计算机网络课程参与式教学设计

摘 要 ：为在计算机网络课程教学中引入参与式教学设计方法,通过实际教学应用案例,探讨参与式教学设计在课程教学中的课堂讨论、头脑风暴、视频引入、开放式情景模拟和案例分析等方面,分析和总结相关应用,提出参与式教学设计是教学互动模式和策略研究的一个重要应用方式.

关 键 词 ：计算机网络；参与式教学设计；互动式教学

文章编号：1672-5913（2013）14-0064-04 中图分类号：G642

1.计算机网络课程教学现状

CNNIC（China Intemet Network IntbrmationCenter,中国互联网络信息中心）在《第31次中国互联网络发展状况统计报告》中指出：“截至2012年12月底,我国网民规模达到5.64亿,全年新增网民共计5090万人.互联网普及率为42.1%,较2011年底提升3.8%.当前,我国网民数量已经处于高位,网民增长和普及率进入了相对平稳的时期”.网络的不断普及早已除去了网络应用的神秘面纱,从幼儿园的孩子到七八十岁的老年人,都会使用网络上网查看资料、打游戏、看电影等.多数人对于计算机网络的理解局限于计算机操作,如能够上网看新闻、打游戏、聊天等,并且会使用简单的IE浏览器菜单式操作,这使得大学网络教育技术进入了一种尴尬的境地――网络应用不用教,网络理论教不会.

计算机网络课程作为一门计算机及通信方向的专业基础课,通常涉及网络基本组成、网络架构和网络协议,了解局域网的搭建等内容,在没有真实工程的环境下,这种学习更多偏向于模拟环境,只有部分硬件设施良好的学校可以提供实际工程应用环境.但是,这样的条件依然不能满足学生的实用主义思维形式,并且网络研究越接近底层协议,其知识点越让学生觉得生涩难懂,或者感觉学而无用,从而产生懈怠.在几次抽样调查中,得到的反馈信息是网络学习操作较简单,网络内部工作原理概念太多、范围太广,难于理解.

2.教学互动模式和策略研究中的参与式教学探讨

20世纪末期,西方兴起一种对互动模式中参与式教学设计理论的研究.自美国学者格拉泽（Robert Glaser）明确提出“教学系统”概念以及对教学系统进行设计起,“教学设计”（Instructional Design）便开始从朴素经验之“术”上升为理性之“学”与技艺之“能”的整合,逐渐成为现代教育技术的一个重要的分支学科.其中,Bela.H.Banathy、Charles M.Reigeluth等教学设计专家研究了参与式教学设计的必要性、价值与意义、方法与策略等,形成了丰富的研究成果.美国教学设计专家Bela.H.Banathy从教学设计的未来检测设出发,区分出4代设计方式：第1代是“按指令设计”（Design by dictate）,它通常既通过立法实施又通过自上而下推行；第2代是“为（决策者等）的设计”（Designing for）,它引进顾问和专家,研究某个特定的系统问题,进行需求分析,向决策者提供解决方案；第3代是设计者与决策者“一起进行的设计”（Designingwith）或者“设计者指引的设计”（Designerguided）,它是设计者和决策者通过具有实际意义的讨论而进行的；第4代是“置身于其中的设计”（Designing within）,它提出“人的活动系统必须由那些处于其中的人,利用这些系统的人以及这些系统所怎么写作的人共同来设计”.

参与式教学方法（ParticipatoryTeaching Method）是指受教育者在明确的教学目标指导下,运用科学的方法,在、宽容的课堂环境中,积极主动的、具有创造性的介入教学活动的每一个环节,从而接受教育、获取知识并发展能力.教师与学生以平等的身份参与教学活动,共同讨论、共同解决问题.因此,参与式教学是一种师生共同推进教学的教学形式.联合国教科文组织（UNESCO）将参与式教学方法归纳为课堂讨论、头脑风暴、示范和指导练习、角色扮演、小组活动、游戏和模拟教学、案例分析、讲故事、辩论、与他人在特定环境内练习生存技能、音频或视频活动,比如艺术、音乐、戏剧、舞蹈等决策图或者问题树.

微格教学的英文为Microteaching,在我国被译为“微型教学”“微观教学”“小型教学”等,目前国内用得较多的是“微格教学”.微格教学创始人之一,美国教育学博士德瓦埃特爱伦认为微格教学“是一个缩小了的、可控制的教学环境,它使准备成为或已经是教师的人有可能集中掌握某一特定的教学技能和教学内容”.在参与式教学研究中,引人微格教学的思想,旨在将一个宽泛的研究议题缩小为一个可控的教学环境之中,便于学生研究和理解.

3.参与式教学在计算机网络课程中的应用案例

计算机网络是一门既包含专业理论学习又有实践应用的课程,具有内容广、范围宽、知识点零散等特点.根据应用型本科的教学要求,课程采用以原理教学为基础,实践应用为目的的教学决策定位,学习内容包括掌握计算机网络的工作原理,学习计算机网络的体系结构、分层协议,学习局域网技术、网络互连设备及技术,学习网络新技术等,最终突出对学生实践动手能力的培养,进一步适应我国信息产业领域对通信技术应用人才的需求目标.

在计算机网络课程教学中引入参与式教学方法中的课堂讨论、头脑风暴、示范和指导练习、角色扮演、小组活动、游戏和模拟教学、案例分析、视频活动等.下面以在课堂中使用的上述几种方法的案例进行探讨.

3.1 课堂讨论与头脑风暴

在计算机网络课程的课堂教学中,为了能够激发学生的思维广度,在课堂中经常组织一些议题的讨论.通常这些讨论是没有约束的,是在自由思考下进行的.为了能够在有限的课堂中实现这样一种头脑风暴,引入了“微格”的思想,缩小议题范围,限定在一节课以内.因为经验表明,创造性较强的设想一般要在讨论开始IOM5分钟后逐渐产生.美国创造学家帕内斯指出,头脑风暴时间最好安排在30～45分钟之间. 例如,课堂上使用过的议题（包括“你能想到的通信方式有哪些?”“网络的覆盖范围究竟可以有多远?”）都属于没有范围的议题.在初始状态下,学生的状态是很茫然的,经过简单的引导后,学生会在10分钟左右进人状态,并提出各种各样的思想,有的甚至只是一种设想,课堂气氛逐渐活跃起来,甚至在课间时,还会继续进行着相关讨论.经过10分钟休息后,第二堂课会被设定为总结课.总结课可以让学生从发散性思维主动回归到总结性思维,学生会自然地延续上一堂课,发挥能动性,将头脑风暴中提出的想法予以分类归纳.在这样的课堂上,由一个“你能想到的通信方式有哪些”可以得出计算机通信中使用的通信设备、数据传输线路、数据交换技术的线路交换、报文交换和分组交换等包含网络数据通信技术整个章节的内容.

通过头脑风暴思想的引入,学生的课堂气氛得到了活跃,也更好地让他们做学习的主人,发挥了学习的主动性.

3.2 视频的引入

在多年对学生的观察中发现,网络上的社会新闻、八卦消息、游戏等充斥着学生的生活,学生对于计算机和网络在过去和未来发展等方面均没有足够的了解和学习,导致在谈到一些新科技和新技术的时候学生会体现出一种茫然,而提到某种新的手机应用时则会体现出一种关联后的释然.可是,不了解已有技术,很难适应社会对于新技术的需求,这应该也是大学课程与实际社会需求脱节的一个重要原因.

为了让学生更好地了解现有计算机和网络等技术的发展状态,又不影响有限的课堂时间,采用两堂课中间的10分钟休息时间,随机循环播放一些IBM、Cisco、微软等公司提出的过去10年技术回顾和未来5年技术预测的相关内容.这一点,在几年的教学中得到了学生的肯定,学生对于这种类型的视频很欢迎,开拓了他们的视野,让他们更好地理解计算机和网络的现状和未来.

3.3 开放式情景模拟

在枯燥的理论研究和教育中,在计算机网络课程的教学中引入角色扮演、游戏和模拟教学,采用生活中实际场景讨论和角色扮演发散学生的思维,引发学生的求知欲和兴趣.

计算机网络的发展及相关应用大多来源于现实社会,因此完全可以利用实际社会环境为模拟场景,让学生以某一特定角色为出发点,深入理解网络的相关运行原理.当然,课堂的时间总是有限的,为了在有限时间中让学生更好地理解相关思想,依然引入“微格”思想,选择引入一些角色扮演的小游戏来模拟实际生活中的真实场景.下面是一个小例子.

场景：因为某种原因要写一封信,并且得到对方的回信.

前期准备：2个信封,2张信纸.

角色选定：在这样一个场景角色中,选择3个学生,1个扮演写信人,站在教室前；1个扮演收信人；另外1个扮演邮局人员.

情景模式：扮演写信人的学生在信纸上随机写上一些内容,然后在信封上写地址,将信纸放在信封中,密封好,找到邮局人员；邮局人员将信转交给另外一位扮演收信人的学生；收信人看了信后写回信,依次在信纸上写回复、信封上写地址,密封好,交给邮局人员.

原理还原及情景模拟分析：上述开放式情景模拟是一个日常生活中很简单也很常见的寄信过程.这个过程正是一个让学生认识数据封装的原理及数据传递的情景模拟.

写在信纸上的内容就是人们要传输的数据,这里的数据是发件人和收件人都可识别和理解的,数据写在信纸上,之后放进信封,用于表述数据的一种封装形式,在封装过程中,必须按固定层次进行,不可能出现信的内容写在信封上,然后用信纸包裹的情况.信封就是数据封装中的最外层,通常使用通用语言写上收件人地址、邮编和收件人姓名,以及发件人地址、邮编和发件人姓名,这些用于表示封装中的层控制信息.

情景模拟是开放式的,这是因为教学本身是由多种要素构成的复杂系统,其中包括动态要素、人的要素和相对静止要素等.其中,动态要素是教师、学生及心理环境；人的要素包括教师和学生；相对静止的要素是教学媒体和物理环境.在场景模拟环境属于开放式场景,即在场景模拟中会出现很多不可预测的情况,如果出现不可预测的情况,将更加利于把网络的相关概念讲述清楚.比如,在写信这个开放式情景模拟中,不可预测的情况可以更好地将网络层次的内部概念讲述清楚.比如写信这个环节,有的学生使用文字,有的则使用画图,当信传给收信人的时候,会出现不可识别的现象.这时候,则是讲解协议概念的最佳时机.此外,学生有的时候会出现忘记写寄件人地址的情况,此时则是讲解封装数据中的源地址和目的地址的好时机.

当该场景学习和讲解完后,可以进一步引入下一个路由议题,比如追加一个邮寄员收到信件后如何从一个地方传送到另一个地方的情景模拟过程.

3.4 案例分析

计算机网络课程最终来源于现实生活中的真实应用,如在讲述计算机网络组网应用过程中,通常使用实际的中国电信网络接人流程作为小型局域网搭建案例进行讲解.在组网过程中,中国电信属于中国最大的ISP（Inter ServerProvider,互联网怎么写作提供商）,主要给用户提供接口.在用户内部组网中,主要使用分离器实现线中和网络的分离,调制解调器实现数模信号的转换,然后扩展网络中使用到的集线器或者交换机、路由器等设备.由于网络的普及,大部分学生家里都曾经安装过能上互联网的网络,因此,对于这个议题的讲解都比较容易理解,由这个案例,很容易引出网络的小型组网和大型组网的扩展讨论.

当然,在课堂中,还会使用到其他的参与式教学方法,例如目录树的引入、示范和指导练习、辩论等多种方式,将参与式教学方式充分在课堂中予以应用.

4.存在的问题

参与式教学确实可以提升学生主动参与的积极性,但同时也提高了对教师的要求,除了要对网络的内部概念含义有贴切的理解外,还要求教师自身对计算机和网络的已有发展和未来远景有一个透彻的了解,这些都要求教师投入更多的精力.此外,参与式教学中,特别是开放式情景模拟时,时间控制比较困难,如果时间控制不好,可能会出现情景模拟完还没来得及总结就已经到了下课时间的情况,这种情况将很不利于课程的理论深入.

由于学生多年来习惯了教师讲学生听的模式,所以在刚开始的参与式教学中,学生会出现茫然不动的情况；相反,如果过多地使用参与式教学,学生也会出现过度活泼,注重游戏本身,而忘记游戏原理回归,所以在课堂中,这些度的把握都需要予以控制.

现有课堂时间毕竟有所限制,大多数情况下,会存在课时少,课程内容多而繁杂,独立信息不容易关联起来,学生课余时间无法充分利用等问题,这些都需要借助现代化教育手段和工具帮助学生课外研究.当然这些问题,随着研究的深入探讨最终都将得到解决.

5.结语

计算机网络课程中参与式教学实践方案还有很多,通过每一个方案的精心安排,学生可以轻松地学会很多计算机网络应用的原理和算法,也可以更加简单地向他们阐述网络生涩的概念,让他们理解网络的原理内涵.在一个学期的课程中,学生逐渐对网络产生了巨大的兴趣,迟到、旷课、上课睡觉现象都会逐渐消失,并且不少学生表示要更深入学习网络的想法和意愿.课程结束后,有一部分学生会选择网络方面的加深学习.

当然,在参与式教学模式研究过程中,可以发现,针对不同的学生群体,其课程的反馈信息也各不相同.在过去的教学过程中,针对学生和教师分别做过相关实验,发现日常生活经验越丰富的人群,开放式情景模拟时出现问题的几率就越低,越会按照规范执行；反之,则越容易出现操作丢失等现象.当然,这种情况的出现各有利弊,生活经验越丰富的人群对于已有规范很容易理解,并能自行进行分析和比对,但是同时会缺乏创新精神,并且在头脑风暴中会因固定思维而无法扩展.由此可见,参与式教学决策方面更多的是要针对不同的学生对象、拥有不同生活阅历的个体采取不同的教学案例应用,才能获得最好的教学效果.

（见习编辑：刘丽丽）