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網(wǎng)絡(luò )工程的創(chuàng )新思維教學(xué)論文
一、創(chuàng )新思維教學(xué)法及實(shí)踐
當前網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中存在如下問(wèn)題：
�。�1）傳統的教學(xué)模式中，教師在課堂上側重傳授專(zhuān)業(yè)知識，課堂以“教師講、學(xué)生聽(tīng)”為主，學(xué)生缺乏創(chuàng )新思維方法訓練；
�。�2）專(zhuān)業(yè)課程雖然內容豐富，但課堂授課只著(zhù)重于單門(mén)課程知識本身，沒(méi)有課程知識在網(wǎng)絡(luò )應用方面的拓展；
�。�3）學(xué)生參與課程學(xué)習的主動(dòng)性較弱；
�。�4）部分學(xué)生對于課堂理論知識掌握得較好，但知識拓展和創(chuàng )新能力不足。
1.1創(chuàng )新思維教學(xué)法
科學(xué)思維的內涵是相信存在客觀(guān)事實(shí)，愿意探究和認識未知事物；基于已有經(jīng)驗知識和理論知識，通過(guò)思考提出對未知事物的猜想，通過(guò)科學(xué)方法進(jìn)行推理論證，得出事實(shí)�？茖W(xué)方法是認識改造客觀(guān)世界的手段、方法和工具�？茖W(xué)方法有兩類(lèi)：一類(lèi)是描述事實(shí)的經(jīng)驗認知方法；一類(lèi)是解釋事實(shí)的歸納、演繹和推理方法。先進(jìn)的教學(xué)方法應當以培養善于學(xué)習者和創(chuàng )新者為目標，教師應有傳授專(zhuān)業(yè)知識和培養學(xué)生創(chuàng )新能力的責任。學(xué)習的一般認知規律是學(xué)習新知識時(shí)以知識點(diǎn)為基礎，逐個(gè)學(xué)習各個(gè)知識點(diǎn)，積少成多，形成知識體系，達到掌握該領(lǐng)域知識的目標，而學(xué)生創(chuàng )新能力的培養需要在專(zhuān)業(yè)課學(xué)習中不斷融入創(chuàng )新思維訓練；因此，教師傳授專(zhuān)業(yè)知識是基礎，對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng )新思維訓練是保障，將兩者結合起來(lái)才能更好地培養創(chuàng )新人才。我們提出的創(chuàng )新思維教學(xué)法CTT=Function(Knowledge,Question,Interactive,Experiments)包含如下核心要素。
�。�1）Knowledge是課程知識點(diǎn)。知識是基礎，知識包含低層次的經(jīng)驗知識和高層次的理論知識。觀(guān)察報告、實(shí)驗記錄等經(jīng)驗知識是由一系列“是什么”組成的知識，而用來(lái)回答“為什么”的則是理論知識。
�。�2）Question是探究性問(wèn)題。問(wèn)題是驅動(dòng)，教師在備課階段需精心準備每個(gè)知識點(diǎn)所包含的具有啟發(fā)性、能引起學(xué)生興趣的探究性問(wèn)題，引導學(xué)生課前帶著(zhù)問(wèn)題預習，進(jìn)而參與課堂教學(xué)；課后通過(guò)研討交流給出問(wèn)題的解決方案并進(jìn)行知識的拓展與應用。
�。�3）Interactive是師生互動(dòng)。學(xué)生通過(guò)課前預習思考，對探究性問(wèn)題有了初步認識；在教師授課時(shí)，可以參與到授課過(guò)程中，加深對理論知識的理解和掌握；課后通過(guò)教師博客、網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺和研究型學(xué)習與創(chuàng )新項目，增強師生間在課下的交流溝通，拓展課程知識應用。
�。�4）Experiments是實(shí)驗。實(shí)驗是對理論知識的驗證，學(xué)生通過(guò)上機實(shí)驗可以驗證課堂理論知識，通過(guò)分析實(shí)驗結果可進(jìn)一步引發(fā)新的思考和問(wèn)題。（5）Function是創(chuàng )新思維教學(xué)法的函數實(shí)現，需綜合運用knowledge,Question,Interactive,Experiments這4個(gè)元素；教師在傳授知識時(shí)需對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng )新思維能力訓練。
1.2創(chuàng )新思維教學(xué)法實(shí)踐
創(chuàng )新思維教學(xué)法包括作好課前預習（思考）、增加課堂研討（實(shí)驗驗證）、增強課后交流3個(gè)教學(xué)環(huán)節。學(xué)生課前查閱相關(guān)教學(xué)資源和資料，進(jìn)行自主學(xué)習；課上以小組形式合作交流，輔以教師的實(shí)驗課教學(xué)引導學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗驗證；課后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺和教師博客，增強師生間的交流。教師鼓勵學(xué)生參加研究型學(xué)習與創(chuàng )新項目，拓展知識應用技能訓練。
�。�1）作好課前預習。教師在備課階段對課程內容進(jìn)行梳理，理清課程核心知識點(diǎn)，精心設計每個(gè)核心知識點(diǎn)所包含的具有啟發(fā)性的、能引起學(xué)生興趣的探究性問(wèn)題，引導學(xué)生課前帶著(zhù)這些問(wèn)題預習，查閱資料，思考并獲得初步認知。
�。�2）增加課堂探討。在課堂授課環(huán)節，教師以“問(wèn)題驅動(dòng)法”講授課程知識點(diǎn)，調動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性，加強師生互動(dòng)，引導學(xué)生積極思考并參與教學(xué)研討，通過(guò)實(shí)驗課驗證加深學(xué)生對核心知識點(diǎn)的掌握。
�。�3）增強課后交流。學(xué)生課后可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺討論區和教師博客加強師生間的交流，開(kāi)發(fā)課下拓展知識的潛能。圍繞教師提出的問(wèn)題，師生互動(dòng)得越頻繁，學(xué)生的知識遷移和能力擴展就可能越主動(dòng)和高效。學(xué)生主動(dòng)性和積極性的充分發(fā)揮，必然促進(jìn)學(xué)生對知識技能的理解與掌握，有利于創(chuàng )新思維與創(chuàng )新能力的形成與發(fā)展。
二、創(chuàng )新思維教學(xué)法在網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)課程群中的研究與應用
創(chuàng )新思維教學(xué)法不是通過(guò)一門(mén)課就能讓學(xué)生建立起創(chuàng )新能力，而是需要將創(chuàng )新思維訓練融合到網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)各門(mén)課程教學(xué)中。根據網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)課程知識體系和課程的特點(diǎn)，青島大學(xué)信息工程學(xué)院建設了網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)核心課程群，課程群教師定期集體備課和交流，對于課程中相互交叉和具有連貫性的知識點(diǎn)進(jìn)行歸納梳理。教師在學(xué)生參與教學(xué)的全過(guò)程中均采取記分制，對課堂與網(wǎng)絡(luò )討論、實(shí)驗、課后作業(yè)和理論考試給予不同的權重并計分。
2.1創(chuàng )新思維教學(xué)法訓練舉例
教師組織學(xué)生以學(xué)習小組（包括3~5名學(xué)生）為單位參與教學(xué)活動(dòng)全過(guò)程。學(xué)生以交流協(xié)作和相互督促的方式進(jìn)行預習、準備課堂討論發(fā)言、收集網(wǎng)絡(luò )資料、討論學(xué)習重點(diǎn)難點(diǎn)和交流學(xué)習方法等。在課前預習階段和課后討論階段，教師圍繞課程知識點(diǎn)提出一些探究性問(wèn)題，組織3~5名學(xué)生以學(xué)習小組為單位，進(jìn)行資料查詢(xún)和問(wèn)題交流討論，給出解決方案或算法設計，準備PPT并在課堂研討階段進(jìn)行宣講，在課后形成總結報告和實(shí)驗報告。在計算機網(wǎng)絡(luò )原理這門(mén)課程中，教師對于網(wǎng)絡(luò )層知識點(diǎn)準備的探究性問(wèn)題舉例如下。
�。�1）課前預習問(wèn)題：對于網(wǎng)絡(luò )層的路由選擇協(xié)議，教師可給出一個(gè)具體的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，要求學(xué)生思考并構造拓撲圖中結點(diǎn)的最短路徑。教師可提示學(xué)生：路由器可以與相鄰結點(diǎn)交換信息（即基于距離矢量的路由選擇算法）；或者將路由器的路由信息匯集到某處計算處理（Dijkstra算法）；又或者采用類(lèi)似于交換機的自學(xué)習方法等。教師在課前要求學(xué)生以學(xué)習小組為單位進(jìn)行課前自主學(xué)習討論，提出想法，進(jìn)行總結，形成小組PPT；在課堂研討時(shí)，挑選2~3個(gè)小組的方案并由學(xué)生在課堂宣講和討論，鼓勵學(xué)生提出發(fā)散、創(chuàng )新思維觀(guān)點(diǎn)，分析算法利弊，引導學(xué)生得出正確結論。教師在進(jìn)行實(shí)驗課教學(xué)時(shí)，可引導學(xué)生配置路由器的RIP和OSPF協(xié)議、觀(guān)察路由選擇協(xié)議的工作過(guò)程、記錄報文交換的內容、觀(guān)察鏈路狀態(tài)變化后兩種協(xié)議收斂的過(guò)程，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗手段直接驗證理論算法，并在網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗環(huán)境下比較兩種算法的不同思想、優(yōu)缺點(diǎn)及適用網(wǎng)絡(luò )。課后學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論與交流，完善算法和實(shí)驗結果分析，形成研究報告和實(shí)驗報告。
�。�2）課后研討問(wèn)題：子網(wǎng)劃分和利用路由聚合技術(shù)構造超網(wǎng)問(wèn)題。教師可給出具體的網(wǎng)絡(luò )拓撲，將給定IP地址空間222.118.1.0/24劃分為兩個(gè)子網(wǎng)，分配給局域網(wǎng)1和局域網(wǎng)2，保證每個(gè)局域網(wǎng)至少包含120個(gè)IP地址，要求學(xué)生給出R2的路由表，使其明確包括到局域網(wǎng)1的路由、局域網(wǎng)2的路由、域名服務(wù)器的主機路由和互聯(lián)網(wǎng)的路由；使用路由聚合技術(shù)給出R1到局域網(wǎng)1和局域網(wǎng)2的路由，構造路由器R1的路由表。教師可提示學(xué)生如下知識點(diǎn)。
�、賱澐肿泳W(wǎng)是從兩極IP地址到三級IP地址。劃分子網(wǎng)的基本思路是從網(wǎng)絡(luò )的主機號借用若干比特作為子網(wǎng)號，而主機號就相應減少若干個(gè)比特，于是兩極IP地址在本單位內部就變?yōu)槿塈P地址：網(wǎng)絡(luò )號、子網(wǎng)號和主機號。
�、谠诼酚杀碇欣脽o(wú)分類(lèi)編址CIDR地址塊查找目的網(wǎng)絡(luò )，這種地址的聚合稱(chēng)為路由聚合，它使得路由表中的一項可用來(lái)表示很多個(gè)原來(lái)傳統分類(lèi)地址的路由，也稱(chēng)為構造超網(wǎng)。
�、勐酚杀眄椫邪侥康木W(wǎng)絡(luò )的表項、特定主機的表項、默認路由表項。
2.2網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺的輔助性作用
校園網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺整合了專(zhuān)業(yè)課程群教改成果，提供每門(mén)課程教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)課件、教師教學(xué)錄像、教學(xué)筆記、常見(jiàn)問(wèn)題解答、研究型教學(xué)文檔、課后習題等教學(xué)內容，并鏈接檢測習題庫以供學(xué)生進(jìn)行自我測試。學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺查詢(xún)相關(guān)資料，開(kāi)展網(wǎng)上討論和答疑，在探究過(guò)程完成后以學(xué)習小組為單位提交總結報告。
2.3研究性學(xué)習與創(chuàng )新實(shí)驗項目培養學(xué)生的創(chuàng )新能力
網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)計劃對于研究型學(xué)習與創(chuàng )新實(shí)驗項目設置3個(gè)學(xué)分，主要在探索性實(shí)驗開(kāi)發(fā)環(huán)節，為網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)二、三年級學(xué)生提供一些與專(zhuān)業(yè)課程相關(guān)的研究型學(xué)習與創(chuàng )新實(shí)驗項目，鼓勵學(xué)生以3~5人為一個(gè)小組參與到項目的研究與開(kāi)發(fā)中，在學(xué)生中逐步營(yíng)造研究型學(xué)習氛圍，帶動(dòng)多數學(xué)生積極參與到研究型學(xué)習與創(chuàng )新實(shí)驗項目和教師的科研項目中。為期1年的研究型學(xué)習與創(chuàng )新實(shí)驗項目的開(kāi)展,可以讓學(xué)生參與項目分析、設計、開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。學(xué)生通過(guò)查閱資料、提出設計方案、進(jìn)行實(shí)踐開(kāi)發(fā)和系統測試等一系列科研活動(dòng)，開(kāi)展與教師和同組同學(xué)的交流學(xué)習，拓寬了視野，提高了科研創(chuàng )新能力。我們通過(guò)對青島大學(xué)信息工程學(xué)院2007級、2008級和2009級成功考研的學(xué)生進(jìn)行調查統計發(fā)現，有近90%的學(xué)生在二、三年級時(shí)參加過(guò)研究型學(xué)習與創(chuàng )新實(shí)驗項目，并且通過(guò)該項目提高了創(chuàng )新思維和主動(dòng)學(xué)習能力。
三、結語(yǔ)
教學(xué)改革的關(guān)鍵在于充分發(fā)揮教師的主導作用和學(xué)生的主體作用，充分調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性，從而培養學(xué)生的創(chuàng )新能力。筆者根據近幾年開(kāi)展創(chuàng )新思維教學(xué)法改革的實(shí)踐，研究創(chuàng )新思維教學(xué)法在網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)核心課程群建設中的應用，通過(guò)讓學(xué)生作好課前預習、提高學(xué)生參與課堂教學(xué)和實(shí)驗驗證的積極性、調動(dòng)學(xué)生課下拓展知識應用等教學(xué)環(huán)節的創(chuàng )新思維訓練，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，提高了學(xué)生自主學(xué)習和創(chuàng )新能力，在網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中取得了較好的教學(xué)效果。
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