以学生为中心、问题为载体的计算机网络课程教学改革研究与实践

桂林卿 胡素君 肖甫 南京邮电大学

在教育数字化转型背景下，以学生为中心，提高人才自主培养质量，培养拔尖创新人才，已成为教育界乃至全社会的共识。计算机网络课程是计算机学科的一门专业必修课，教师应以学生为中心，精心备课制作出贴合学生实际的严谨准确的数字化素材，在授课时借助数字化素材，以问题为载体激发学生的学习兴趣和热情，培养学生主动思考和自主学习能力。因此，笔者遵循以学生为中心、问题为载体的基本思想，在计算机网络课程的备课和授课过程中做了初步的教学研究和实践。

●备课：制作贴合学生实际、严谨准确的数字化素材

备课阶段由以下三个步骤组成：

第一步是以教学问题为关键词收集相关信息，即通过互联网、优秀数字教材、优秀教案等各种渠道收集并更新与实际教学问题相关的数字化素材。互联网已经与当今社会完全融为一体，人们已将互联网作为最主要的信息交流平台。人们在互联网上提出各种问题，发表对问题的看法，这些问题中也包括学习问题，甚至会出现与教师所教课程（本文为计算机网络）紧密相关的问题。例如，针对学生对枯燥的计算机网络课程不感兴趣、厌学的问题，教师可以“激发学习兴趣+计算机网络课”为关键词在搜索引擎及人工智能工具中搜索、收集相关信息，并对相关信息进行定期更新。该步骤的一个关键点是搜索技巧，即为了从海量信息中收集尽可能多的相关信息，需要变换关键词对同一个问题进行多次搜索。

第二步是以学生为中心对上述收集的相关信息进行筛选，筛选出最贴合学生实际的信息。最终在课堂上呈现给学生的数字化素材必须尽可能贴合学生实际，这样才能引起学生的共鸣，使学生感同身受，愿意接纳和理解教学内容，达到预期的教学效果。例如，以ChatGPT为代表的人工智能工具目前仍处于初级阶段，因此通过这些工具收集到的素材往往只能给出一些条陈式的枯燥建议，不够人性化。相反，通过搜索引擎可以找到以学生身份发布的更加贴合实际、更为生动详实的资料，如在互联网平台上有近年毕业的学生网友发布的《“计算机网络”这门课为何如此之难？》长文，文章从学生视角以幽默生动的方式详细描述了学生认为该课程难学的原因，并从学生视角给出了一种激发学习兴趣的方法，可以作为比较贴近学生实际情况的素材。

第三步是以严谨求实为准则对筛选出的信息进行纠错和完善，确保呈现给学生的数字素材在思想和技术层面都是准确无误的。第二步虽然筛选出了最贴合学生实际的数字素材，但由于这些素材大多是以学生视角制作的，在思想或技术层面或多或少存在不足甚至错误，这就需要教师对其中的不足或错误进行修改和完善。根据笔者经验，从互联网平台筛选出的原始素材在技术方面往往存在以下两类问题：其一是原始素材制作人为了体现自己具有很高的专业能力，在技术内容表达方面对素材进行夸大，使得素材存在过于浮夸的问题。这样的原始素材如果不加以修改就呈现给学生，学生容易被答案表面的酷炫所迷惑，难以真正理解素材技术内容。其二是原始素材在技术细节上可能会存在错误。原因是原始素材制作人一方面对技术内容的理解不够深刻准确，另一方面也没有责任来确保技术细节的准确性。为解决上述问题，教师需要对筛选出的数字素材进一步整理和修改，包括对冗长、条理不清晰的技术内容进行重新梳理，对技术细节上的错误进行查实纠正，并根据实际需要在课堂上向学生对比展示修改前后的内容。

●授课：以问题为载体引导学生主动思考和自主学习在课堂教学的各个阶段，教师提出与课程知识点相关的问题，调动学生思考问题、讨论问题、回答问题积极性，从而激发学生主动思考，有效提高学生的课堂参与度。

在课堂导入阶段，教师以视频、数据或图片的形式引入与本节课主题密切相关的具体事例，在该事例的基础上自然引出本节课的核心问题，调动学生根据已有的知识储备讨论此问题，给出可能的解决方法，并通过对学生的回答进行分析解答最终引出本节课的主题。例如，在虚拟专用网这一章的课堂导入阶段，教师首先播放某跨国公司需要将分散在全球各地的各个分支内网连接在一个专用网上的实际需求视频，使学生迅速理解课程知识的实际应用场景，然后引出核心问题，即“一个大的企业如何构建专用网以连接各地分支内网？”，激发学生主动思考可能的解决方法，最后分析和评价学生给出的各种解决方法，并引出虚拟专用网的基本概念。

在目标设立阶段，教师根据已导入的课程应用背景，进一步明晰课程学习目标。传统授课一般通过PPT课件文字形式呈现课程学习目标，这只能让学生被动接受目标。为使学生能够深刻理解学习目标，教师可通过启发式提问、讨论、解答的方式让学生在了解课程应用背景的基础上主动思考应达成怎样的学习目标。例如，在讲解虚拟专用网的学习目标时，根据导入的跨国公司组建专用网络的需求，由浅入深地启发学生思考“虚拟专用网学习可达成怎样的学习成果？”。在最开始让学生结合导入的实际案例来思考学习目标时，学生一般只能给出总体目标，如掌握基于虚拟专用网的内网互联。这时，教师可以结合全球互联网的泛在特性，提出更具体深入的问题“内网与外网之间如何互联？”，启发学生思考更全面的学习目标。

在前测阶段，针对已设立的学习目标，以问答、小测验或集体讨论等方式让学生评估自己是否已经具备这堂课的学习基础，当发现学生不具备学习基础时，需要立即在短时间内为学生补充相关基础知识。仍然以上述虚拟专用网一章为例，学习基础主要包括前面学过的IP地址和协议相关基础知识，如内网主机地址的编址方式、本地地址或私有地址的概念、IP数据报的格式等。在课堂上可以问答的形式，向学生提出问题“什么样的地址是本地地址？”，启发学生回顾已有知识，通过学生的回答情况来测试其是否已掌握相关基础知识。

在参与式学习阶段，教师在讲清基本概念、重难点后，可通过具体案例引入相关问题，然后采用分组讨论或专题研讨的方式，激发学生的学习热情，引导学生通过主动思考和互动交流积极参与到学习活动中，这样不仅能加深学生对重难点知识的理解程度，还能强化学生的表达、沟通、合作等能力素养的培养。例如，在虚拟专用网一章中，隧道传输技术原理是重难点。教师在讲授隧道传输的基本原理后，可给出一个利用公共网络连接两个内网的案例，递进式依次提出两个问题。问题一：如果不采用隧道传输技术，内网产生的IP数据报能否被公网中路由器转发？请解释具体原因。针对该问题，学生分小组讨论，根据各自的理解给出不同的原理解释，教师可从中发现学生的独特观点。问题二：当采用隧道传输技术时，内网产生的IP数据报被哪种设备做了哪些变化之后能被公网中路由器转发？针对该问题，学生同样分小组讨论、思考和解答，教师随后对学生的讨论结果进行分析，帮助学生及时巩固学习成果。

在后测阶段，为了判断学生是否达到预期的学习效果，教师在教学内容讲解完毕后可以针对每个重难点知识提出测验问题，然后根据学生的解答情况及时评估教学效果，并根据评估结果反思、调整教学设计，从而进一步改进教学效果。例如，在讲授完虚拟专用网一章的内容后，针对隧道传输、数据加密、VPN服务器和NAT地址转换等重难点分别提出一到两个测验问题，通过对学生解答进行抽检来快速评估学生的学习效果，对其中出现的学习问题和学生一起讨论原因，帮助调整教学设计。

在总结与展望阶段，通过提出与课程逻辑和知识要点相关的问题，让学生自己进行知识要点的归纳总结，使学生自主理清课程内容知识脉络，教师再在对重难点知识补充强调的基础上指出相关领域未来发展趋势。例如，在总结虚拟专用网一章时，可提出一个总结问题，即“针对三种典型通信应用场景分别应采用怎样的虚拟专用网解决方案？”，引导学生讨论总结，然后根据学生的总结回答情况对虚拟专用网的重难点知识进一步强调，并结合国家网络安全的重要性指出虚拟专用网安全是未来发展的一个重要趋势。

通过上述以学生为中心、问题为载体的精心备课和授课，学生的学习积极性有明显改善，课堂学习效率有了较大提升，学生的课堂测验结果准确率也在不断提高。

●结语

当前，人工智能技术正在引领人类进入人机协同、跨界融合、共建分享的新时代，这给教育数字化变革中的高校教师带来了新的机遇和挑战。以学生为中心，以问题为载体，借助数字化技术手段，计算机网络课程授课教师可以不断促进自身和学生的发展，激发学生对枯燥计算机网络课程内容的学习兴趣，培养学生的主动思考和自主学习能力，有效提高计算机网络课程的教学效率。