網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革與探索研究

周愛(ài)平 朱曄

摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)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(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)帶來(lái)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(píng)價(jià)與考核方面分析計(jì)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(diǎn)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(jì)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(jì)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(hào)： TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(lái)，隨著通信技術(shù)、云計(jì)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(lái)寶貴機(jī)遇，同時(shí)其將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。Cisco報(bào)告表明，截止2017年12月，中國(guó)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)流量已經(jīng)達(dá)到每月1.9EB，并預(yù)測(cè)到2021年全球的移動(dòng)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(shí)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(huì)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(wú)法在一定時(shí)間內(nèi)用常規(guī)機(jī)器和軟硬件工具對(duì)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(jiǎn)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?！笆濉币?guī)劃綱要中指出，實(shí)施國(guó)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(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、多樣性、速度快等特點(diǎn)，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(guò)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(jià)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)現(xiàn)狀，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)研究計(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課之一，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)課程奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才需求的變化，結(jié)合計(jì)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(huì)，傳統(tǒng)計(jì)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(píng)價(jià)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(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材中的一些知識(shí)相對(duì)陳舊，而沒(méi)有增加網(wǎng)絡(luò)新知識(shí)，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(shí)網(wǎng)絡(luò)的工作機(jī)理。因此，我們?cè)谥v授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論的同時(shí)，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(dòng)性。

2.2 教學(xué)方式

對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)而言，教師通過(guò)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(dòng)不足，學(xué)生進(jìn)而缺乏學(xué)習(xí)的興趣和熱情。因此，在計(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的難題。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程本身的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中需要補(bǔ)充網(wǎng)絡(luò)的前沿技術(shù)。只有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)和科學(xué)問(wèn)題作為支撐，學(xué)生才能夠理解和掌握該知識(shí)。實(shí)際上，如果教師將科研中的新技術(shù)和新問(wèn)題貫穿到教學(xué)過(guò)程中，那么能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。另外，豐富了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)內(nèi)容，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面和激發(fā)了學(xué)生的求知欲。教師在教學(xué)過(guò)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(píng)價(jià)與考核

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，教學(xué)評(píng)價(jià)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(gè)學(xué)期對(duì)每個(gè)教師進(jìn)行跟蹤聽(tīng)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(dòng)等情況做出評(píng)價(jià)，同時(shí)就教學(xué)中存在的問(wèn)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(guò)教務(wù)系統(tǒng)對(duì)理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)；同行教師之間對(duì)所授課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行互評(píng)。因此，課程教學(xué)評(píng)價(jià)由督導(dǎo)評(píng)價(jià)、同行教師評(píng)價(jià)以及學(xué)生評(píng)價(jià)構(gòu)成。另一方面，課程考核主要以30%平時(shí)成績(jī)+70%末考成績(jī)?yōu)橐罁?jù)，平時(shí)成績(jī)包括課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。由于當(dāng)前教育體系的現(xiàn)狀，主要以成績(jī)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(shí)成績(jī)與末考成績(jī)的比重，首先，有利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)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(jī)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(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革帶來(lái)寶貴的機(jī)遇，同時(shí)也面臨極大的挑戰(zhàn)。為此，根據(jù)目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在的問(wèn)題，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)從以下多個(gè)方面闡述計(jì)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(jì)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(jì)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(diǎn)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重難點(diǎn)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(shí)引入網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。該方法綜合了案例教學(xué)[7]、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)[8]、實(shí)驗(yàn)教學(xué)[9]的思想，其中案例教學(xué)和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)主要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層次以及層次之間的關(guān)聯(lián)制定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。課堂教學(xué)固然重要，而實(shí)踐教學(xué)尤為重視。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)偏實(shí)踐的課程，不僅讓學(xué)生理解和掌握計(jì)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(shí)，而且讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的前沿技術(shù)和增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力。因此，在實(shí)踐教學(xué)上，加入網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加實(shí)踐教學(xué)在整體教學(xué)中的比重，開(kāi)展驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性以及綜合性等實(shí)驗(yàn)，真正做到學(xué)以致用，達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目的。比如設(shè)計(jì)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)行為分析實(shí)驗(yàn)，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(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，將計(jì)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(shí)驗(yàn)，需要具備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、統(tǒng)計(jì)理論等。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和解決實(shí)際問(wèn)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(diǎn)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)計(jì)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(jì)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(diǎn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)從以下多個(gè)層次闡述。其一，對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，通過(guò)計(jì)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(guò)程中，引入國(guó)外普遍采用的教學(xué)模式，即開(kāi)放式教學(xué)。在課程整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程在計(jì)算機(jī)學(xué)科中的地位和作用，關(guān)注計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)前沿；教師提出科學(xué)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)通過(guò)所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容有疑問(wèn)或不理解，隨時(shí)提出自己的問(wèn)題，從而增強(qiáng)師生之間的互動(dòng)性。其三，注重過(guò)程考核和實(shí)踐能力的評(píng)價(jià)，其中過(guò)程考核包括課堂出勤、課堂提問(wèn)與回答、作業(yè)完成情況等，實(shí)踐能力包括實(shí)驗(yàn)選題、組內(nèi)討論、完成情況等，調(diào)整平時(shí)成績(jī)和末考成績(jī)的比重，有利于學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)和提高創(chuàng)新能力。

3.3 培養(yǎng)“雙師型”教師隊(duì)伍

網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的發(fā)展日新月異，承擔(dān)計(jì)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(jiān)實(shí)的理論知識(shí)，還需要具備豐富的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前，我院教師普遍存在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的問(wèn)題，為了改善和應(yīng)對(duì)當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)，倡導(dǎo)教師參加企業(yè)實(shí)踐，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)工程師和云計(jì)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(jì)算大數(shù)據(jù)認(rèn)證。另外，教師可以利用假期參加云計(jì)算大數(shù)據(jù)相關(guān)培訓(xùn)。只有具備了堅(jiān)實(shí)的理論知識(shí)和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，教師才能把握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重難點(diǎn)，合理地安排理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)更好地理解和掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、應(yīng)用場(chǎng)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(shí)踐內(nèi)容

目前國(guó)內(nèi)許多高校計(jì)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(shí)踐教學(xué)比重較小，并且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)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(duì)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(wèn)題、進(jìn)展引入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。首先，需要加大云計(jì)算大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)經(jīng)費(fèi)，逐漸向師生開(kāi)放云計(jì)算大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室。其次，更新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加入計(jì)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(wèn)行為分析。另外，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科之間交叉，實(shí)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(duì)參加網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)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(diǎn)。針對(duì)當(dāng)前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在一些問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的改革。從多個(gè)角度闡述了網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)背景下計(jì)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)：

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