,當(dāng)前的專業(yè)課教學(xué)主要以理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主,并未給學(xué)生提供具有針對(duì)性的實(shí)踐場(chǎng)所,學(xué)生缺乏良好的知識(shí)應(yīng)用場(chǎng)景。在畢業(yè)前的實(shí)習(xí)階段中,學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用過于籠統(tǒng),再加上企業(yè)實(shí)習(xí)與學(xué)校教學(xué)環(huán)節(jié)具有較大的差異,部分學(xué)生認(rèn)為課堂中所學(xué)習(xí)的知識(shí)大部分用不到,這不利于促進(jìn)學(xué)生在校期間掌握更多有利于提高自身社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)[3],而且在這一觀念的影響下,部分學(xué)生會(huì)對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)失去興趣。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展中非常重要的組成部分,也是計(jì)算機(jī)專業(yè)的重點(diǎn)課程。隨著新一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的部署,網(wǎng)絡(luò)管理類人才的需求不斷增加。在此背景下,不僅對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才提出了更高的要求,也為計(jì)算機(jī)專業(yè)課程改革提供了發(fā)展契機(jī)。當(dāng)前應(yīng)結(jié)合新一代信息技術(shù)快速發(fā)展的前景,結(jié)合教學(xué)中存在的具體問題,對(duì)教學(xué)模式、教學(xué)方法開展系統(tǒng)性改革,使其符合現(xiàn)代專業(yè)型人才的培養(yǎng)需求,打造一批高質(zhì)量的應(yīng)用型人才,進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)信息技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。
“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程中涵蓋的內(nèi)容較為復(fù)雜廣泛,從基礎(chǔ)理論到網(wǎng)絡(luò)管理、協(xié)議演進(jìn)都屬于本課程需要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí),如果不對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面規(guī)劃,容易導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容不成體系、難以理解,無法達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果。本課程的教學(xué)大綱中明確指出,必須要讓學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有清晰的認(rèn)識(shí)與了解,并掌握網(wǎng)絡(luò)的工作原理;熟悉網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)應(yīng)用操作流程;掌握網(wǎng)絡(luò)攻擊的處理方法。因此在教學(xué)過程中,教師必須要結(jié)合當(dāng)前的信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)教學(xué)內(nèi)容開展全面規(guī)劃,使其更加符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求及專業(yè)人才培養(yǎng)需求。(1)開發(fā)校本教材。學(xué)??梢猿闪⒔萄行〗M,對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及行業(yè)需求進(jìn)行分析整合,對(duì)教材進(jìn)行重新編排,結(jié)合本地產(chǎn)業(yè)打造校本教材。刪除一部分過時(shí)、落后的教材內(nèi)容,增加最新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)的理論應(yīng)用知識(shí)。(2)整合修改教材。對(duì)教材中復(fù)雜的理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化整理修改,加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)的梳理,以講解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為主線,打造系統(tǒng)性課程,由淺到深,逐漸滲透到理論教學(xué)中。(3)加強(qiáng)實(shí)用技能培養(yǎng)。結(jié)合當(dāng)前的新理論和新技術(shù)對(duì)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程進(jìn)行全面把控,讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的過程中掌握實(shí)踐技能,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。
隨著教學(xué)改革的不斷推進(jìn),以學(xué)生為主體的教學(xué)理念已經(jīng)全面滲透到各個(gè)教育領(lǐng)域。在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)中,必須要明確學(xué)生的主體地位,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,讓學(xué)生主動(dòng)參與到課堂學(xué)習(xí)中。教學(xué)并不是一個(gè)知識(shí)轉(zhuǎn)移的過程,而是要讓學(xué)生在掌握知識(shí)之后開展應(yīng)有的思維活動(dòng),使其內(nèi)化為自身能力。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)善于利用啟發(fā)式教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的講解式教學(xué),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維。(1)創(chuàng)設(shè)情境。教師可以根據(jù)教材的重點(diǎn)和難點(diǎn),創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。比如,在講解有關(guān)“擁塞控制”的知識(shí)時(shí),可以結(jié)合生活當(dāng)中較常見的堵車現(xiàn)象,對(duì)“擁塞”的原理進(jìn)行講解,讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)問題提出質(zhì)疑,并根據(jù)自己的理解尋找解決方法,引導(dǎo)學(xué)生在情境中獲得清晰的學(xué)習(xí)思路,加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解。(2)提出問題。在講解交換機(jī)和路由器的工作原理時(shí),教師可以向?qū)W生提出問題:兩個(gè)區(qū)域網(wǎng)之間連接是否能夠交換主機(jī)??jī)膳_(tái)主機(jī)之間連接是否可以使用路由器?讓學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),對(duì)問題進(jìn)行探索解答,以便讓學(xué)生更加透徹地理解交換機(jī)和路由器在網(wǎng)絡(luò)連接中發(fā)揮的具體作用。
案例分析法是以學(xué)生為中心的一種教學(xué)方式。教師提出具體的案例,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析認(rèn)識(shí)、討論、研究與設(shè)計(jì),加強(qiáng)對(duì)某個(gè)問題的探索與認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過程中,教師需要結(jié)合教材對(duì)知識(shí)原理開展系統(tǒng)性講解,并給學(xué)生制定相應(yīng)的案例分析實(shí)踐任務(wù)。比如,在講解交換機(jī)系統(tǒng)設(shè)置的相關(guān)知識(shí)時(shí),可以設(shè)計(jì)如下案例:某房地產(chǎn)公司的財(cái)務(wù)部與銷售部的計(jì)算系統(tǒng)分散連接在兩臺(tái)交換機(jī)上,但是兩個(gè)部門之間為了保護(hù)公司的財(cái)務(wù)安全和客戶的信息安全需要對(duì)信息進(jìn)行相互隔離,如何能夠在交換機(jī)上進(jìn)行配置,最終實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)呢?首先要求學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析整合,提出與案例有關(guān)的實(shí)施方案及在實(shí)施過程中可能遇到的難題。其次學(xué)生自由組成小組對(duì)不同方案進(jìn)行分析、討論和比較,最終選出最佳的實(shí)施方案,并邀請(qǐng)方案設(shè)計(jì)者進(jìn)行講解。在此過程中,可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,為學(xué)生提供實(shí)踐應(yīng)用場(chǎng)景,促進(jìn)學(xué)生獲得知識(shí)應(yīng)用能力[4]。這種教學(xué)方法有利于提高學(xué)生的積極性和探索欲,對(duì)學(xué)生分析能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有較好的效果。
在教學(xué)過程中,教師需要加強(qiáng)信息技術(shù)的應(yīng)用,使教學(xué)方法更加豐富多樣,這樣有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到信息技術(shù)的影響和幫助,樹立正確良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。(1)多媒體教學(xué)。多媒體是現(xiàn)代教學(xué)手段中最常用的一種教學(xué)方法,可以提高教學(xué)內(nèi)容的立體性、直觀性和生動(dòng)性。比如,在教學(xué)過程中,教師可以利用動(dòng)畫使深?yuàn)W難懂的理論知識(shí)以一種直觀的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前,降低了學(xué)習(xí)難度。又如在學(xué)習(xí)“三次握手”、對(duì)等協(xié)議通信等知識(shí)時(shí),可以以動(dòng)畫的方式展現(xiàn)出來,加強(qiáng)學(xué)生的印象,促進(jìn)學(xué)生的理解。(2)設(shè)置虛擬實(shí)驗(yàn)室。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)室主要進(jìn)行以交換機(jī)和路由器為主的工程實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程主要以知識(shí)驗(yàn)證和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為主,實(shí)驗(yàn)流程過于簡(jiǎn)單化,無法讓學(xué)生很好地了解網(wǎng)絡(luò)的工作過程和工作原理。因此,教師可以在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下設(shè)置虛擬實(shí)驗(yàn)室,利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件,對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬,讓學(xué)生能夠在此過程中構(gòu)建知識(shí)體系,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可操作性和實(shí)效性。
實(shí)踐教學(xué)有利于使學(xué)生獲得完整的思維,提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力與實(shí)踐能力,所以在教學(xué)過程中需要適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué),圍繞教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)現(xiàn)狀,將當(dāng)前最新、最實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中。(1)項(xiàng)目式教學(xué)。項(xiàng)目式教學(xué)指讓學(xué)生通過一個(gè)完整的項(xiàng)目獲得實(shí)踐學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在教學(xué)過程中,教師可以給學(xué)生布置相應(yīng)的實(shí)踐項(xiàng)目,如利用所學(xué)知識(shí)建設(shè)一個(gè)可靠的中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò),讓學(xué)生在收集信息、設(shè)計(jì)方案、完成任務(wù)的過程中鍛煉實(shí)踐技能。(2)綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)指在學(xué)生掌握基本原理的基礎(chǔ)上,通過實(shí)踐考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。教師可以給出幾個(gè)典型的課題,學(xué)生根據(jù)自己的愛好進(jìn)行選擇,并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)課題展開研究、分析、總結(jié),讓學(xué)生在反復(fù)實(shí)驗(yàn)中對(duì)知識(shí)進(jìn)行論證總結(jié),此過程有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與問題解決能力。(3)加強(qiáng)校企合作。校企合作是為學(xué)生提供實(shí)踐環(huán)境的有效途徑,也能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng),使其擁有更加符合行業(yè)發(fā)展的技能與知識(shí)。學(xué)??梢约訌?qiáng)與相關(guān)企業(yè)的合作,定期帶領(lǐng)學(xué)生參與企業(yè)的項(xiàng)目研發(fā)與實(shí)踐工作,引導(dǎo)學(xué)生在工作中應(yīng)用知識(shí)、升華知識(shí)。
隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,相關(guān)人才出現(xiàn)了較大的缺口?!坝?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是專業(yè)課程的重要組成部分,對(duì)學(xué)生的未來發(fā)展有著積極的影響。因此在教學(xué)過程中,教師需要基于新一代信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及教學(xué)中存在的具體問題,對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行整合研究,探索教學(xué)改革的有效途徑,運(yùn)用多樣化的教學(xué)方法鞏固學(xué)生的理論知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、探索能力與學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)學(xué)生提升符合信息時(shí)代發(fā)展的綜合能力。