孫偉峰+邱鐵+惠煌

摘 要：針對(duì)研究生教學(xué)特別是在職研究生教學(xué)面對(duì)的問(wèn)題，以“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程為例，分析研究研究生課程的教學(xué)內(nèi)容組織形式。對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下的技術(shù)使用進(jìn)行討論，說(shuō)明方案如何應(yīng)用于在職研究生高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；組織模式；技術(shù)主線(xiàn)

文章編號(hào)：1672-5913（2017）05-0121-04

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

1 背 景

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得信息快速傳播?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是創(chuàng)新2.0下的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新業(yè)態(tài)，是知識(shí)社會(huì)創(chuàng)新2.0推動(dòng)下的互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)演進(jìn)及其催生的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形態(tài)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)思維的進(jìn)一步實(shí)踐成果，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)形態(tài)不斷地發(fā)生演變，從而激發(fā)社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)體的生命力，為改革、創(chuàng)新、發(fā)展提供廣闊的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[1]，而這種“互聯(lián)網(wǎng)+”的思想應(yīng)用于教育教學(xué)上，則可以具體對(duì)應(yīng)上MOOC[2]（Massive Open Online Course，慕課）和SPOC[3]（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線(xiàn)課程）。在教學(xué)教法上，將具體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)資源結(jié)合起來(lái)充分利用，可以提升教學(xué)效率和效果，目前也有一些基于MOOC和SPOC的教學(xué)教法研究[4]。

而研究生教學(xué)，特別是在職研究生教學(xué)，則更適合應(yīng)用這種“互聯(lián)網(wǎng)+”的教育教學(xué)模式。通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”的方式完善專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)模式，讓學(xué)生完成學(xué)校的教育之后能夠在實(shí)際工作和科研工作中快速上手，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和理論結(jié)合實(shí)踐能力有著巨大的意義。通過(guò)理論學(xué)習(xí)和實(shí)際環(huán)境的操作，還可以激發(fā)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，進(jìn)一步提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”模式下的課程組織模式

對(duì)于研究生課程設(shè)置來(lái)說(shuō)，有不少基礎(chǔ)課程都和本科生本專(zhuān)業(yè)的課程內(nèi)容有重合。以大連理工大學(xué)軟件學(xué)院的工程碩士課程為例，“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”“高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)”“高級(jí)軟件工程”“算法導(dǎo)論”“高級(jí)操作系統(tǒng)”就同本科生軟件工程專(zhuān)業(yè)的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”“數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”“軟件工程”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”“操作系統(tǒng)”在內(nèi)容上有重合。有些基礎(chǔ)內(nèi)容是本科階段已經(jīng)講授過(guò)的，導(dǎo)致學(xué)生會(huì)覺(jué)得奇怪，研究生的課程和本科生課程到底有什么區(qū)別，這些課程和本科一樣？以“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”為例，在脫產(chǎn)的雙證研究生班上課時(shí)，就有學(xué)生在問(wèn)“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高級(jí)在哪里”。在這種情況下就需要教師合理組織課程內(nèi)容，既要抓住課程的核心知識(shí)點(diǎn)，又要從更深層次的角度進(jìn)行導(dǎo)引。

2.1 脫產(chǎn)碩士生的課程組織研究

網(wǎng)絡(luò)課程中的主體內(nèi)容是重復(fù)的，特別是網(wǎng)絡(luò)中的一些基礎(chǔ)概念和協(xié)議，在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)課程中都要講到，且有大量的重復(fù)性教學(xué)。重復(fù)的教學(xué)不能得到較好的學(xué)習(xí)效果。就如同之前我們?cè)岬竭^(guò)的[5]，研究生的“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)可以考慮從技術(shù)發(fā)展的主線(xiàn)來(lái)整理。例如應(yīng)用層各個(gè)協(xié)議的發(fā)展，HTTP協(xié)議從non-persistant HTTP到persistant HTTP，從只支持單對(duì)象到支持多個(gè)對(duì)象；從FTP的PORT傳輸模式到PASS模式的改變，Email客戶(hù)端從POP3協(xié)議的普及使用到IMAP4協(xié)議的普及使用。應(yīng)用層每一個(gè)技術(shù)的發(fā)展都是從具體應(yīng)用需求提出的，啟發(fā)學(xué)生思考Killer Application促進(jìn)技術(shù)發(fā)展的重要性。

對(duì)于其他偏向于協(xié)議改進(jìn)的層次，如傳輸層來(lái)講，除了TCP和UDP的基本理論，還可以介紹TCPng-SCTP[6]、TCP擁塞控制的具體各種改進(jìn)協(xié)議，針對(duì)UDP協(xié)議的擁塞控制協(xié)議DCCP[7]等。對(duì)網(wǎng)絡(luò)層則從IP地址不足的角度介紹分類(lèi)別IP地址、VLSM、CIDR、NAT、IPv5、IPv6、IPv7等，當(dāng)然對(duì)于下一代的IP協(xié)議還是以IPv6協(xié)議作為重點(diǎn)介紹，說(shuō)明IPv6同IPv4相比增加或減少的功能及原因；數(shù)據(jù)鏈路層則可以從CSMA系列展開(kāi)，如CSMA/CD、CSMA/CA、CSMA/CN[8]、CSMA/CP[9]等。

以上的內(nèi)容都需要學(xué)生利用課下時(shí)間通過(guò)Internet找相關(guān)的文章和素材，提前準(zhǔn)備，方便課上介紹和討論等。至于其他的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，如無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理、光網(wǎng)、量子通信網(wǎng)絡(luò)等，則更是需要利用Internet查閱相應(yīng)的材料。探索網(wǎng)絡(luò)課程體系中網(wǎng)絡(luò)資源的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué)模式的創(chuàng)新，完善網(wǎng)絡(luò)課程組織方案。

但是這些組織方法只適合于本專(zhuān)業(yè)、本科學(xué)過(guò)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”及相關(guān)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系課程的研究生，對(duì)于在職的工程碩士，則無(wú)法直接從系列技術(shù)的分析和技術(shù)的延展進(jìn)行組織，需要其他的組織方案。

2.2 在職工程碩士的課程組織研究

在職工程碩士來(lái)自于不同的專(zhuān)業(yè)，不同的班級(jí)又是不同的情況。以筆者今年上半年上的3門(mén)在職工程碩士的高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為例，大連半脫產(chǎn)2016級(jí)，56人，每周二、四、五上課，每周7學(xué)時(shí)，上3周半；大連在職2016級(jí)班，50人，每周六晚上上課，每次4學(xué)時(shí)，上8周；營(yíng)口在職2016級(jí)（AS）班，74人，周四至周日上課，每天4—12學(xué)時(shí)，4天上課。3個(gè)班不同的人數(shù)，不同的上課強(qiáng)度，不同的基礎(chǔ)。其中，大連半脫產(chǎn)2016級(jí)的學(xué)生雖然不是全日制學(xué)生，但是上課的時(shí)間集中，同全國(guó)統(tǒng)考的碩士生上課形式類(lèi)似，且周末也會(huì)集中上課，2年的研究生課程會(huì)在一年以?xún)?nèi)完成，所以本文還是把這類(lèi)班級(jí)歸到在職工程碩士一類(lèi)。

基本每個(gè)班有一半或一半以上的學(xué)生曾經(jīng)是其他專(zhuān)業(yè)的，包括英語(yǔ)、化學(xué)、材料、會(huì)計(jì)等，質(zhì)量參差不齊，沒(méi)有辦法以上一小節(jié)的內(nèi)容組織教學(xué)內(nèi)容，需要新的教學(xué)方法。

除了讓學(xué)生課后找相關(guān)資料外，在這種類(lèi)型的班級(jí)里筆者采用了問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方法，在3個(gè)班級(jí)里都獲得了一定的效果。

（1）舉一個(gè)曾經(jīng)用過(guò)的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”試卷，提前通過(guò)網(wǎng)站、QQ群、微信圈子等方法分發(fā)給學(xué)生。要求每位學(xué)生在課上回答一個(gè)問(wèn)題，以完成課程參與度的分?jǐn)?shù)（一般為20%），在學(xué)生回答題目的基礎(chǔ)上做知識(shí)點(diǎn)的展開(kāi)。讓學(xué)生自己或通過(guò)班級(jí)QQ群、微信圈子里找其他人詢(xún)問(wèn)、討論，是一種自學(xué)或?qū)W生互相之間討論的方式。特別是學(xué)生互相之間討論的方式，可以激發(fā)學(xué)生以P2P的方式詢(xún)問(wèn)和解答問(wèn)題，解決教師作為“服務(wù)器”的瓶頸問(wèn)題，加快討論速度和效果。endprint

（2）以課件的outline頁(yè)為引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生自己論述某個(gè)技術(shù)，在某位學(xué)生說(shuō)過(guò)后，再進(jìn)行必要的補(bǔ)充，由學(xué)生選擇所在某一層次的技術(shù)講解的先后順序。這種對(duì)某個(gè)技術(shù)的論述，也可以作為參與度分?jǐn)?shù)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

（3）在主體內(nèi)容完成后，提出問(wèn)題讓大家討論，給有基礎(chǔ)的學(xué)生更高的討論。當(dāng)然討論的問(wèn)題也可以用于脫產(chǎn)的研究生課程上，這種問(wèn)題除了細(xì)節(jié)外，還會(huì)多一些分析或思考。

① UDP頭、IPv4頭、IPv6頭中都有total length或payload length字段，但是在 TCP頭中為什么沒(méi)有相應(yīng)表示segment長(zhǎng)度的相應(yīng)length字段？

② UDP頭、IPv4頭、TCP頭中都有Internet Checksum字段， 但為什么IPv6沒(méi)有校驗(yàn)和字段？

③ 在常見(jiàn)的頭中，都是源地址在前、目的地址在后，如TCP頭和UDP頭中都是源Port在前，目的Port在后；IPv4頭和IPv6頭中都是源IP地址在前，謎底IP地址在后；但在Ethernet幀或802.3幀結(jié)構(gòu)中卻是目標(biāo)MAC地址在前，源MAC地址在后。

④ token ring的效率理論上要比CSMA/CD高得多，為什么沒(méi)有使用token ring？為什么WLAN中的MAC地址會(huì)多于兩個(gè)？

其他的一些常見(jiàn)的討論，如為何IP地址和MAC地址可以共存，CSMA/CD為什么不能在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中使用，TCP在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制方法為什么在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中不適用等。

在本次3門(mén)在職工程碩士的“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程中，通過(guò)這些方法的使用，明顯感覺(jué)學(xué)生的參與度要好，課上及課間的參與度大大提高，特別是在課下與教師的交流和探討問(wèn)題的頻率和次數(shù)要大大增多。還有學(xué)生因?yàn)槌霾铄e(cuò)過(guò)了一次課程，在考試結(jié)束后，還專(zhuān)門(mén)約時(shí)間單獨(dú)補(bǔ)上錯(cuò)過(guò)的課程內(nèi)容。

整體來(lái)說(shuō)，這種組織方法提升了在職研究生培養(yǎng)質(zhì)量，利用Internet環(huán)境和資源，進(jìn)行科研與教學(xué)相融合的人才培養(yǎng)模式研究與資源實(shí)踐的探索，為以后進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)組織方法、培養(yǎng)研究生教學(xué)模式提供參考。

2.3 實(shí)驗(yàn)課程材料的組織

理論和實(shí)踐結(jié)合，一方面要求對(duì)于實(shí)際問(wèn)題能夠進(jìn)行整體把握、進(jìn)行系統(tǒng)分析，另一方面要求學(xué)生對(duì)于實(shí)際問(wèn)題能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立相關(guān)的概念模型、數(shù)學(xué)模型或解決方案等，以準(zhǔn)確描述具體的實(shí)際問(wèn)題。課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)是分離的，課堂教學(xué)處于主導(dǎo)地位，實(shí)驗(yàn)處于輔助地位。課堂教學(xué)具有非常鮮明的灌輸特點(diǎn)，不太強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的內(nèi)在條件，學(xué)生只是接受者的角色，長(zhǎng)期下去，學(xué)生很難學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。理想的學(xué)習(xí)方法應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主導(dǎo)作用，在計(jì)算機(jī)教育實(shí)踐中，要求將課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)合二為一，互為補(bǔ)充。強(qiáng)調(diào)教師的責(zé)任是為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境，其顯著特征是基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練學(xué)生的批判思維，利用各種工具輔助教學(xué)，這些工具將和各個(gè)抽象層次的可視化支持結(jié)合起來(lái)。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，給定一個(gè)編程任務(wù)，提供學(xué)習(xí)環(huán)境和背景知識(shí)；將課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，要求教師把主要的精力放在學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建上，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生。特別是對(duì)于在職工程碩士來(lái)說(shuō)，很少有機(jī)會(huì)做配套的實(shí)驗(yàn)，只能從原理和步驟及他人視頻上做一些了解，這就需要學(xué)生通過(guò)Internet使用優(yōu)質(zhì)的教育資源，不再單純地依賴(lài)授課老師去學(xué)習(xí)知識(shí)。研究生在宿舍或者課余時(shí)間就能完成知識(shí)的學(xué)習(xí)，課堂變成了老師與研究生之間和研究生與研究生之間互動(dòng)的場(chǎng)所，包括答疑解惑、知識(shí)運(yùn)用等，從而達(dá)到更好的教育效果。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程模擬部署和錄像演示并可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)，以此讓對(duì)課程感興趣的研究生隨時(shí)隨地進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)。

3 分類(lèi)教學(xué)網(wǎng)站的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

對(duì)于教學(xué)網(wǎng)站的設(shè)計(jì)，課件分享和組卷、自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)都已有一些研究，比如在林桂亞等[10]的工作中，根據(jù)學(xué)生頻繁使用手機(jī)這一趨勢(shì)，結(jié)合教學(xué)環(huán)境和教學(xué)改革情況，建立了基于WAP的課程教學(xué)網(wǎng)站。吳巧玲等[11]研究了主觀題自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)采用自然語(yǔ)言理解，并依據(jù)CNKI的“知識(shí)庫(kù)”來(lái)作為自動(dòng)評(píng)分的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了分類(lèi)教學(xué)網(wǎng)站的設(shè)計(jì)。

網(wǎng)站的基本功能如圖1所示。網(wǎng)站的訪問(wèn)者分為兩種，一種是游客，另一種是注冊(cè)用戶(hù)。游客與注冊(cè)用戶(hù)共有的功能是搜索與觀看視頻，注冊(cè)用戶(hù)有修改個(gè)人信息、評(píng)論以及查看評(píng)論等功能。網(wǎng)站的維護(hù)者是管理員，管理員負(fù)責(zé)推薦信息管理、視頻管理、評(píng)論管理以及賬戶(hù)管理等。網(wǎng)站的核心功能在于視頻管理和評(píng)論管理，學(xué)生可以作為訪問(wèn)者觀看網(wǎng)站視頻，并可以用提交評(píng)論的方式與其他網(wǎng)站訪問(wèn)者交流或分享學(xué)習(xí)心得。網(wǎng)站用JSP和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，目前已經(jīng)在教育網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行了使用。

4 教學(xué)效果和總結(jié)

以考試成績(jī)?yōu)榻y(tǒng)計(jì)的教學(xué)效果見(jiàn)表1，其中2016級(jí)3個(gè)班是使用了在線(xiàn)視頻網(wǎng)站的，而之前2個(gè)2015級(jí)的班級(jí)并沒(méi)有使用該系統(tǒng)。特別要說(shuō)明的是，2016級(jí)大連半脫產(chǎn)和16級(jí)大連在職的兩個(gè)班的開(kāi)卷形式是“一本書(shū)開(kāi)卷”，即學(xué)生只能帶紙版的參考材料；而2015級(jí)的三個(gè)班及2016級(jí)營(yíng)口在職班的考試形式是“全網(wǎng)開(kāi)卷”，即學(xué)生可以用電子版和紙版的參考材料。

從成績(jī)上可以看出，2016級(jí)大連半脫產(chǎn)和2016級(jí)大連在職在實(shí)行改進(jìn)教學(xué)方法后平均分都有了很明顯的提高，同時(shí)80分以上優(yōu)秀的學(xué)生比例也提高了。即使他們面對(duì)的參考資料只是紙質(zhì)的材料，沒(méi)有電子材料的快速查找功能，他們的成績(jī)相對(duì)來(lái)說(shuō)也與之前的對(duì)應(yīng)班級(jí)有比較大的提升。而與此相比，營(yíng)口2016級(jí)的成績(jī)則變化不大，由于2016級(jí)營(yíng)口班級(jí)上課時(shí)間比較短，上課期間也沒(méi)有辦法嚴(yán)格要求學(xué)生在線(xiàn)學(xué)習(xí)，同時(shí)留給學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)的時(shí)間也比較少，造成只有少數(shù)學(xué)生認(rèn)真使用了學(xué)習(xí)系統(tǒng)，所以在總體成績(jī)與往年沒(méi)有大的提高。但從2016級(jí)2個(gè)大連班的情況看，成績(jī)比2015級(jí)的3個(gè)班級(jí)，特別是比2015級(jí)的大連脫產(chǎn)和在職班的成績(jī)有提高很多。統(tǒng)計(jì)結(jié)果說(shuō)明，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的教學(xué)方法確實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和效率。endprint

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)活躍地應(yīng)用在教育教學(xué)方面，并體現(xiàn)出良好的效果。筆者將“互聯(lián)網(wǎng)+”教育教學(xué)模式應(yīng)用于在職研究生教學(xué)中，提出了3種不同的在職工程碩士的課程組織模式，具體分析了每一種組織模式下“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的具體實(shí)現(xiàn)方式。最后提出了一種分類(lèi)教學(xué)網(wǎng)站設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方案，給定了網(wǎng)站設(shè)計(jì)的目標(biāo)和網(wǎng)站的基本功能，并實(shí)現(xiàn)了諸如視頻管理、評(píng)論管理、用戶(hù)個(gè)人信息管理等大部分核心功能，并在教育網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行使用和測(cè)試，獲得學(xué)生的廣泛認(rèn)可，加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，收到良好的效果。下一步工作是繼續(xù)完善分類(lèi)教學(xué)網(wǎng)站更多的功能，并在互聯(lián)網(wǎng)上推廣使用。同時(shí)，我們也需要注意到，僅僅是新技術(shù)的使用并不能提高教學(xué)效果和學(xué)生成績(jī)，課程時(shí)間持續(xù)跨度、留給學(xué)生消化理解的時(shí)間也是一個(gè)很重要的因素，如何平衡在職工程碩士的上課時(shí)間和學(xué)生本職工作時(shí)間，也是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。

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（編輯：史志偉）endprint