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工程教育认证理念网络课程教学

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【摘要】工程教育专业认证可以有效地保障高校工程教育的质量,根据它的基本理念对计算机网络课程教学进行改革具有重要的意义。本文从面向产出导向的教学内容、以学生为中心的教学方法、持续改进的考核反馈机制几个方面,对计算机网络课程进行改革探索,培养学生解决专业领域复杂工程问题的能力,提升教学效果。

【关键词】计算机网络;教学改革;工程教育专业认证

工程教育专业认证是针对高等教育机构中工程类专业教育所实施的专门性认证,它可以实现工程教育的国际互认,受到了越来越多国家的重视。工程教育专业认证遵循产出导向、以学生为中心和持续改进的基本理念,能够有效地保障高校的工程教育质量。计算机网络课程是网络工程、通信工程和信息工程等专业的一门重要专业课程,在课程体系中有重要的作用。学生通过对该课程的学习,可以掌握网络体系结构和网络协议的工作原理,具备一定的组网和网络应用能力。在目前的信息化时代,网络技术已经成为社会和经济发展的重要基础,尤其是随着移动互联网和物联网技术的发展,计算机网络对社会各领域的影响越来越大。本文针对该课程教学中存在的问题,结合工程教育专业认证理念,对教学内容和教学方法进行改革探索。该课程兼具理论性和实践性特点,在培养复合应用型定位的高校中,将工程教育理念融入计算机网络课程教学改革具有十分重要的意义。

1计算机网络课程教学中存在的问题

1.1教学内容与学生工程能力培养之间的相关度不够

首先,教学内容理论性强,概念抽象,知识点分散。计算机网络课程教材中涉及网络体系结构、数据通信、网络安全等内容,在体系结构的每一层都存在一系列的协议。如果简单按照教材框架对知识点进行讲解,虽然可以保证理论体系的完整性和学术性,但是知识内容抽象和分散,导致学生不能很好地理解和掌握。其次,相关领域技术发展快,教材中部分知识陈旧。随着各种新型网络技术出现,在课程教学中需要梳理和删减已经淘汰的知识,适当引入前沿的网络技术。再次,教学内容重理论轻实践,该课程本应该是一门实践性强的课程,可是在教学中实践环节偏少,这不能很好地培养学生工程实践能力,不符合工程教育专业认证面向产出导向的理念。

1.2教学方法有待进一步提高

目前,计算机网络课程教学多数采用以教师为中心的教学观念和教学设计方法,教师是教学活动的主动施教者,学生在整个教学过程中处于被动接收的状态。这种教学方式没有让学生自主参与学习,不能很好的调动学生的学习积极性和引起学生的学习兴趣,教学效果不理想。同时,在以教师为中心的教学方法中,学生很难主动发现和探索问题,这很大程度上影响了学生创新能力的培养,不符合工程教育专业认证以学生为中心的理念。

1.3考核方式不合理

首先,计算机网络课程的实践性强,目前以考勤、作业和期末考试为主要依据的考核方式不能够全面地反映学生的学习效果。其次,期末考试没有根据该课程对应的毕业要求指标点进行设计,不能很好地体现课程对毕业要求的支撑关系。再次,在课程结束后,教师并没有根据课程达成度对教学活动进行分析和反思,无法改进后续的教学活动,不符合工程教育专业认证持续改进的理念。

2计算机网络课程教学内容和教学方法的建议

为了解决计算机网课程教学中的上述问题,提升教学效果,我们按照工程教育专业认证理念,从以下几个方面对课程教学提出改革措施和建议。

2.1制定面向产出导向的计算机网络课程教学内容

根据工程教育专业认证以产出为导向的理念,教学内容服务于培养目标和毕业要求。进一步讲,教学内容的选择是以学生毕业五年后应具备的能力为导向,应支撑毕业要求指标点的达成,面向人才培养的目标要求。(1)教学内容需要突出工程基础知识,包括计算机网络基本概念(例如交换和路由)、各类网络协议配置、企业网络构建和典型网络应用等。教材内容的选取,可以按照计算机网络课程对毕业要求的支撑关系,根据工程教育专业认证毕业要求二级指标点规划课程教学内容。另外,避免课程内容的理论性太强,在讲授网络体系结构和数据通信等抽象内容时,可以根据分层结构按照自上而下或自下而上的方式引入各层知识点,注重知识点的系统性而非全面性,重点让学生理解基本概念以及各知识点之间的联系。(2)教学内容需要与时俱进。教学内容需要包含本领域的最新技术进展,例如移动互联网、云网络和物联网等前沿技术,使教学内容融合基础、实用和前沿于一体。根据工程教育专业认证的要求,学生能综合利用专业知识对设计方案进行优化并体现创新意识。在计算机网络教学内容中融入本领域的前沿进展和新技术,可以拓宽学生的知识面,加深学生对本专业领域的认识,培养学生创新意识。(3)教学内容需要加强实验设计等实践内容。根据工程教育专业认证要求,学生要能够针对本领域内的复杂工程问题,选择与使用恰当的现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟。在实验中,学生可以通过数据包的捕获与协议分析、虚拟局域网(VirtualLocalAreaNetwork,VLAN)配置和访问控制列表控制等实验,熟悉PacketTracer和Wireshark等网络分析工具的使用,掌握计算机辅助软件进行网络设计的工作流程。学生通过搭建和配置域名系统(DomainNameSys-tem,DNS)协议服务器和文件传输协议(FileTransferProtocol,FTP)服务器等实验,可以熟悉Windows和Linux系统环境下的网络协议配置方法和流程,提升解决工程问题的能力。(4)教学内容需要面向工程问题。根据工程教育专业认证要求,学生需要掌握解决复杂工程问题的工程知识。因此,除了计算机网络教材上的基础知识点外,教学内容的选择应该面向计算机网络领域的工程问题,尤其是相关企业技术难题,以实际应用和项目课题为驱动,引导学生根据所学知识设计解决方案。

2.2构建以学生为中心的计算机网络课程教学方法

(1)把学生作为教学活动的主体,教师的职责是引导和协助学生学习。与传统的以教师为中心的教学模式不同,以学生为中心的教学思想使得学生不再单方面被动接收知识,而是围绕老师或学生提出的问题展开教学过程,主动参与交流互动和各个教学环节。针对课程的知识难点和重点,老师可以给予一定的启发,引导学生完成知识的学习,例如路由协议配置、DNS或者FTP服务器配置等内容。面对更加复杂的实际工程问题,教师可以通过慕课和微课等形式提前将问题布置给学生,并讲解该问题所涉及的专业知识和基本原理。在课堂上,教学活动主要以学生和教师讨论的形式开展,教师引导对问题提出合理可行的解决方案,保证教学过程以学生为中心。(2)从以教材内容为中心的教学方式转变为以培养学生能力为中心的教学方式。工程教育专业认证强调学生分析和解决问题的能力,在教学各个环节要注重培养学生建模、分析和解决复杂工程问题的能力。计算机网络课程教学不应仅局限于课堂。学生在有了计算机网络的知识背景以后,教师可以适当邀请行业专家开展技术讲座,还可以深入信息领域相关的企业调研技术难题和具有工程价值的课题,鼓励学生与企业技术人员一起讨论和制定解决方案。这种与实践充分结合的教学环节,既可以使学生了解课程知识的实践应用和最新进展,又能够培养学生处理复杂工程问题的能力。以企业网络搭建问题为例,问题可能涉及到虚拟专用网络(VirtualPrivateNetwork,VPN)、静态路由、动态主机配置协议(DynamicHostConfigurationPro-tocol,DHCP)、开放最短路径优先(OpenShortestPathFirst,OS-PF)路由协议、边界网关协议(BorderGatewayProtocol,BGP)等知识点。因此,学生应该掌握教材中的上述技术原理,还需要自学网络模拟工具的使用,包括模拟器中的热备份路由器协议(HotStandbyRouterProtocol,HSRP)分组、优先级、端口跟踪、计时器设计和状态检查等操作,同时还需要了解问题所涉及的各种潜在非技术因素,以保证所提出解决方案的合理性和可行性。如果在任何环节出现失误,学生都有可能不能顺利完成课题。这要求学生必须经过问题分析、制定方案、协作讨论、反复验证等环节,才可能解决本领域的复杂工程问题,因此可以培养学生分析和解决问题的能力。

2.3形成合理有效的计算机网络课程考核反馈机制

(1)为了适应所提出的教学方法,计算机网络课程的考核不局限于期末成绩,还应该包括课堂小组讨论、专题报告、工程应用、实践环节和报告撰写等方面的具体表现。在以上各个教学环节,分别制定评价规则并折算成相应的分数值。(2)期末考试的题型和考查的知识点应该符合毕业要求的支撑关系。例如选择题、填空题、判断题和简答题等题型通常是为了考查学生工程基础知识掌握情况,而分析题、综合题和设计题等题型侧重于考查学生知识运用和创新能力。考查的知识点,需要根据计算机网络课程所对应的毕业要求指标点来确定。(3)工程教育专业认证把持续改进作为核心理念之一,要求建立一种以评价、反馈和改进为特征的考核机制。因此,在该课程结束后,教师需要根据课程达成度情况,对教学活动进行分析和反思,进而调整后续的教学内容和教学方法,以提升教学质量,并形成持续改进的闭环机制。

3总结

结合工程教育专业认证的理念,对计算机网络课程的教学内容、教学方法和考核方式进行了改革探索。制定了面向产出导向的教学内容,突出工程基础知识和引入前沿知识,加强实践环节和面向工程问题。构建了以学生为中心的教学方法,培养学生解决问题的能力。形成了合理有效的考核反馈机制,持续改进教学过程。培养学生了解决复杂工程问题能力,提升了教学效果。

参考文献

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作者:王小明 贾霞 单位:南京邮电大学通信与信息工程学院

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