新工科理念下计算机网络课程在校企合作专业共建中的教学探究
时间：2021-01-14 08:00:59 来源：达达文档网 本文已影响 人 
潘文文 徐涛 李旭宏 谢辉 贾继洋
摘 要：
在“新工科”工程教育改革方向指引下，针对计算机网络课程在以往教学中存在的“以教为主”、“以课堂为主”及“以结果评价为主”等问题，尝试在新工科理念下采用校企合作专业共建方式对计算机网络课程的教学进行改革探索。在教学内容和教学方法、教学模式与考核方式三个层面上阐述教学改革方案，实现向“以学为主”、“课内外结合”及“结果过程结合”的转变。改革前后教学效果的对比显示，学生通过率得到提高。
关键词：
新工科; 计算机网络; 校企合作; 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2020）04-75-03
Teaching exploration of computer network course in school-enterprise cooperative
specialty co-construction under new engineering concept
Pan Wenwen， Xu Tao， Li Xuhong， Xie Hui， Jia Jiyang
（Zaozhuang University College of Information Science and Engineering， Zaozhuang， Shandong 277160， China）
Abstract：
Guiding by the direction of engineering education reform with "new engineering" concept， aiming at the problems of "teaching oriented"， "classroom oriented" and "result evaluation oriented" existing in the past teaching practice of computer network course， this paper attempts to explore the teaching reform for computer network course under the concept of new engineering by the way of school-enterprise cooperative specialty co-construction. This paper elaborates the teaching reform plan from three aspects of teaching content， teaching method， and teaching mode and assessment mode， realizes the transformation to "learning-oriented"， "combination of in and out of class" and "combination of result and process". The comparison of teaching effect before and after the reform shows that the passing rate of students has been improved.
Key words：
new engineering; computer network; school-enterprise cooperation; teaching reform
0 引言
我國应用型本科高校曾经历了“卓越工程师”阶段，意在培养“知识体系完整、工程实践能力强，创新意识超前”[1]的工科人才，从而改变传统工科的培养重理论轻实践的局面。为了应对国际竞争新形势，满足国家战略发展新需求和立德树人新要求，我国提出“新工科”的工程教育改革方向[2]。
“产学合作是一种双赢模式”，有利于改进工科人才培养方式，提高工程教育的内涵质量。随着我院校企合作专业共建的不断深入，我院校企合作培养学生占了多数，如何有效开展校企合作，来增强工科人才培养与产业经济发展的协同性变得十分重要。
随着网络技术的普及发展，新一代信息技术正在改变人们的工作和生活方式[3]，同样也给工程教育带来新机遇，知识获取已经不存在障碍，但学生的学习动力、注意力变成了稀缺资源。
计算机网络课程作为计算机类专业基础课，也是后续很多专业课程的基础，该课程兼具理论性和实践性特点。了解和掌握计算机网络知识及具备相应的应用能力对本专业学生非常重要，在培养复合应用型定位的高校中，将工程教育理念融入计算机网络课程教学改革具有十分重要的意义。
1 以往计算机网络教学中存在的问题
长期以来，课堂教学是以教师为中心的教学，而不是以学生为中心的教学，即老师教什么，学生学什么，而不去启发学生主动思考，没能激发学生的潜能，这是教学的一个很大缺憾。作为一门传统的计算机专业基础课程，计算机网络的教学过程中也不同程度的存在这种问题[4]，以往教学中存在的“以教为主”、“以课堂为主”及“以结果评价为主”等问题并不能很好的体现专业认证“以学生为中心、成果导向和持续改进”的理念，需要进行进一步的改革。
2 新工科理念下计算机网络教学改革探索
加快建设和发展新工科，首先要从“以教师为中心”的“传道、授业、解惑”逐步走向“以学生为中心”的“悟道、求业、生惑”的新境界。工程教育的重要特征之一是“动手”，与“动手”相关联的是“动口”、“动笔”、“动脑”、“动心”，“动”的过程是能力不断提升的过程，更是兴趣不断浓郁的过程[5]。
针对计算机网络课程以往教学中存在的问题，将“以产出为导向”的课程改革作为理念，以工程能力培养作为目标，对教学内容和教学方法、教学模式与考核方式分别作了改革探索。
2.1 教学内容和教学方法优化
传统计算机网络技术已经发展得相当成熟，网络的体系结构、基本原理和协议仍然是学习的重点。这些基础知识可以使学生迅速理解新兴的网络技术。在此基础上增加无线和移动网络、网络安全和网络管理等内容。其中课堂教学采用基于OBE的教学方法，例如其中课堂教学根据不同知识点选择合适的教学方法，由于构成计算机网络的四大要素分别是：计算机、网络互连设备、通讯介质、通讯协议，而前三大要素都属于硬件设备，在工程实践中常用到交换机、路由器、双绞线、水晶头、光纤等，对于此类内容的教学宜采用实物教学[6]。而对于通讯协议部分，如讲解数据包封装解封时类比邮件投递过程依此实现案例式教学;在讲IP地址前，提出“为什么有了MAC地址还需要IP地址？”以这样的问题来实现问题驱动式教学;在讲解CSMA/CD工作原理、TCP三次握手、滑动窗口实现流量控制等内容时，采用中软吉大网络分析系统和Packet Tracer网络模拟软件，以此实现模拟演示并配合一切资源精心制作多媒体课件进行授课，因为多媒体技术集图像、文字、动画于一体，图文并茂，形式多样，使用灵活，信息量大，教师边讲解边演示能让学生更直观更形象的理解本来抽象复杂的网络协议原理。
为了达到对学生工程能力的培养、产出为导向的目标，实验内容以网络应用为切入点，以培养学生能力为主要目标，以阶梯式教学方式为基础，将网络原理与工程应用相结合对课程实验内容进行递进式重构造。实验内容设置如表1所示。①网络搭建与数据通信部分，学生可由此熟练掌握计算机网络的搭建方法，理清数据包相互间的传递机制。②网络通信部分，包含 TCP和UDP 协议，通过此部分可掌握各应用进程间网络通信编程的实现基础。③网络服务部分，主要包括FTP、DHCP、DNS、WWW服务器配置等，通过该部分可促使学生充分地掌握网络服务器的工作机理。
2.2 教学模式调整
以往的教学模式已不能达到新工科对人才工程能力培养的更高要求，阻碍了学生计算思维能力的发展，知识迁移能力的不足，导致解决实际问题能力的工程人才培养比较困难[7]。为了达到对学生工程能力的培养和产出为导向的目标，结合混合式教学模式，对教学模式进行调整，主要划分为三个阶段：课前、课中和课后，如图1所示。教师在课前制作MOOC视频和导学清单，课中负责课堂的组织、问题的答疑和学生完成情况的点评等工作，课后对学生实验报告、作业、思维导图等评阅;而学生在课前根据任务清单结合MOOC进行自主学习，课中参与到教师组织的讨论中，按步骤完成实验并进行展示，课后进行总结提升。
课前学生在线上通过MOOC进行自主学习，按照MOOC的学习或查阅资料完成理论知识点的测试。课上先由教师组织，学生参与的方式，针对课前的学习展开学习过程中遇到的问题和解决方法的讨论，期间学生可以提出问题，老师进行解答，针对普遍存在的问题可以进行大范围的讲解、讨论，这个过程是通过线上+线下的方式完成的。课后学生针对课前学习和课上讨论中所遇到的问题和解决方法、所学知识等进行总结，每章结束后完成思维导图的绘制并在线上提交，可以帮助学生巩固知识，培养其独立解决问题的能力和总结提炼的能力。
2.3 多元化考核
本课程采用多元化的考核方式，由以往的重视结果考核转为注重过程考核。考核环节包括基本和附加两大部分，基本的有课堂表现、实验与作业、平时测试与思维导图、期末考試，并设置了比例和考核评价细则，附加部分有课程相关MOOC证书或网络等级证书、网络竞赛获奖，可根据相关证书类别、等级来酌情加分。总计100分，超过100按100算。
3 教学改革成果评价
我院自2016年在网络工程专业启动计算机网络课程教学改革，改革前后的数据见表2。改革前后通过期末考试的百分比，提高了3%左右。改革后的教学提高了学生的学习兴趣，加深了对知识的理解，提高了学生期末考试的通过率。
4 结束语
在新工科背景下，实施教学的过程中根据学生志趣调整教育教学的方式方法，提高教学效率和效益，通过融通线下与线上两个空间，推进信息技术与教育教学深度融合，充分实现“以教为主”向“以学为主”转变、“以课堂为主”向“课内外结合”转变及“以结果评价为主”向“结果过程结合”转变，丰富教学方法，加强师生互动，增强学生的“向学力”，达到工程能力培养目标，提高工科人才培养的质量。
参考文献（References）：
[1] 教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[EB/OL].2018-01-10.
[2] 唐灯平，凌兴宏，魏慧.新工科背景下的计算机网络类课程实践教学模式探索[J].计算机教育，2019.1：72-75
[3] 魏江等.创新驱动发展的总体格局、现实困境与政策走向[J].中国软科学，2015.5.
[4] 金鑫，疏国会.高职教育“教学做一体化”课程设计方法探索与实践──以《计算机网络工程》课程设计为例[J].遵义师范学院学报，2014.16（2）：78-81
[5] 陆国栋，李拓宇.新工科建设与发展的路径思考[J].高等工程教育研究，2017.3：20-26
[6] 潘文文.《计算机网络》在网络工程专业应用型教学中的改革初探[J].福建电脑，2015.31（10）：66，126
[7] 曹绍龙，朱彬.现代通信原理实验课教学改革探索[J].遵义师范学院学报，2016.18（6）：138-140
