基于应用型人才培养的《计算机网络》课程教学改革研究

摘要：计算机网络课程是一门理论性和实践性很强的课程，在实际的教学中，往往存在教学形式单一，实验内容脱离实际应用等问题，导致学生学习热情低，学习效果差。针对上述问题，从计算机网络课程的教学大纲和教学特点出发，结合应用型高校学生的实际情况和应用型高校人才培养目标，对该课程开展教学改革研究。分别提出线上线下教学相结合的方式、翻转课堂的方式、优化实验课程的方式，力求贴近实际应用。实际教学实践效果表明，本课程的教学研究改革取得了良好的成绩，为应用型高校健全计算机网络课程教学提供了一定的参考。

关键词：计算机网络;教学改革;应用型人才

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）11-0159-03

1 前言

计算机网络课程是计算机、电子信息类专业本科生必修的一门专业课，该课程在人才培养方案的课程体系中占据非常重要的地位。我国正如火如荼地进行信息化建设，信息化建设极大地促进了我国经济的发展，促进了综合国力的提高。尤其在互联网、5G通信、物联网等领域发展和应用取得了长足的进步。计算机网络是信息化建设的基础，因此学好计算机网络课程对学生后续的工作、深造、科研都具有十分重要的意义。

计算机网络课程的教学旨在让学生掌握计算机网络的基础知识和原理，重点是掌握开放系统互连参考模型七层结构模型、相关协议及网络安全知识，最后实现对网络有全面地认识，掌握网络的组建、维护能力。

在计算机网络课程的实际教学中，由于课程理论性强、知识点多、内容抽象，导致在教学过程中，无论教师的授课还是学生的学习都会存在较大的困难。对该课程的教学改革研究一直是个热点问题。文献1研究了O2O模式下的计算机网络课程实验教学体系[1]。文献2研究了针对地方性高校的计算机网络课程教学、实验改革[2]。文献3研究了基于MOOC的教学方式[3]。文献4研究了以应用需求为导向的计算机网络创新融合教学改革[4]。文献5研究了以华为 eNSP和OPNET 为仿真环境开展实验教学研究[5]。

本文从应用型高校人才培养的角度出发，对计算机网络课程的教学方法进行研究。首先分析了当前应用型高校计算机网络课程教学中存在的问题，提出从培养方案的修订、考核方式的调整、线上线下教学相融合的教学方式改革，以及翻转课堂的教学尝试。与此同时， 依据应用型人才的培养目标，着眼于学生实践能力的提高，实验课程进行改革，提出了基于阿里云服务器的计算机网络实验课程教学改革。

2 当前计算机网络课程教学存在的问题

计算机网络这门课程是工科计算机和电子信息类专业的一门重要的专业技术课程，课程理论性强，知识点多且抽象，它是以计算机网络体系结构为主线，以TCP/IP协议为重点，对网络进行全面系统的学习。使得学生对网络有一个全面系统的认识，并掌握网络安装、调试、维护和应用等实际操作能力。

计算机网络与通信课程知识体系庞大，而且计算机网络的知识更新迭代很快，在实际教学中发现网络结构和相关协议知识较为复杂抽象，给教学带来困难，在短暂的课堂教学中，不足以让学生全面牢固地掌握相关知识点。此外，传统方式的讲授式教学的往往会导致教学效果不佳，学生在课堂上被动地接受知识，学习效果也不理想，学习热情较低。

同时计算机网络这门课程是一门实践性很强的课程，要求学生能够灵活地应用课本知识，解决实际网络的组件应用维护的问题。由于计算机网络专业实验室建设门槛高，硬件服务器、企业级交换机、路由器等网络设备和软件服务器操作系统的价格昂贵，且设备更迭换代快，导致大多数学校没有能力建设和维护专业的计算机网络实训实验室。因此，计算机网络实验的开展往往借助于现有的通用机房，使用功能单一的模拟软件来进行实验教学，实验项目也很难贴近实际应用，故而很难达到良好的教学效果。

3 计算机网络课程教学措施变革

针对上述在计算机网络课程教学中遇到的问题，从应用型人才培养的角度出发，为进一步提高教学质量，研究从线上线下教学相结合、使用翻转课堂的方式来开展课程理论知识教学;研究基于阿里云服务器来开展计算机网络课程实验的教学改革。

3.1 基于超星平台的课程教学

实事求是地说，应用型院校本科生的基础知识水平要低于科研型高校的学生，因此应用型高校的人才培养目标定位是培养具有较强实践能力的专业技能人才。从现有的教学体系来说，计算机网络这门课程在实际教学中存在偏离应用型人才培养目标的现象。在计算机网络技术课程的实际教学过程中发现，由于该课程理论性很强，知识较为抽象，例如划分子网、CIDR 地址块、数据包分片，路由转发协议等知识点存在相当大的难度。在课堂加教学讲授中，即使讲解得非常详细，分析得足够透彻，从实际教学效果来看也不是很理想，没有能够取得较好的教学效果，究其原因主要是学生的学习能力良莠不齐，另外很多同学缺乏预习的习惯，在短短的课堂教学时间内，无法快速地掌握知识点。与此同时，教师在课堂教学教授知识点时很难去顾及全部学生的学习、接受能力，因此可能会致使部分学生因为没有及时领悟知识点，继而导致后续内容的学习也无法正常跟进，挫伤学生的热情和积极性，造成恶性循环。传统的课堂传授内容的教学方式，不符合当前学生的学习特点，需要给学生提供一种能够回放课堂教学内容的途径。因此，应该充分利用现代教育技术将在线学习和线下教学有机结合，使学生有机会能够在课前通过微课视频提前预习，课后会看视频及时复习，使其有更多的选择空间和时间来学习知识点。

超星平台提供了完善的线上教学解决方案，在实际教学改革中，通过超星平台建设了《计算机网络与通信》课程的大规模在线开放课程（MOOC） 示范项目，项目通过短视频学习知识点片段，并实时对该知识片段进行测试，巩固所学知识。通过该平台促进新型教学模式发展，在课程建设中打造属于自己的核心竞争力，改变教学观念，让网络教学融于教师、学生、社会之中。形成快速、及时、高效、便捷的教育教学形式服务于《计算机网络》课程教学。在大规模在线开放课程（MOOC） 示范项目的建设中，主要将课程内容分成多个原知识点片段，并根据原知识点的不同设计不同的测试题目、不同的视频展现。课程开发团队对MOOC课程所用教材进行深度剖析，编写MOOC课程设计方案。根据教材知识点目录，进行重、难点知识点提取，确认多媒体资源制作范围。最终，录制了计算机网络课程教学大纲规定的全部章节的视频课程。项目课程资源丰富，除了以知识点为教学内容的微课视频外，还包括了大规模在线题库、在线作业、在线讨论和在线考试等模块，如图1、图2所示。

基于超星平台的计算机网络课程MOOC[6]的建设，为学生自主学习提供了宝贵的资料，学生在上课之前可以提前自主地登录平台对将要学的知识点进行预习，以便上课时更好地掌握重点、理解难点。同时，也方便学生在课堂学习结束之后及时地登录超星平台进入计算机网络MOOC课程，进一步地复习和深入学习相关知识点，可以根据自己实际情况选择章节知识点有针对性地加以巩固，对重难点可以多次回放学习。另外可以在超星平台发布讨论话题，对疑难知识点与同学、老师一起讨论分析。教师可以通过超星平台发布课后作业，及时地检验学生的学习效果，以便在线下课堂教学中针对知识点掌握的薄弱环节进行相应的补充，加强。线下教学和线上课程二者之间相辅相成，有利于学生对知识点的学习和掌握，通过几个教学周期的实践表明，两者相结合的方式取得了一定的有益效果。

3.2 翻转课堂

在现有的教学方式中，课堂教学都是以教师讲授为主体、学生被动接受知识的方式来开展教学。研究表明，掌握知识最佳的方法之一就是尝试将所学的知识讲解给别人听，由此给我们的启发就是需要开展翻转课堂，让学生参与到课堂教学中来。在教学中，可以尝试给学生布置讲课任务，以某一个知识点为目标，让学生学习完知识点后，尝试着将内容讲授给其他学生和老师听，需要注意的是，教师在选择翻转课堂教学知识点时应精心选择，不宜过多、过难。翻转课堂的实行，其目的有两点：第一、学生接收到任务后，在课后会认真学习该知识点，查找相关资料加深对知识点的理解;第二、学生在讲解内容前需要充分地备课，这个过程也是对知识点不断巩固的过程，势必会进一步加深其对知识的掌握。在课程教学实践中，应用翻转课堂取得了较好的效果，例如让学生就停止等待协议这个知识点进行翻转课堂实践应用，学生在得到任务后，充分利用图书馆资源和网络资源查找相关资料，首先进行自主的课程学习充分掌握和理解停等协议的工作机制和原理，然后学生着手准备上课教案，制定教学设计，最终在课堂上进行讲解。通过这一系列的工作，既巩固了学生对知识点的掌握，又提高了学生自身的学习能力和教学能力。实践证明，在计算机网络课程的教学中通过翻转课堂的实施，能让学生更好参与到课程学习中，有利提高学生的学习效果。

3.3 基于阿里云的实验课程教学

众所周知，计算机网络课程是一门实践性很强的课程，因此必须通过实验教学，以理论结合实际的方式来使得学生进一步加深和理解计算机网络的基本原理，提高学生的实践应用能力。结合学生毕业后可能从事的网络相关工作的实际需要，要求学生能够熟练掌握常用通信线缆的制作和测试，如双绞线的制作和测试、光纤的熔接和测试;能够使用常用的网络指令进行网络的规划设计和维护管理，实现局域网的组建;完成基于Windows Server操作系统的DNS服务器、Web服务器和FTP服务器的创建和管理等。

通信线缆制作及测试实验和局域网的组建实验的开展，可以使用当前的实验室资源来完成，一般高校都建立了相关的实训实验室。但是，基于Windows Server操作系统的相关网络服务器创建和管理实验的开展一般来说都会存在困难。究其原因主要有如下几点：首先，Windows Server服务器操作系统价格昂贵，一个实验室往往需要数十套正版操作系统，导致实验室的建设成本较高。其次，因为在配置网络服务器时，需要服务器拥有一个独立的外网地址（公网IP地址） 才能够让客户端通过该外网地址进行远程访问，然而由于IPV4外网地址已经基本用尽，是一种稀缺的资源，学校机房的计算机一般都不具备独立的外网地址。

阿里云是阿里巴巴集团旗下云计算品牌，它是云计算技术和服务的提供商，阿里云提供了性能卓越、稳定可靠、弹性扩展云服务器ECS（Elastic Compute Service） [7]。在开展基于Windows Server操作系统的服务器配置的相关实验时，可通过租用的方式使用价格低廉、性能稳定且预装了正版Windows Server的阿里云服务器，这样就免去了采购价格昂贵的软硬件付出的成本代价，降低了使用门槛，使得开展相关实验时可以快速地部署实验平台。与此同时，由于阿里云服务器拥有独立的外网IP地址，因此通过阿里云创建的相关服务器可以方便通过外网IP地址来被用户进行远程访问。如图3、图4所示，实验通过阿里云服务器创建了一个Windows Server 2008 R2Enterprise服务器操作系统，并在该操作系统上架设了my SQL server数据库服务器。

在实际教学中，以电子信息工程专业的计算机网络课程实验为例，通过租用阿里云服务器，让学生基于阿里云服务器在Windows Server 2008 R2Enterprise服务器操作系统上创建了Web服务器，FTP服务器，DNS服务器和数据库服务器，并实现了远程访问。学生通过亲自实践掌握了实际应用级服务器的配置方法，取得了良好的预期结果。

3.4 计算机网络课程思政工作的推进

应用型高校是为国家培养政治合格、专业技能过硬的应用型专业技术人才，在人才培养的过程中要坚持全员育人、全程育人、全方位育人[8]。在计算机网络课程教学中，要始终坚持贯彻立德树人的育人理念，将思想政治教育深入融合进课程教学中，提高学生的竞争意识，培养学生的创新、创业精神，培育学生的家国情怀。通过这种方式可以更好地促进计算机网络课程的教学，以更好地培养出知识扎实、技能过硬，政治合格的高素质专业技能人才。

4 结论

在计算机网络课程的教学过程中利用超星平台开展建设MOOC资源实行线下线上教学相结合，使得学生能够更好地掌握知识点，实施翻转课堂的方式，提高了学生主动学习的意识。依据应用型高校人才培养的目标，通过使用阿里云服务器平台开展了实际的网络服务器的配置和应用，提升了学生的实际应用能力。将课程思政思想融入计算机网络课程教学中，更好地提高了人才培养质量。课程教学改革研究激发了学生的学习兴趣，改进了教与学的方法，提升了教学效果，为社会培养了更多计算机网络领域专业应用型人才。

参考文献：

[1] 李文正.新工科背景下计算机网络课程实验教学体系的研究[J].高教学刊，2021，7（32）：101-104.

[2] 黄伟，顾大刚，邹茜.地方性高校计算机网络课程教学与实验过程改革研究[J].文化创新比较研究，2021，5（29）：55-57，63.

[3] 魏建新，邵金侠.基于MOOC的理工科专业课程教学——以《计算机网络》为例[J].办公自动化，2021，26（10）：38-39.

[4] 庞笑笑，张昆，张皓.以需求为导向的《计算机网络》课程创新融合教学改革与研究[J].软件，2021，42（8）：66-68.

[5] 刘宴涛，秦娜.“计算机网络”课程实验仿真教学的路径探索[J].电气电子教学学报，2021，43（5）：174-182.

[6] 王昀可.高校MOOC应用中教学管理存在的问题及对策[J].吉林医药学院学报，2021，42（6）：479-480.

[7] 赵丽宁，张凯，雷安格，等.弹性云服务器（ECS）在实验课程中的应用探索——以《工业机器人操作编程》课程为例[J].现代计算机，2021，27（29）：80-84.

[8] 韦诗业，李素芬.新时代思政课程与课程思政协同育人机制构建研究[J].学校党建与思想教育，2021（20）：36-39.

收稿日期：2021-12-16

基金项目：安徽省高等学校省级质量工程项目（No.2019xfxm73） ;巢湖学院 2020 年度校级质量工程项目（项目编号：ch20mooc07）

作者简介：申海洋（1984—） ，男，安徽和县人，硕士，巢湖学院，讲师，主要研究方向为计算机网络、光纤通信技术;叶松（1979—） 安徽巢湖人，博士，巢湖学院，教授，主要研究方向为光学以及微纳光学教学;余建立（1976-） ，男，安徽歙县人，硕士，巢湖学院，教授，研究方向为光子晶体以及光通信;乔欣（1988—） ，女，安徽宿州人，硕士，巢湖学院，讲师，主要研究方向为无线传感器网络定位技术。