基于“主体探究”三段式教学模式的计算机网络课程研究性改革探索

张千+宫法明+石乐义

摘要：为了适应网络时代教学方式的变化，提高教学质量，结合计算机网络课程的特点，从研究性教学的角度，探讨了在计算机网络课程教学中开展研究性教学改革的途径。这一教学模式可以较好地培养学生的问题意识和创新精神，调动学生的积极性，增加学生的参与度，有助于提升专业课的授课质量。

关键词：“主体探究”；研究性教学；微课题

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）35-0105-02

在探索如何提高教学质量的过程中，研究性教学引起了国内外很多高校的关注。具体到计算机类专业课程，一些高校也进行了研究性教学改革的探索。由于研究性教学没有适合于所有课程的统一模式，因此必须根据学校的专业和课程特点构建适合自身实际情况的研究性教学模式。以计算机网络原理课程为例，目前的课堂教学存在以下问题：（1）传统的知识性或接受性的教学模式使学生习惯于接受知识而不善于发现问题，导致在教学过程中学生求知的兴趣没有得到充分激发。（2）计算机网络课程理论涉及计算机、电子、通信等多门学科，较为难懂，需要学生根据自身基础，自主查阅资料，深入讨论，反复实践，才能真正理解理论，因此需要改变传统的课堂授课方式。（3）实验内容重点不突出，知识点较为零散，学生创新能力培养的原动力不足。（4）课程开放性程度不够，考核方式单一，不能全面反映学生的综合能力。针对以上问题，教师需要积极探索新的教学方法，重点培养学生的创新意识和实践能力。针对计算机网络课程理论实践性并重的特点，开展“主体探究”三段式的研究性教学方案，重构课堂组织模式，以学生为主体，尝试实现三段递进式的研究性教学模式，即“以问题为导向，讨论为主治”的课堂教學、基于“微课题”研究的专题研讨、“三层次，一创新”专题式实验教学，形成体现多元化、过程性特点的课程评价体系，从而加强对学生的自主学习能力、创新能力的培养，提高专业课的授课质量。

一、以“问题为导向，讨论为主治”的课堂教学

“问题为导向，讨论为主冶”的课堂教学与常规讲授型教学有着不同的侧重点，讲授型教学重在知识的传授，所以需要有条理、有趣味，让学生记住所讲的知识。其关键是有预案，如果设计得巧妙就可以按部就班地执行，并达到预期的效果。即使在课堂中安排一些提问或者讨论，也是为了更加引起注意，而不会根据学生的回答改变计划中的进程。新教学方法的不同在于“弱预案”只提出一个“问题导向”，即一个目标（要解决的问题），但是中间的过程（如何实现目标）不会强行计划，而是根据讨论的进展随时调整。“弱预案”是针对知识应用型课程的特点而设计的，而计算机网络课程所涉及的内容往往是计算机、通信各种基础知识的实际应用。例如数据链路层CSMA/CD协议本身就是开放的，与其强制性地设置讨论的发展方向，不如因势利导，随着学生的讨论循循善诱，一步步将各种基础知识在CSMA/CD协议中的具体应用展示出来。这样首先肯定了学生的猜想，对学生是一种鼓励，增加了学生的自信，同时也会让学生有成就感，变得更加主动，更有参与的热情和创造力。以“问题为导向，讨论为主冶”的教学方法初次在2012级计算机专业的课堂上进行了尝试。初期学生们主动发言的人数不多。随着课程的进行，问题的精心设计，尤其是像子网划分、路由聚合这样的题目的提出，学生的积极性得到了充分调动，主动发言的人数超过90%，超过60%的学生每次课都能多次发言。课堂从一言堂变成了真正的群言堂。

二、基于微课题研究的专题研讨

由于计算机网络技术更新迅速，因此可采用研讨教学法拓展学生的知识面。可针对网络中一些重要概念、新技术专题来制定微课题，供学生选择。“微课题”是指教师把教育教学实践过程中遇到的真问题、实问题、小问题，及时梳理和总结，使其成为一个微型课题，并展开研究。微课题的特点是研究周期短、见效快，但研究过程具体微小，有一定深度，研究时要用到课题研究方法，有一定的学术性。研究的成果成型，可用论文方式进行表达。与课题研究相比，微课题研究方式具有成本低、灵活性强，时间要求较短等特点，是培养学生创新思维能力的有效教学手段。在具体实施过程中，以教师的科研背景或者是科技大赛题目为切入点，列出微课题选题，包括IPv6标准及应用、无线网络应用、物联网原理与应用、P2P技术应用、云计算技术五个方面。让学生组成研究小组进行协作交流，具体包括课题探究、研讨、汇报、成果发布等环节。研讨课前在教师指导下由学生自学，查阅文献资料，让学生针对专题发表自己的理解和看法，以得到更多独立思考的机会。同时，可针对重点题目和学生感兴趣的主题组织开展课堂讨论，开阔学生视野，拓宽学生思维的广度和深度。

三、“三层次，一创新”专题式实验教学

针对传统计算机网络实验教学过程中存在的理论知识学习“僵化”，实验内容零散，知识点相对独立，创新能力培养的原动力不足等一系列问题，我们探索将理论与实践贯通的专题式教学法应用到计算机网络实验课程教学中，将“构建局域网，实现网络服务”作为中心问题，按照“自顶向下、从应用到原理、从简单到复杂”的方式将其分为：常见应用服务、各层协议分析、交换设备配置等专题式实验子项目，每个子项目可以通过一个或多个实验来完成。用“组合式”实验替代原有教学体系中的分散实验，促使计算机网络理论与实验紧密结合，理论教学与实践能力协同提高。尝试建立了“三层次（基础性实验—设计性实验—研究性实验），一创新（创新活动）”递进式的实验教学体系，将“大学生创新实验项目”、“思科网络大赛”等纳入实验教学体系，将“第一课堂”与“第二课堂”紧密结合起来，这些有利条件为我们开展“专题式教学”奠定了基础。创新性实验可与大学生创新实验或者科技大赛相结合，以3—4人为一个实验小组，实验时减少传统的演示性、验证性实验等环节，让学生通过自学和查阅有关文献，自行设计实验方案，提出相应对策，最后撰写实验报告。实验以发挥学生的主观性为主，教师起引导和助推作用。通过前期的试行，学生的综合能力逐渐凸显出来，以专题实验内容和研究为基础，2011级和2012级计算机科学技术专业学生已经成功地申报了1项国家级大学生科技创新项目、1项省级大学生科技创新项目，并获得全国大学生“思科网院杯”集体二等奖2项、集体优胜奖1项。由此也证明，在计算机网络实验教学中实施专题式教学，拓展了该教学方法在理工科课程教学中的应用，推动了实验教学方法的创新。

四、对学生研究性学习的考核与评价

研究性课程可以从以下几个方面进行教学考核：（1）课堂研讨，为了鼓励学生参与课堂教学，选取部分章节内容进行讨论，既考核平时知识掌握情况又提供了另种形式的师生互动。（2）专题研讨成果，主要考核学生知识运用能力，提交相关研究论文并进行公开答辩，将论文和答辩成绩计入期末总成绩。（3）实验考核，增加对综合性设计型实验和研究探索性实验的考核比重，主要考核學生的自主实践能力及创新意识。（4）综合考核，课程结束后进行卷面考核，考查学生知识掌握程度。在多元化课程考核体系中，期末卷面考试占总成绩的50%；课堂研讨、课外研究活动等记为研究性活动的平时成绩，占总成绩的20%；实践环节占总成绩的20%；专题报告占10%。总成绩=期末考试50%+研究性活动平时成绩20%+专题报告10%+实验20%。其中实践和研究性教学活动比重达到50%，将使学生更加注重平时的学习过程，对培养学生自主学习能力和创新能力起到积极作用。

五、结语

教学的根本目的是培养人才，主动思考的学生才能把知识变成力量。“主体探究”三段式的教学模式是一种新的尝试，实践表明，教学过程中合理运用三段式教学模式，有利于学生素质的全面提高。它强调对学生主动发现问题、解决问题能力的培养，让学生主动探索，主动体验，进一步调动学生主动学习的积极性和参与性，从而培养学生的创新能力。

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