梁艷 潘家輝 蘇意玲

（華南師范大學，廣東 佛山 528225）

摘? 要：針對目前高等院校計算機網絡實驗教學的現(xiàn)狀和特點，提出基于PDCA循環(huán)的計算機網絡實驗教學改革方案，把PDCA循環(huán)理論應用到實驗教學管理工作領域，建立“三模塊四類型”的計算機網絡實驗課程教學體系，為學生提供多模塊、多類型、多層次的實驗任務。實踐證明，這些改革有助于規(guī)范實驗教學的管理，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)造力，從而最終促進計算機網絡實驗課程的教學質量不斷提升，培養(yǎng)能更好適應社會發(fā)展需要的人才。

關鍵詞：計算機網絡;實驗教學;PDCA循環(huán);教學管理

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1002-4107（2019）05-0016-03

收稿日期：

作者簡介：梁艷（1979—），女，廣東肇慶人，華南師范大學軟件學院講師，主要從事模式識別、圖像處理、計算機網絡研究。

基金項目：廣東省高等教育教學研究和改革項目“《計算機網絡實驗課程》虛擬仿真實驗教學平臺建設”（粵教高函〔2018〕1號 No155）

計算機網絡是計算機相關專業(yè)的一門核心課程，涵蓋了網絡體系結構、網絡協(xié)議、網絡互聯(lián)、網絡應用、網絡管理、網絡安全等知識，其理論性和實踐性要求都非常強[1]。作為計算機網絡教學的重要組成部分，計算機網絡實驗教學是不可或缺的環(huán)節(jié)，它在幫助學生理解計算機網絡理論知識的同時，也增強了學生的實踐操作能力[2-3]。但是，目前的實驗教學仍存在著不少缺陷，如：實驗類型仍以演示性實驗和驗證性實驗為主，依附于理論教學[4-5];做實驗時，通常教師會給出詳細的實驗步驟，學生只需要根據(jù)實驗步驟進行操作即可，這樣容易令學生受限于具體的步驟，雖然完成了實驗任務，但對實驗內容缺乏整體的認識[6];實驗過程中，學生處于被動狀態(tài)，缺少參與實驗的主動性和積極性，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力無法得到充分培養(yǎng)[7]。這些問題制約了計算機網絡實驗教學水平的提高，不利于高層次計算機網絡人才的培養(yǎng)。

本文將PDCA循環(huán)理論引入計算機網絡實驗教學管理工作領域，以華南師范大學軟件學院為例，結合該學院的辦學目標、學生的特點，探索如何提高實驗教學質量，為實驗教學改革提供新思路。

一、PDCA循環(huán)理論

PDCA循環(huán)理論最早由休哈特博士提出，后來經質量管理專家戴明博士進行完善，在企業(yè)的質量管理中得到了廣泛的應用。PDCA循環(huán)包括Plan（計劃）、Do（執(zhí)行）、Check（檢查）和Action（處理）四個階段。這四個階段循環(huán)往復地進行，實現(xiàn)階梯式螺旋上升。同時，每個階段內部也能進行PDCA小循環(huán)，形成一個大環(huán)套小環(huán)，小環(huán)推動大環(huán)，不停向前移動的循環(huán)機制[8]。

PDCA循環(huán)有效地保證了質量管理水平的持續(xù)提升，而計算機網絡實驗教學的管理工作也是一個需要持續(xù)提升和改進的管理過程。因此，運用PDCA循環(huán)分析和指導計算機網絡實驗教學管理的流程是切實可行的。

二、 PDCA循環(huán)在實驗教學中的實施

對于一門課程的教學管理而言，整個管理系統(tǒng)是一個大的PDCA循環(huán)，教師作為課程的設計者、主導者，這部分由任課教師負責管理和監(jiān)控。具體來講，在計算機網絡實驗這門課中，教師負責每個實驗項目的設計（Plan）、指導學生完成實驗內容（Do）、檢查學生完成情況（Check）、總結經驗（Action）四個階段。

以學生為執(zhí)行者的小循環(huán)嵌套在Do階段中，學生負責自行設計實驗步驟，并學會自己檢查實驗結果及排錯。整個實驗教學管理模式如圖1所示。這種管理模式把以教師為主導的大循環(huán)和以學生為主體的小循環(huán)結合起來，形成一個環(huán)環(huán)相扣的教學管理體系。

（一）Plan階段：建立“三模塊四類型”的實驗課程教學體系

在Plan階段，首先要針對學生的特點，確定合適的實驗內容及實驗類型。這是非常重要的階段，實驗項目設計是否得當，決定了實驗課程能否順利開展。以華南師范大學軟件學院為例，該學院以培養(yǎng)工程應用型專門人才為目標，實踐性是其人才培養(yǎng)的顯著特點，對學生的實驗技能具有較高的要求。針對學生的情況，我們建立了“三模塊四類型”的實驗課程教學體系，包含交換基礎、路由基礎、WAN互連等三個實驗模塊和驗證型、設計型、探索型、綜合型等四種類型的實驗。計算機網絡實驗課程的知識模塊如圖2所示。

為了培養(yǎng)學生在計算機網絡工程方面的實際操作能力、分析能力、故障診斷與排除能力，計算機網絡實驗課程的實驗分為驗證型實驗、設計型實驗、探索型實驗、綜合型實驗等四種實驗類型，其中，驗證型實驗和設計型實驗主要在實驗課中完成，探索型實驗和綜合型實驗則主要在課后完成。此外，除了驗證型實驗是由教師給出具體實驗步驟外，其他三種類型實驗都是以學生為主體，在理解的基礎上，由學生自行設計實驗步驟。

實驗課中，每個實驗提供多個層次不同、體現(xiàn)不同能力的實驗任務，學生可根據(jù)自身的學習進度和學習能力完成不同的內容。以“交換機的VLAN配置”實驗為例，該實驗提供3個任務，分別是：任務1、在單臺交換機上配置VLAN;任務2、在多臺交換機上配置VLAN;任務3、VTP的配置。對于任務1，教師會給出網絡拓撲圖、詳細的實驗步驟和完整的配置命令，學生只需要按照步驟操作就能完成該任務，掌握VLAN的基本原理、特性及如何在單臺交換機上配置VLAN。該任務屬于驗證類型的實驗，要求所有學生必須完成。對于任務2，教師僅給出任務要求：請自行設計實驗步驟，完成跨交換機（2臺以上）的VLAN配置。學生需要在理解跨交換機配置VLAN的原理的基礎上，設計網絡拓撲圖、實驗步驟，并完成相關的配置。在完成該任務的過程中，學生需要獨立思考，根據(jù)各人的能力設計復雜度不同的網絡拓撲。另外，由于該實驗步驟是自行設計，事先沒有驗證過，所以容易出現(xiàn)網絡故障，學生需要想辦法解決。因此，完成任務2的過程中，學生的故障診斷與排除能力得到極大的提高。任務3與任務2類似，也是需要學生根據(jù)要求自行設計實驗步驟，兩者都屬于設計型實驗。

通過這樣的設計，為計算機網絡實驗課程建立起“三模塊四類型”的教學體系。實驗的四種類型與三個模塊相結合，不同層次的實驗相結合，既強調獨立性，又加強模塊化，循序漸進、由淺入深，形成了協(xié)調一致的有機整體，達到創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的目的。

（二）Do階段：實驗教學的實施

在實驗課堂上，任課教師指導學生完成相關的實驗內容。對于設計型、探索型和綜合型實驗，學生需要根據(jù)任務的要求，自行設計實驗方案，并自己檢查實驗結果及排錯。因此，學生要完成這幾種類型的實驗，就要根據(jù)PDCA循環(huán)模式對實驗過程進行管理。具體包括：在計劃階段，設計實驗的網絡拓撲圖、實驗步驟;在執(zhí)行階段，按照設計的方案進行操作，完成實驗內容;在檢查階段，對照設計要求，檢查、驗證實驗結果是否符合預期的要求，如果發(fā)現(xiàn)問題，需要想辦法解決;在處理階段，總結實驗結果，積累經驗，為下一次實驗做準備。

通過利用PDCA循環(huán)模式管理實驗過程，學生從傳統(tǒng)的課程內容消費者轉變?yōu)檎n程內容設計者，不但讓學生掌握了實驗內容，更激發(fā)了學生的創(chuàng)造力和學習興趣。

（三）Check階段：實驗教學效果檢查

學生完成實驗以后，教師要一一檢查學生的完成情況，根據(jù)完成的任務量給出相應的分數(shù)。這個過程非常重要，如果教師僅僅布置了實驗任務，但不檢查學生的完成情況，下課就讓學生直接離開，長此以往，學生沒有緊迫感，就會在上課時開小差、玩游戲、看手機等，嚴重影響教學效果。此外，在檢查的過程中，教師可以及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

除了課堂檢查以外，課后學生還要提交實驗報告。撰寫實驗報告可以對實驗過程進行分析和總結，有助于學生掌握實驗目的、原理和技能，還能通過觀察、分析實驗現(xiàn)象和結果，訓練學生的邏輯思維能力、綜合分析能力和文字表達能力。

（四）Action階段：總結經驗

在本階段，軟件學院的教師借助“學者網”教學平臺，加強對學生學習效果的監(jiān)控，收集學生的反饋信息，總結實驗教學過程中成功的經驗，肯定有效的教學計劃和教學方法，發(fā)現(xiàn)不足之處，進行改進、修正，擬定解決方法，逐漸完善后進入下一輪PDCA循環(huán)，使學生隨著實驗項目的不斷開展，可以不斷地提高綜合能力。

此外，在講授計算機網絡理論知識、配置命令、測試方法的基礎上，注重吸收計算機網絡的最新科研成果，將新技術、新方法引入教學實踐中，不斷充實和完善實驗教學內容和教學方法，激發(fā)學生的學習興趣和實踐創(chuàng)新能力，持續(xù)改進實驗教學質量。

三、教學效果

從2015年開始，我們連續(xù)三年把PDCA循環(huán)理論應用于計算機網絡實驗教學管理，獲得了學生非常高的評價。對學生進行教學質量評價調查，該門課程在2015、2016和2017年分別獲得95.47、97.80和98.68的評分。部分評價項目的滿意度如表1所示。

從表1可以看到，2016、2017年各項教學質量評價項目的滿意度都比2015年有了較大的提高。其中，2016年有98.46%的學生認為“教師制定了適合我的特點的教學計劃”，98.15%的學生認為“講課進度適宜，難度適當，重點突出”，2017年98.18%的學生認為“練習內容豐富，積極組織觀摩、實踐”。這些數(shù)據(jù)表明，為學生提供多種類型、不同層次的實驗任務，學生可根據(jù)自身的學習能力選擇完成不同的實驗內容，有利于因材施教，進行個性化培養(yǎng)。

2017年有97.27%的學生認為“我的學習興趣提高了，求知欲更強”以及“我能運用該課程的基本理論分析問題”，比2015年相應的評價項目的滿意度分別增加了4.72%和6.68%。這些數(shù)據(jù)有力地證明了引入PDCA循環(huán)對計算機網絡實驗課程進行管理，對計算機網絡實驗課程的教學體系、教學方法進行改進，能極大地增加學生的學習興趣，有效地提高學生分析問題、解決問題的能力，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

實驗教學在高校教學體系中具有十分重要的地位，如何進行實驗教學改革、提高實驗教學質量是非常值得探討的問題。本文將PDCA循環(huán)理論運用到計算機網絡實驗教學管理工作中，把以教師為主導的大循環(huán)和以學生為主體的小循環(huán)結合起來，實現(xiàn)了教師管理和學生自我管理的有機結合。在實踐過程中，提出了“三模塊四類型”的計算機網絡實驗課程教學體系，為學生提供多種模塊、多種類型、多種層次的實驗任務。這些改革措施有助于更好地實現(xiàn)教學目標，激發(fā)學生學習積極性和主動性，便于學生進行自主學習和探究學習，有利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在未來的工作中，我們將嘗試把這些改革措施推廣到其他實驗課程，拓寬它的受益面和適用性。

參考文獻：

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