夏棟梁,趙偉艇

(平頂山學(xué)院 軟件學(xué)院,河南 平頂山 467000)

1 傳統(tǒng)“高級(jí)交換與路由網(wǎng)絡(luò)”課程存在的問(wèn)題

“高級(jí)交換與路由網(wǎng)絡(luò)”課程是軟件工程(云計(jì)算)專業(yè)的專業(yè)核心課程,課程理論與實(shí)踐并重,要求學(xué)生理解路由交換協(xié)議的工作原理,掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置、調(diào)試以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等。課程傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中,主要存在以下4 個(gè)方面的問(wèn)題。

1.1 課程內(nèi)容陳舊,課程結(jié)構(gòu)不合理

進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展,許多教材中介紹的仍然是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),沒(méi)能體現(xiàn)前沿技術(shù),導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識(shí)、技能與社會(huì)脫節(jié)。另外,課程內(nèi)容組織大多采用傳統(tǒng)的章節(jié)形式介紹,缺乏工程項(xiàng)目的背景,不利于學(xué)生能力的培養(yǎng),課程學(xué)習(xí)完畢后學(xué)生很難具備利用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.2 項(xiàng)目工程化程度不高

課程實(shí)踐項(xiàng)目基本都是知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單應(yīng)用,應(yīng)用背景是虛擬的,存在較多牽強(qiáng)地將原來(lái)的實(shí)驗(yàn)“轉(zhuǎn)化”成項(xiàng)目,實(shí)踐內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立,無(wú)法形成一個(gè)完整的工程項(xiàng)目。這種項(xiàng)目沒(méi)有遵循知識(shí)、能力、素質(zhì)的內(nèi)在邏輯關(guān)系,只能達(dá)到理解知識(shí)點(diǎn)的目的,無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.3 教學(xué)方式相對(duì)單一

針對(duì)課程應(yīng)用性較強(qiáng)的特點(diǎn),在教學(xué)過(guò)程中采用了理論實(shí)踐一體化教學(xué)的模式,實(shí)現(xiàn)了“做中學(xué)”。但是,在課程教學(xué)過(guò)程中,教師講授的比重仍然比較高,學(xué)生對(duì)于課堂的參與度不高,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高,很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

1.4 考核方式單一

在過(guò)去課程考核中,課程采用的考核方式為:課程綜合成績(jī)=期末考試成績(jī)(70%)+平時(shí)成績(jī)(30%)。該課程考核方式方法相對(duì)單一,很難考核學(xué)生能力的實(shí)際情況。課程綜合成績(jī)中期末考試成績(jī)所占比重很高,導(dǎo)致學(xué)生不重視學(xué)習(xí)過(guò)程,過(guò)于注重期末的課程終結(jié)性考核。同時(shí),期末考試大多采用紙質(zhì)試卷考核的形式,很難考核學(xué)生的實(shí)踐能力。傳統(tǒng)的考核方式只是檢測(cè)“教”與“學(xué)”的最終結(jié)果,無(wú)法對(duì)教學(xué)效果做出真實(shí)、客觀的反饋和評(píng)價(jià);課程考核結(jié)果得不到及時(shí)反饋,對(duì)課程教學(xué)的方法與手段等起不到促進(jìn)作用[1]。

課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)梳理了“高級(jí)交換與路由網(wǎng)絡(luò)”課程存在的問(wèn)題,依據(jù)CDIO 理念開(kāi)展課程教學(xué)改革,重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),提出以學(xué)生為中心的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的項(xiàng)目情景教學(xué)法,有效解決課程教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題。

2 CDIO 工程教育模式

CDIO 理念是麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院、査爾姆斯理工大學(xué)和林雪平大學(xué)探索研究的成果,已經(jīng)成為國(guó)際高等工程教育的一種創(chuàng)新模式[2]。CDIO 倡導(dǎo)在項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作的過(guò)程中,讓學(xué)生主動(dòng)開(kāi)展學(xué)習(xí),注重培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實(shí)的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí),通過(guò)貫穿整個(gè)人才培養(yǎng)過(guò)程的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練,從工程基礎(chǔ)知識(shí)、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新和自主學(xué)習(xí)等多個(gè)方面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)[3]。因此,本文將探討CDIO 理念在“高級(jí)交換與路由網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核評(píng)價(jià)等方面的改革與實(shí)踐。

3 基于CDIO 理念的課程教學(xué)改革

3.1 課程教學(xué)改革的思路

遵循“應(yīng)用為本,學(xué)以致用”的教學(xué)理念,以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,依據(jù)課程目標(biāo)確定課程內(nèi)容、組織形式等,注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新和自主學(xué)習(xí)等能力。

基于CDIO 的教學(xué)設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,教師在教學(xué)過(guò)程中重在啟發(fā)、引導(dǎo),促使學(xué)生完成構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)作的全過(guò)程。課程項(xiàng)目共分4 個(gè)階段:第一,構(gòu)思階段。教師給出工程項(xiàng)目背景,提出項(xiàng)目需求,引導(dǎo)學(xué)生分析思考,共同構(gòu)思確定項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容。第二,設(shè)計(jì)階段。學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等方式查閱資料、分組研討,提出本組的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。第三,實(shí)施階段。學(xué)生根據(jù)前期的設(shè)計(jì)方案利用模擬器仿真實(shí)現(xiàn)。第四,運(yùn)作階段。學(xué)生驗(yàn)證實(shí)施結(jié)果,分析項(xiàng)目存在的問(wèn)題及缺陷,進(jìn)一步優(yōu)化項(xiàng)目[4]。課程項(xiàng)目實(shí)施流程如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目實(shí)施流程

3.2 優(yōu)化課程內(nèi)容及工程項(xiàng)目

課程教學(xué)改革中,在介紹網(wǎng)絡(luò)交換和路由技術(shù)的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生利用學(xué)習(xí)通、中國(guó)大學(xué)MOOC 等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái),學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的新技術(shù)和新應(yīng)用。例如軟件定義網(wǎng)絡(luò)、區(qū)塊鏈、信息中心網(wǎng)絡(luò)等。讓學(xué)生了解行業(yè)的前沿技術(shù),開(kāi)闊學(xué)生視野,鼓勵(lì)學(xué)生不斷探索網(wǎng)絡(luò)新技術(shù),使學(xué)生具備自主學(xué)習(xí)的能力[5]。

在明確課程能力培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行課程任務(wù)分析,把工程項(xiàng)目和授課體系有機(jī)結(jié)合;結(jié)合企業(yè)真實(shí)案例,對(duì)課程現(xiàn)有的項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化,整合為3 個(gè)綜合項(xiàng)目,對(duì)應(yīng)15 個(gè)子任務(wù)。按照課程知識(shí)體系對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)分解,細(xì)化到知識(shí)點(diǎn),以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式組織教學(xué)。優(yōu)化后的基于工程項(xiàng)目的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 基于工程項(xiàng)目的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)

3.3 教學(xué)模式改革

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的信息化背景下,開(kāi)展了基于移動(dòng)互聯(lián)思維的課堂教學(xué)重構(gòu)混合式課堂教學(xué)新模式。課程教學(xué)活動(dòng)由課前在線階段、課堂教學(xué)階段和課后在線階段組成。課前在線階段,學(xué)生課前利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)觀看學(xué)習(xí)視頻,完成課前自測(cè),提出難點(diǎn)問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。課堂教學(xué)階段,教師采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)+項(xiàng)目案例”的方式開(kāi)展課程教學(xué),利用學(xué)習(xí)通開(kāi)展課堂互動(dòng)、分組討論等,達(dá)到深度學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作的目的,注重學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力培養(yǎng)[6]。課后在線階段,學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)參與討論知識(shí)、拓展總結(jié)等,培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)、創(chuàng)新等能力。

3.4 考核模式改革

“高級(jí)交換與路由網(wǎng)絡(luò)”課程考核與課程項(xiàng)目教學(xué)緊密結(jié)合,建立了以技能考核為核心、面向過(guò)程的多元化考核體系。課程考核的重點(diǎn)在于學(xué)生能力的達(dá)成情況,主要由4 個(gè)部分組成:第一,線上學(xué)習(xí)考核(占15%)。由學(xué)生線上作業(yè)完成情況、視頻學(xué)習(xí)、主題討論等組成。第二,項(xiàng)目任務(wù)考核(占15%)。由每個(gè)階段項(xiàng)目子任務(wù)成績(jī)構(gòu)成,該部分由個(gè)人成績(jī)和團(tuán)隊(duì)成績(jī)構(gòu)成。第三,階段性項(xiàng)目考核(占30%)。每個(gè)項(xiàng)目完成后,進(jìn)行階段性考核,實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量的監(jiān)控,提高過(guò)程性評(píng)價(jià)的比重,全面評(píng)估學(xué)生的綜合能力。通過(guò)階段性考核掌握學(xué)生的情況,分析學(xué)生存在的問(wèn)題和不足,在后續(xù)的教學(xué)中及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法與手段等,改進(jìn)教學(xué)中存在的問(wèn)題。第四,期末考核(占40%)。采用項(xiàng)目綜合實(shí)戰(zhàn)考核,通過(guò)工程實(shí)際項(xiàng)目考核學(xué)生分析問(wèn)題、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行能力。

4 課程教學(xué)效果

課程團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)3 年多的教學(xué)改革與實(shí)踐,將CDIO 理念深入應(yīng)用到“高級(jí)交換與路由網(wǎng)絡(luò)”課程中。學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行,積累了項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),能夠應(yīng)用所學(xué)的工程基礎(chǔ)知識(shí),解決工程實(shí)際問(wèn)題,學(xué)生的工程實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作、創(chuàng)新和自主學(xué)習(xí)等能力得到了有效的提升。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)軟件學(xué)院近三屆授課學(xué)生(2018,2019,2020 級(jí))開(kāi)展了問(wèn)卷調(diào)查。問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果表明,93.6%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革后有利于形成完成的知識(shí)體系;95.8%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)課程學(xué)習(xí)具備了較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力;94.4%的學(xué)生認(rèn)為“任務(wù)驅(qū)動(dòng)+項(xiàng)目案例”的教學(xué)方式能夠有效提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;95.6%的學(xué)生認(rèn)為“以技能考核為中心,面向過(guò)程的多元化考核方式”能夠比較客觀地評(píng)價(jià)能力達(dá)成情況。由此可見(jiàn)基于CDIO 課程教學(xué)改革成效顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

“高級(jí)交換與路由網(wǎng)絡(luò)”將CDIO 理念應(yīng)用到課程的教學(xué)中,經(jīng)過(guò)3 年多的教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn),通過(guò)優(yōu)化課程內(nèi)容及工程項(xiàng)目,重構(gòu)課程教學(xué)模式、建立過(guò)程化的考核體系等多方面的具體措施,學(xué)生具備了扎實(shí)的路由交換技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí),在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、核心技術(shù)應(yīng)用、解決實(shí)際問(wèn)題的能力等方面都有明顯提高,從自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通表達(dá)能力等多方面提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。