计算机网络课程型学习环境的构建

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摘 要：针对计算机网络课程教学过程中如何加强学生网络技术综合设计应用能力的培养问题,阐述如何构建本课程的研究型学习环境,指出通过创建情景、激发思考、自主探究、协作交流的引导型研究教学模式的实践,对提高学生的自学能力、交流能力、研究能力和创新能力是切实有效的.

关 键 词：研究型学习；组网能力；协作性；引导型；产学研

0引言

计算机网络课程是计算机专业的一门专业核心课程,其授课对象主要包括计算机、信息、电信等专业的学生,并在全校设立为公选课程.本课程是全国计算机专业的考研统考课程,浙江省计算机等级考试专门开设了计算机网络技术考试科目,全国软考更设置了网络程序员和网络设计师资格认证考试.该课程的覆盖面大,具有较高的原理性和实用性,要求培养学生具有计算机网络技术的分析能力、综合设计能力、设备管理与维护能力.

搭建计算机网络课程研究型学习环境,既可以激发学生的学习主动性,发挥以教师为主导、学生为主体的教学模式特点,又能体现网络学习的自主探索性、协作性,能使学生的自主学习和师生交互式教学真正实现统一.

1研究型学习环境的构建

近年来,针对计算机网络课程的研究型学习环境的构建涉及师资队伍建设、教材建设、学习评价教学改革、实验基地建设、“产学研合作”等领域.

1.1教学和科研梯队建设

研究型教学建立在科学研究基础上.主讲教师必须具有扎实的理论基础和相关领域的科研能力.课程组成员除了承担与网络课程相关的教学任务外,多年来更结合自己的学科专长发表了一系列与网络相关的学术论文.部分论文发表在计算机类核心刊物或国际会议上,且被EI和ISTP收录.课程组成员主持并参与科研项目30多项,获得厅局级奖项10多项,并把科研成果融入教学,形成了特色鲜明的“产学研”一体的教学梯队.

1.2教材建设

在全面分析浙江海洋学院数理与信息学院学生就业需求的基础上,课程组结合课程改革,出版了着重培养学生实践能力的教材《计算机网络实用技术教程》并编写了实践讲义.教师自编的教材定位准确,其体系结构和内容有重要创新,且注重理论与实际相结合,注重培养学生解决企事业单位网络设计、规划、管理、维护的实践能力.

1.3学生网络学习过程评价

学校依托教改项目搭建的计算机网络E-learning学习平台,实现教学资源的网络化.学生在学习网站上可以浏览教学大纲、教案、习题、实验指导、参考资料、教学录像、动画演示,可进行网络答疑、网上提交作业、在线考试、在线交流等,有助于学生实现自助与协作式学习.

平台自2007年投入使用,积累了大量的日志数据.课程组通过建立一套科学有效的评价指标体系,从网络教学平台数据库中自动采集学习评价所需要的原始数据,对学生的学习过程进行监控,利用多种WEB智能技术对学生的学习过程进行评价,并及时将评价结果反馈给学生,以供学生对学习状况进行实时调整,并为教师和教务管理部门的决策提供更有效的支持,促进教学水平的提高.

1.4以项目促学习

课程组注重研教相长,加强和拓广以项目促学习为主要学习方式的实践教学环节.

课程组成员参与并主持了和计算机网络相关的多项项目.教学内容注重引入最新科研和教学成果,并将自己的科研成果在教学中进行应用；让学生参与到教师的科研项目中,以导师制促进学生实践能力的加强,提高了教学质量.

现阶段项目组已获多项奖项,为计算机网络的教学和学生创新研究提供先进技术平台,并具有示范作用.

1.5计算机网络实验室建设

学校为建设计算机网络实验室共投入92万,首先先期投入34万；2010年新增网络实验设备4组,价值26万；2011年建成网络信息安全实验室,有实验设备6组,价值32万.

实践教学实行“教、学、做一体化”的思想.理论教学的环节融入实践教学内容.部分理论课直接在实验室上.学生一边上课,一边动手实践,使理论教学与实践教学融为一体.按照“组网、管网、用网”的一体化思路设计实践教学环节,逐步推进,提高学生的综合应用能力.

1.6产学研合作

课程组和舟山市创意软件园、舟山“海视通”、舟山市瑞赛特网络传媒有限公司,建立了“产学研合作”基地,为学生课程实训学习提供了条件,为网络爱好者提供了发挥平台.

理论与实践相融合,以能力为中心,建立真实实训环境,实现企业案例进课堂,体现整体化特点,教学效率高,有效地促进了学生职业能力和职业素质的提高.

2研究型学习环境的实施过程

研究型学习模式的介人为现在网络环境下学习的学生提供了一个新的学习视角,向课堂教学和Edearning学习平台如何恰当整合应用提出了新的挑战.根据本科学生学习特点,本课程研究性学习过程的实施主要是通过教师在教学过程中以问题为载体的引导型研究教学,引导学生进行研究性学习.引导型研究性学习模式如图1所示.

2.1创设情境

创设情境教学的材料主要来源于实际科研工作,要给学生介绍一定的案例背景,让学生的实践感觉更强.比如在讲授了计算机网络的基本理论和技术后,将学生划分成若干小组,教师将某企业或事业单位的网络建设需求或计算机网络建设现状等详细情况发给每一个小组,要求学生根据课堂所学的知识,为该企业或事业单位设计一个计算机网络系统；或对该单位已有的计算机网络进行分析,发现存在的问题,提出改进方案.

比如,在讲到路由器的访问控制列表（ACL）部分,先提出问题,给出公司局域网网络拓扑图,引入工程实践应用,要求禁止一台主机访问另一个网段.我们首先引导学生在Cisco公司开发的网络设备以及网络环境构建的模拟软件PacketTracer上进行仿真试验,并提示模拟环境的路由器Cisco2811缺少串口模块,让学生思考如何添加.2.2激发思考

我们组织学生利用E-learning平台收集并处理与研究课题相关的信息,对案例行进阅读、调查、思考,提示学生可以利用IP地址分类、子网划分与网络规划,使用网络设备组网、网络组件安装与配置等知识点来统筹规划.

比如,学生先在仿真平台下按照实际需求搭好网络拓扑图,设好每个网段主机的IP地址和子网掩码,设置路由器接口IP,添加路由器的串口模块WIC-2T（如果有的学生不能实现模块添加,教师提示在关闭路由器电源后添加,然后再启动电源,即可添加成功）,配置路由器的RIP路由,并最终测试两个网段的主机能互相Ping通.此时,教师提出问题让学生思考：如何设置标准访问控制列表从而达到禁止一台主机访问另一个网段?

2.3自主探究

学生通过查找路由器ACL设置相关命令,学习通配符的计算,在仿真平台下成功完成路由器ACL试验模拟,再回到公司局域网环境,在实际的路由器上完成最终的配置和测试过程.

各小组自行翻阅网络产品手册,同时根据仿真方案设计实验,进实验室动手搭建、验证,最后再回到公司的实际案例中加以实施.学生通过仿真教学激发思考,再到实验中去检验和验证,直到回到实际案例实施,这个自主探究的过程既使学生理解理论知识点和具体问题解决的关系,又可以让学生得到更好的实践锻炼.

2.4协作交流

在课程的最后,我们进行课堂交流.各小组通过小组协作的形式进行讨论,共享网络规划方案,汇总在实验阶段遇到的问题和解决的途径,把协作交流的意见上传到E-learning学习平台讨论模块.这样实现了在自主探究的基础上进行协作交流,协作交流反过来又使自主探究所得的初步成果得以进一步完善.因此,自主探究和协作交流是双向的.通过自主学习与协作学习,解决知识难点的学习.

2.5总结拓展

小组学生完成实训报告,小组互评,教师点评与总结.教师亦可以进行知识拓展,针对公司网络管理的实际问题,引导学生提出网络安全的建设性意见,引导学生进行网络故障诊断与网络维护,引领学生进行新一轮的探究.

引导型研究教学既培养了学生自主探索解决企事业单位网络设计、规划、管理、维护的实践能力,也让教师可以综合评估学生对课堂知识的掌握情况.

2.6评估与反馈

在研究性学习模式的实施过程中,教师通过一套科学有效的评价指标体系对学生的E-learning学习平台网络学习过程和研究性学习过程进行评价,主要考核学生在上述5个阶段过程中的互动参与度与取得的成效.

评价指标体系一方面是量化评价,对学生进行在线学习所达到的效果的评价,主要包括收集作业、考试成绩等,这些要素通过量化的数据来评价；另一方面是非量化评价,主要考查学生的参与度、学习情感、学习态度、学习主动性、学习积极性、信息能力、资源利用情况等网络学习行为.

教师根据学生的反馈调整情景案例的创设,更利于学生开展研究性学习,更好地发挥教师的指导与辅助作用.

3实践结果

绝大部分学生通过研究性学习真正掌握了计算机网络的基本知识,综合素质也得到了整体提高.网络学习平台连续3年累计的数据显示学生的总评成绩在逐年上升.一些学生毕业后从事计算机网络规划、设计和维护管理工作,有的已成为企业或公司的技术骨干.还有学生自主创业,在定海科技园创立了舟山市瑞赛特网络传媒有限公司,公司连续3个月开始盈利.

应用研究性学习的计算机网络课程教学让学生成为学习中的主角,让学生主动地去搜集资料、学习、去发现、去探索,教师引导学生去解决问题.采用这种教学模式,对提高学生的自学能力、独立思考能力、表达能力、交流能力、研究能力和创新能力是十分有效的.

对于教学和研究型大学而言,积极研究开发研究型课程,并在教学实践中鼓励运用研究性学习的方法,是培养研究型人才的可行途径之一.