摘要:本文以路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程為例,闡述對(duì)一流課程建設(shè)的思考與實(shí)踐,針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的真實(shí)問(wèn)題,從重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境、改革教學(xué)評(píng)價(jià)手段、挖掘課程思政元素等方面進(jìn)行綜合改革,充分體現(xiàn)了“立德樹(shù)人、知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)”三位一體的一流課程教學(xué)目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:一流課程;路由與交換技術(shù);課程設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A" 論文編號(hào):1674-2117(2025)08-0106-03
引言
提升高等教育質(zhì)量是廣大高校教師共同的責(zé)任和愿望。高校通過(guò)一流課程建設(shè),可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出更多一流的高素質(zhì)人才。筆者所在課程團(tuán)隊(duì)以網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的核心基礎(chǔ)課“路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程為例,對(duì)照省級(jí)一流本科課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)一流課程建設(shè)進(jìn)行了深入思考與探討,從多方位進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,并根據(jù)教學(xué)結(jié)果反饋,持續(xù)不斷改進(jìn),建立起一套實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式,經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐,取得了較好的教學(xué)成效。
課程概述
“路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程是網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課。課程內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)配置基礎(chǔ)、接口與管理、路由基本概念、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)路由、訪問(wèn)控制列表(ACL)、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)、交換機(jī)工作原理和配置、虛擬局域網(wǎng)(VLAN)、VLAN間路由、生成樹(shù)協(xié)議(STP)等。
通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠掌握路由技術(shù)與交換技術(shù)的基本知識(shí),具有利用路由與交換技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搭建與網(wǎng)絡(luò)互連的基本能力,達(dá)到網(wǎng)絡(luò)從業(yè)人員中的工程師水平,這些都為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)與集成等專(zhuān)業(yè)課程的進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。
本課程對(duì)接網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn),重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對(duì)路由與交換技術(shù)基本知識(shí)體系與基本工作原理的掌握、對(duì)路由與交換主流技術(shù)的了解,以及其路由與交換技術(shù)思維方法和分析網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題能力的培養(yǎng)、路由與交換技術(shù)實(shí)踐與技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
“路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中存在以下問(wèn)題:
①傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容相對(duì)獨(dú)立,與具體應(yīng)用關(guān)聯(lián)度不大,實(shí)驗(yàn)高價(jià)性欠缺,學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力不足。
②采用實(shí)體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)展實(shí)驗(yàn)存在成本高、周期長(zhǎng)、不易重復(fù)等問(wèn)題。
成本高:使用實(shí)體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,需要大量成組的各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,實(shí)驗(yàn)設(shè)備總價(jià)昂貴、成本高;
周期長(zhǎng):若采用實(shí)體設(shè)備實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)前需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)體設(shè)備連接及基礎(chǔ)設(shè)置調(diào)試等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)組建工作,并且更換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要重新完成連接、設(shè)置、調(diào)試等操作,這些工作都會(huì)使得實(shí)驗(yàn)周期變長(zhǎng);
不易重復(fù):不同批次學(xué)生共享實(shí)體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境無(wú)法保持,不易開(kāi)展重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
③在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂中,首先教師是講解實(shí)驗(yàn)的基本要求,然后是學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),這種教學(xué)方法手段落后,學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性
不高。[1]
教學(xué)改革創(chuàng)新舉措
1.創(chuàng)新思路
基于“路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的真實(shí)問(wèn)題,筆者所在課程團(tuán)隊(duì)秉承“德育為先、學(xué)生中心、教學(xué)融合、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念,對(duì)重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境、改革教學(xué)評(píng)價(jià)手段、挖掘課程思政元素等方面進(jìn)行了綜合改革,構(gòu)建了師生學(xué)習(xí)共同體,開(kāi)展線(xiàn)上線(xiàn)下、課內(nèi)課外深度融合的混合式教學(xué)。
2.具體措施
(1)教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)
若要更好地適合應(yīng)用型本科的教學(xué),必須以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),對(duì)路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)的課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)。[2]本課程為獨(dú)立開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程,共24課時(shí),教學(xué)內(nèi)容包括10個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和1個(gè)綜合案例,每個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2課時(shí),綜合案例4課時(shí)。綜合案例的內(nèi)容是模擬設(shè)計(jì)一個(gè)包含四個(gè)校區(qū)的大學(xué)的校園網(wǎng)絡(luò),然后將綜合案例分解為路由、交換、安全、協(xié)議等10個(gè)基礎(chǔ)的路由與交換實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生只要平時(shí)完成了10個(gè)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,在學(xué)期末就可以獨(dú)立設(shè)計(jì)完成校園網(wǎng)的綜合案例項(xiàng)目。
按照這種思路設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容條理清晰、結(jié)構(gòu)完整,適合學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí),同時(shí),也可按照這樣的思路來(lái)設(shè)計(jì)課程的課堂教學(xué)用例以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。在學(xué)期末,當(dāng)課程結(jié)束時(shí),把這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行整合,就是一個(gè)完整的大學(xué)校園網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?;谶@樣的設(shè)計(jì)思路,教師上課目的明確,針對(duì)性強(qiáng),學(xué)生能夠快速掌握“路由與交換技術(shù)”課程的整體框架,同時(shí),也為后續(xù)“網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與系統(tǒng)集成”課程的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(2)教學(xué)方法創(chuàng)新
“路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程理論內(nèi)容比較抽象,為了使學(xué)生能夠理解抽象的路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)原理,筆者所在課程團(tuán)隊(duì)在課程教學(xué)中采用了項(xiàng)目真實(shí)案例教學(xué)法、虛實(shí)結(jié)合教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法等,結(jié)合現(xiàn)實(shí)世界的互聯(lián)網(wǎng),理論聯(lián)系實(shí)際,幫助學(xué)生理解路由與技術(shù)實(shí)驗(yàn)工作原理。
(3)教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)及課程實(shí)施情況
充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)平臺(tái),基于建構(gòu)性教學(xué)觀,滲透“互聯(lián)網(wǎng)+”思維,構(gòu)建師生學(xué)習(xí)共同體,筆者所在課程團(tuán)隊(duì)在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)以SPOC方式建立了“路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程。
課程教學(xué)組織主要采用線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)模式,分為三個(gè)階段,即課前、課中和課后,實(shí)施過(guò)程如下圖所示。
課前,秉持先學(xué)后教的教育理念,教師通過(guò)MOOC平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù),構(gòu)建虛擬課堂,學(xué)生利用平臺(tái)上的相關(guān)資源開(kāi)展自主學(xué)習(xí)并完成任務(wù)。
課中,采用雨課堂進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué),師生在真實(shí)課堂中進(jìn)行協(xié)作探究,開(kāi)展師生雙向交互研討式教學(xué)。通過(guò)面對(duì)面進(jìn)行教學(xué),集中解決學(xué)習(xí)的重難點(diǎn),更加充分地進(jìn)行師生的情感交流,進(jìn)一步熏陶學(xué)生的價(jià)值觀。通過(guò)分組討論、提問(wèn)等教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思維并開(kāi)展研究性的學(xué)習(xí)活動(dòng)。
課后,主要是對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行訓(xùn)練、提高,拓展知識(shí)。[3]
課后采用線(xiàn)上輔導(dǎo)答疑,使用虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目搭建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境,這使得網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建效率大大提高,并且實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以多次重復(fù)進(jìn)行,解決了實(shí)體實(shí)驗(yàn)中存在的成本高、周期長(zhǎng)、不易重復(fù)等問(wèn)題,為綜合運(yùn)用知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題提供了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)。
(4)教學(xué)評(píng)價(jià)改革
在“路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)過(guò)程中,筆者所在課程團(tuán)隊(duì)采用了中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)、雨課堂等教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué),并進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)。線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)模式結(jié)合了傳統(tǒng)線(xiàn)下學(xué)習(xí)方式和網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)上學(xué)習(xí)方式的優(yōu)點(diǎn),使教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)更加自由和靈活。全面的、科學(xué)的過(guò)程性評(píng)價(jià)是混合式教學(xué)模式能夠順利開(kāi)展的基礎(chǔ)。教師可以借助雨課堂搭建移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái),分析學(xué)生線(xiàn)上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),全面、客觀評(píng)價(jià)學(xué)生線(xiàn)上學(xué)習(xí)效果,并將評(píng)價(jià)結(jié)果及時(shí)反饋,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題,進(jìn)而持續(xù)改進(jìn)和提高。同時(shí),教師根據(jù)學(xué)生線(xiàn)上學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題,有計(jì)劃地開(kāi)展線(xiàn)下教學(xué),并布置一定的作業(yè)和習(xí)題,根據(jù)學(xué)生的完成情況對(duì)學(xué)生線(xiàn)下的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià),從而將線(xiàn)上線(xiàn)下的過(guò)程性評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合,形成良性
循環(huán)。[3]
(5)課程思政元素挖掘
本課程主要偏向?qū)嵺`應(yīng)用,因此筆者所在課程團(tuán)隊(duì)把思政教育落實(shí)到每一堂專(zhuān)業(yè)課中。在教學(xué)過(guò)程中,堅(jiān)持立德樹(shù)人導(dǎo)向,加強(qiáng)學(xué)生品德修養(yǎng)教育,并運(yùn)用項(xiàng)目案例進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。
“路由與交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程蘊(yùn)含如下思政點(diǎn):
①在分析鏈路層交換技術(shù)時(shí),介紹當(dāng)前中國(guó)移動(dòng)通信5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況,加深學(xué)生對(duì)“自主創(chuàng)新”在推動(dòng)企業(yè)和國(guó)家發(fā)展中的重要意義的理解,激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。
②在介紹路由選擇協(xié)議時(shí),各路由器需要協(xié)同工作,才能生成路由器的路由表,進(jìn)而引出團(tuán)隊(duì)合作的重要性,劇中并非只有“一號(hào)”才是需要努力的,更不能做“孤膽英雄”,借此培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。
③通過(guò)介紹華為在信息通信領(lǐng)域的成就,給學(xué)生提供優(yōu)秀的正面典范,弘揚(yáng)中華民族的自信心,激勵(lì)廣大學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和歷史責(zé)任心,使學(xué)生意識(shí)到自力更生的重要性,只有努力學(xué)習(xí)知識(shí)才能立足社會(huì)。
④重大問(wèn)題下的全人類(lèi)通力合作,提及“一帶一路”戰(zhàn)略和“3060雙碳目標(biāo)”,提升國(guó)家認(rèn)同感,增強(qiáng)對(duì)人類(lèi)命運(yùn)共同體的思考意識(shí)。
結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)多年的探索和實(shí)踐,本課程實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)課堂、講授課堂、封閉課堂向現(xiàn)代課堂、實(shí)踐課堂、開(kāi)放課堂的轉(zhuǎn)變。在后續(xù)的教學(xué)過(guò)程中,還應(yīng)充分討論網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式,充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段,調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。教學(xué)改革創(chuàng)新需要進(jìn)一步提煉、深挖、擴(kuò)展,以“喚醒-賦能-成長(zhǎng)-成才”的教學(xué)理念促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
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第一作者簡(jiǎn)介:杜選,男,副教授,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全。
基金項(xiàng)目:2022年教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目(220602784204316)。