現(xiàn)代信息技術(shù)背景下“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)改革探索

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）

引言

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合了計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，在我國各個領(lǐng)域都有十分廣闊的應(yīng)用前景?！坝嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)”作為計算機(jī)專業(yè)的核心課程，是提升學(xué)生就業(yè)競爭力、推動社會發(fā)展的基礎(chǔ)課程，受到了社會各界及教育部門的高度重視。當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(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與實踐運用相結(jié)合的教學(xué)研究，改變原有的教學(xué)方法和教學(xué)途徑，引導(dǎo)學(xué)生能夠在專業(yè)課程中獲得扎實的理論基礎(chǔ)和實踐能力，幫助學(xué)生更好地應(yīng)對新一代信息技術(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)。

一、新一代信息技術(shù)的發(fā)展前景

我國戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中明確指出，信息技術(shù)是我國重點發(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算等。“十四五”規(guī)劃當(dāng)中再一次提出了信息技術(shù)是我國戰(zhàn)略規(guī)劃的重點方向。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，在新一代信息技術(shù)的發(fā)展與研究中，信息技術(shù)產(chǎn)值年均增長已達(dá)到18.5%以上，屬于我國戰(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)前我國正面臨復(fù)雜多變的國際形勢，國際產(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，給我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇［1］。我國新一代信息技術(shù)的發(fā)展前景主要包括以下幾點：（1）核心技術(shù)具有突破性發(fā)展條件。隨著我國科學(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、類腦計算等高端技術(shù)將成為我國研究發(fā)展的重點項目，這也將為我國信息技術(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，我國將持續(xù)推進(jìn)智能終端、人工智能等重大信息項目建設(shè)，這也將使得我國的信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)獲得持續(xù)升級發(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。新一代信息技術(shù)具有較好的融合發(fā)展前景，能夠與我國家電、汽車材料、醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)融合，推動各行各業(yè)實現(xiàn)智能化、數(shù)字化產(chǎn)業(yè)升級，有利于形成“雙循環(huán)”的聯(lián)動式行業(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?。?dāng)前，隨著新一代信息技術(shù)的高速發(fā)展，國家實驗室、綜合性國家科學(xué)平臺在不斷加強(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)一步推動我國信息產(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，說明信息技術(shù)類網(wǎng)絡(luò)人才會成為我國未來社會發(fā)展、行業(yè)發(fā)展的核心人才［2］。然而，當(dāng)前我國的相關(guān)專業(yè)類人才嚴(yán)重不足，所以在“計算機(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)、實踐能力的高質(zhì)量人才，進(jìn)一步推動我國信息技術(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)人才的社會競爭力。

二、“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)模式中存在的問題

“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”已經(jīng)是計算機(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，“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程原有教學(xué)模式中的問題會嚴(yán)重影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。對教學(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)于以下幾個方面。

（一）教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用脫節(jié)

當(dāng)前“計算機(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、運行機(jī)制等，其知識點復(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與實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相聯(lián)系，對計算機(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之間的關(guān)系，更不知道如何根據(jù)各級知識形成一個整體，難以通過課堂所學(xué)的理論知識解決實際遇到的問題，嚴(yán)重制約了學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)。

（二）教學(xué)方法過于單一

計算機(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)的時代性和特殊性，該學(xué)科包含了大量抽象的理論知識，如數(shù)據(jù)通信、體系結(jié)構(gòu)、路由原理等。在整個理論教學(xué)過程中，教師常常以文字、語言教學(xué)為主，教學(xué)過程缺乏互動和實踐，學(xué)生普遍感覺整個學(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)生的主體意識發(fā)揮，學(xué)生在學(xué)習(xí)中得不到個性化成長，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（三）缺乏高效的實驗教學(xué)

“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程中包含大量的實驗課程，且主要以驗證性實驗為主，學(xué)生對理論知識進(jìn)行驗證，實驗過程過于流程化。同時，實驗課時、實驗環(huán)節(jié)及實驗評價安排得較為松散，沒有重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，學(xué)生在動手的過程中無法更好地理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理和知識，導(dǎo)致學(xué)生雖然參與了實驗教學(xué)，但仍舊對相關(guān)理論知識的認(rèn)識并不深刻，在教學(xué)中無法實現(xiàn)學(xué)以致用。另外，缺乏系統(tǒng)性的評價體系，導(dǎo)致學(xué)生在實驗中無法針對性地糾正自己的誤區(qū)，影響了實驗教學(xué)的實際質(zhì)量。

（四）未設(shè)置社會實踐活動

“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是一門專業(yè)性、實踐性較強(qiáng)的課程，學(xué)生必須要具備良好的實踐能力和知識應(yīng)用能力才能夠有效應(yīng)對各種信息領(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)和實驗教學(xué)為主，并未給學(xué)生提供具有針對性的實踐場所，學(xué)生缺乏良好的知識應(yīng)用場景。在畢業(yè)前的實習(xí)階段中，學(xué)生對知識的應(yīng)用過于籠統(tǒng)，再加上企業(yè)實習(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競爭力的職業(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)生會對理論知識的學(xué)習(xí)失去興趣。

三、新一代信息技術(shù)快速發(fā)展背景下“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)改革實踐策略

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是我國信息技術(shù)發(fā)展中非常重要的組成部分，也是計算機(jī)專業(yè)的重點課程。隨著新一代計算機(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，不僅對計算機(jī)專業(yè)人才提出了更高的要求，也為計算機(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)一步推動我國信息技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。

（一）全面規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，積極開發(fā)校本教材

“計算機(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，如果不對教學(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)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有清晰的認(rèn)識與了解，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，對計算機(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、落后的教材內(nèi)容，增加最新的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)的理論應(yīng)用知識。（2）整合修改教材。對教材中復(fù)雜的理論知識進(jìn)行系統(tǒng)化整理修改，加強(qiáng)對重點和難點的梳理，以講解計算機(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)實用技能培養(yǎng)。結(jié)合當(dāng)前的新理論和新技術(shù)對“計算機(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)的過程中掌握實踐技能，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

（二）善用啟發(fā)性教學(xué)，啟迪學(xué)生的學(xué)習(xí)思維

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)全面滲透到各個教育領(lǐng)域。在“計算機(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)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生主動參與到課堂學(xué)習(xí)中。教學(xué)并不是一個知識轉(zhuǎn)移的過程，而是要讓學(xué)生在掌握知識之后開展應(yīng)有的思維活動，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)教材的重點和難點，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”的知識時，可以結(jié)合生活當(dāng)中較常見的堵車現(xiàn)象，對“擁塞”的原理進(jìn)行講解，讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗對問題提出質(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)對知識的理解。（2）提出問題。在講解交換機(jī)和路由器的工作原理時，教師可以向?qū)W生提出問題：兩個區(qū)域網(wǎng)之間連接是否能夠交換主機(jī)？兩臺主機(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，對問題進(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。

（三）運用案例分析教學(xué)，開展深層次的討論學(xué)習(xí)

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)生對案例進(jìn)行分析認(rèn)識、討論、研究與設(shè)計，加強(qiáng)對某個問題的探索與認(rèn)識。在教學(xué)過程中，教師需要結(jié)合教材對知識原理開展系統(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)知識時，可以設(shè)計如下案例：某房地產(chǎn)公司的財務(wù)部與銷售部的計算系統(tǒng)分散連接在兩臺交換機(jī)上，但是兩個部門之間為了保護(hù)公司的財務(wù)安全和客戶的信息安全需要對信息進(jìn)行相互隔離，如何能夠在交換機(jī)上進(jìn)行配置，最終實現(xiàn)這一目標(biāo)呢？首先要求學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析整合，提出與案例有關(guān)的實施方案及在實施過程中可能遇到的難題。其次學(xué)生自由組成小組對不同方案進(jìn)行分析、討論和比較，最終選出最佳的實施方案，并邀請方案設(shè)計者進(jìn)行講解。在此過程中，可以加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解，為學(xué)生提供實踐應(yīng)用場景，促進(jìn)學(xué)生獲得知識應(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，對學(xué)生分析能力、實踐能力的培養(yǎng)具有較好的效果。

（四）加強(qiáng)信息技術(shù)應(yīng)用，優(yōu)化教學(xué)手段

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、直觀性和生動性。比如，在教學(xué)過程中，教師可以利用動畫使深奧難懂的理論知識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”、對等協(xié)議通信等知識時，可以以動畫的方式展現(xiàn)出來，加強(qiáng)學(xué)生的印象，促進(jìn)學(xué)生的理解。（2）設(shè)置虛擬實驗室。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實驗室主要進(jìn)行以交換機(jī)和路由器為主的工程實驗，實驗過程主要以知識驗證和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為主，實驗流程過于簡單化，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)有的實驗條件下設(shè)置虛擬實驗室，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，對各種網(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)建知識體系，提高實驗教學(xué)的可操作性和實效性。

（五）加強(qiáng)實踐教學(xué)，提高學(xué)生的綜合實踐能力

實踐教學(xué)有利于使學(xué)生獲得完整的思維，提高學(xué)生的知識運用能力與實踐能力，所以在教學(xué)過程中需要適當(dāng)增加實踐教學(xué)，圍繞教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)現(xiàn)狀，將當(dāng)前最新、最實用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入實踐教學(xué)當(dāng)中。（1）項目式教學(xué)。項目式教學(xué)指讓學(xué)生通過一個完整的項目獲得實踐學(xué)習(xí)體驗。在教學(xué)過程中，教師可以給學(xué)生布置相應(yīng)的實踐項目，如利用所學(xué)知識建設(shè)一個可靠的中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生在收集信息、設(shè)計方案、完成任務(wù)的過程中鍛煉實踐技能。（2）綜合性實驗。綜合性實驗指在學(xué)生掌握基本原理的基礎(chǔ)上，通過實踐考查學(xué)生對知識的綜合運用能力。教師可以給出幾個典型的課題，學(xué)生根據(jù)自己的愛好進(jìn)行選擇，并運用所學(xué)知識對課題展開研究、分析、總結(jié)，讓學(xué)生在反復(fù)實驗中對知識進(jìn)行論證總結(jié)，此過程有利于培養(yǎng)學(xué)生的實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。學(xué)校可以加強(qiáng)與相關(guān)企業(yè)的合作，定期帶領(lǐng)學(xué)生參與企業(yè)的項目研發(fā)與實踐工作，引導(dǎo)學(xué)生在工作中應(yīng)用知識、升華知識。

結(jié)語

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?！坝嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是專業(yè)課程的重要組成部分，對學(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，運用多樣化的教學(xué)方法鞏固學(xué)生的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、探索能力與學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生提升符合信息時代發(fā)展的綜合能力。