新工科理念下的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇新工科理念下的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

1引言

2017年2月，教育部《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》，在通知中要求高校根據(jù)國家發(fā)展戰(zhàn)略的人才需要，對工程教育的新理念、新模式、新結(jié)構(gòu)、新質(zhì)量與新體系等進(jìn)行研究，深化工程教育改革，由此開啟了新工科研究與建設(shè)之路。6月，教育部《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，進(jìn)一步為新工科建設(shè)指出了方向與途徑。2018年3月，教育部辦公廳《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，4月，教育部辦公廳關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》的通知，進(jìn)一步推進(jìn)“新工科”建設(shè)的全面開展。本文以新工科建設(shè)思想為指導(dǎo)理念，以地方本科院校工程教育改革為出發(fā)點(diǎn)，以培養(yǎng)能夠面向未來、適應(yīng)和引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)的理論與實(shí)踐能力并重，具備創(chuàng)新能力的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才為目標(biāo)，對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革與建設(shè)進(jìn)行探討。

2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程及教學(xué)中存在的問題

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的一門必修課程，與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密，知識更新較快。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)對教師的理論水平與實(shí)踐能力都有較高的要求。從收集到教學(xué)反饋上看，部分學(xué)生反應(yīng)此課程學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)習(xí)積極性不高。在新工科理念指導(dǎo)下，對現(xiàn)行的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)以下問題：

（1）教學(xué)內(nèi)容過于偏重理論，增加了學(xué)習(xí)難度

作為地方應(yīng)用型本科院校，人才培養(yǎng)目標(biāo)是“立足地方，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)，直接為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會事業(yè)發(fā)展服務(wù)”。教師也都認(rèn)可學(xué)校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)定位，但在實(shí)際工作中，教師可能會由于先前教學(xué)的慣性，或者自身學(xué)習(xí)與研究經(jīng)歷，不自覺地向研究型大學(xué)靠近，使得在實(shí)際教學(xué)偏重理論，增加了學(xué)習(xí)難度。從教學(xué)方式來講，采用以網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議為主的教學(xué)方式，課程的內(nèi)容構(gòu)成以網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次為主線，以各層次的主要作用、相關(guān)協(xié)議及其工作機(jī)制為教學(xué)重點(diǎn)。教材采用高校使用較多的謝希仁的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》，雖然理論體系完整，但概念及原理較多，且對于網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)踐的內(nèi)容較少。這種教學(xué)模式與內(nèi)容結(jié)構(gòu)這對于研究型大學(xué)的人才培養(yǎng)也許是合適的，但對于地方應(yīng)用型本科院校的學(xué)生來說，如果此前沒有組網(wǎng)的操作體驗(yàn)，就可能會覺得內(nèi)容比較抽象，難于理解。

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有距離，不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

由于理論教學(xué)以網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和各層次的協(xié)議為主要內(nèi)容，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)也主要是對協(xié)議工作機(jī)制的驗(yàn)證，如協(xié)議的包結(jié)構(gòu)與交互機(jī)制分析。對于一個沒有物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建體驗(yàn)的初學(xué)者說，一下子進(jìn)行協(xié)議的包結(jié)構(gòu)編輯與工作機(jī)制分析，會覺得學(xué)習(xí)曲線較為陡峭，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探究網(wǎng)絡(luò)的熱情。如果在課程中添加網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、交換機(jī)配置、路由器配置等實(shí)驗(yàn)，又會發(fā)現(xiàn)課程內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互脫節(jié)。這樣會給教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)，都會帶來一定的困難。

（3）與新工科對人才培養(yǎng)的要求有一定差距

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已為成當(dāng)前信息社會的基石，市場對于網(wǎng)絡(luò)工程人才是需求不斷提高。現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng)，與新工科建設(shè)的具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力與交叉學(xué)科整合能力、自主創(chuàng)新能力，具有工匠精神的高素質(zhì)復(fù)合型人才的要求，還有一定距離。

3“新工科”理念指引下的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)探索

根據(jù)新工科建設(shè)的深化工程教育改革，培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才為新經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的理念，針對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存在的問題，我們進(jìn)行了以下探索。

3.1重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和體系結(jié)構(gòu)并重

為更好地適合應(yīng)用型本科的教學(xué)，我們以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用為契入點(diǎn)，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，將網(wǎng)絡(luò)原理與工程應(yīng)用相結(jié)合，對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)。重構(gòu)之后的課程內(nèi)容，除了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)介紹之外，主要由三大部分組成：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與數(shù)據(jù)傳輸部分：主要包括傳輸介質(zhì)、交換機(jī)與路由器原理與簡要配置、VLAN、無線網(wǎng)絡(luò)、IP協(xié)議與IP地址、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議、路由及路由選擇協(xié)議等，通過這部分的內(nèi)容的學(xué)習(xí)，掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法，理解IP地址與MAC地址，以及計算機(jī)之間數(shù)據(jù)包的傳輸機(jī)制，增強(qiáng)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)的感性認(rèn)知。網(wǎng)絡(luò)通信部分：主要包括TCP、UDP協(xié)議的基本工作機(jī)制，掌握基本的進(jìn)程間通信的的編程實(shí)現(xiàn)?？刹捎肞ython來實(shí)現(xiàn)TCP、UDP的最基本的Socket通信。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分：主要包括DNS、FTP、Telnet、WWW、電子郵件、DHCP等，通過這部分的內(nèi)容讓學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的工作機(jī)制，掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的配置與實(shí)現(xiàn)。

3.2探究式的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法

當(dāng)前由于智能手機(jī)的影響，課堂上如何聚集學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情，對教師提出了更高的要求。為此，我們在教學(xué)中采用開放探究式教學(xué)模式。探究式教學(xué)模式是指在教學(xué)過程中，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，通過問題、任務(wù)等多種形式，使用適宜的教學(xué)手段來創(chuàng)設(shè)與此學(xué)習(xí)對象相關(guān)的學(xué)習(xí)情境，教師向全班學(xué)生提出若干富有啟發(fā)性、能引起學(xué)生深入思考、并與當(dāng)前學(xué)習(xí)對象密切相關(guān)的問題，讓全班學(xué)生帶著這些問題去探究。經(jīng)過學(xué)生認(rèn)真的自主探究、積極思考后，進(jìn)入?yún)f(xié)作交流階段。在教師的組織、協(xié)調(diào)和引導(dǎo)下，讓學(xué)生進(jìn)行思路交流、觀點(diǎn)碰撞、成果分享。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行回答與總結(jié)，對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行分析歸納，并可聯(lián)系實(shí)際，對當(dāng)前知識點(diǎn)進(jìn)行深化、遷移與提高。如何根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計情境，科學(xué)地設(shè)計問題，是探究式教學(xué)的重點(diǎn)。以域名服務(wù)為例，首先，給出一個訪問網(wǎng)絡(luò)的情境，根據(jù)已學(xué)習(xí)知識可知，網(wǎng)絡(luò)訪問中是通過IP地址定位要訪問的計算機(jī)的，此時可以提問：大家記得哪些網(wǎng)站的IP地址？很明顯一般情況下，沒有人能夠記得多少知名網(wǎng)站的IP地址。我們一般是如何定位到要訪問網(wǎng)站的？通過IP地址難以記憶的問題，引出域名的概念與域名結(jié)構(gòu)；其次，通過大家都熟悉的手機(jī)中的聯(lián)系人姓名與電話號碼，以及打電話的流程，說明聯(lián)系人到電話號碼的轉(zhuǎn)換，即聯(lián)系人到電話號碼的解析，引導(dǎo)出域名解析的概念。每個人的手機(jī)中的通信錄最小，是本地解析。域名可以用一個服務(wù)器來完成所有的域名解析嗎？由此引出分布式的域名解析的概念，以及域名服務(wù)器的各類、功能及域名解析的流程。我們可以進(jìn)一步地擴(kuò)展，是不是每次通過域名訪問網(wǎng)絡(luò)，都要去訪問本地域名服務(wù)器或者根域名服務(wù)器呢？由此引出域名緩存。如果本地域名服務(wù)器出現(xiàn)故障不能工作了，我們還可以訪問網(wǎng)絡(luò)嗎？這樣引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步地思考與探究。在設(shè)定的情境中，通過層次遞進(jìn)式提出問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動地進(jìn)行思考與探究。充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，有力激發(fā)學(xué)生的自主動能性。通過探究式教學(xué)模式不僅可以較深入地達(dá)到對知識技能的理解與掌握，更有利于創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

3.3以工程應(yīng)用為中心，以能力培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。在新工科建設(shè)理念的指導(dǎo)下，從以下兩方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。首先，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置。將以協(xié)議工作機(jī)制為主要內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，改變?yōu)橐耘囵B(yǎng)工程實(shí)踐能力為中心。調(diào)整后的實(shí)驗(yàn)主要包括組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)（包含小型局域網(wǎng)構(gòu)建與VLAN配置、中型局域網(wǎng)與路由配置、局域網(wǎng)冗余策略、NAT配置等）、網(wǎng)絡(luò)通信（包括UDP、TCP的Socket通信實(shí)現(xiàn)）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（主要包括DNS、WWW、DHCP等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置與實(shí)現(xiàn)）。第二，問題引導(dǎo)、層次遞進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計。對于一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以包含理解知識點(diǎn)的基本內(nèi)容、包含多個已學(xué)知識點(diǎn)的綜合任務(wù)和針對實(shí)際工程場景的設(shè)計性擴(kuò)展任務(wù)，通過階梯層次式遞進(jìn)設(shè)計與問題引導(dǎo)，讓學(xué)生在解決問題過程，自主思考，理解與掌握的理論知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維與創(chuàng)新能力。

3.4通過多種形式，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與科技創(chuàng)新意識

通過校企合作，讓學(xué)生深入到工程第一線，體驗(yàn)崗位職責(zé)；聘請行業(yè)或企業(yè)的資深專家就當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢、研究熱點(diǎn)、應(yīng)用熱點(diǎn)等，對學(xué)生專題講座，讓學(xué)生近距離地了解行業(yè)發(fā)展的最前沿的狀態(tài)。通過開放實(shí)驗(yàn)室，為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力提供場所；鼓勵學(xué)生進(jìn)行華為或銳捷的網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證學(xué)習(xí)；鼓勵學(xué)生結(jié)合自已的興趣愛好，自主進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計與訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的知識交叉融合能力和科技創(chuàng)意意識。

4結(jié)束語

在“新工科”建設(shè)的理念指導(dǎo)下，分析了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中存在的問題，以網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用為契入點(diǎn)，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，使之更適合于地方院校應(yīng)用型本科的教學(xué)。引入探究式教學(xué)方法，增加學(xué)生的參與度，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；以工程應(yīng)用為中心，能力培養(yǎng)為目標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，通過多種形式提供學(xué)生提升實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新意識。經(jīng)過一個學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，這種教學(xué)改革有利于提高學(xué)生課堂注意力和學(xué)習(xí)的積極性，有利于工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的提升。