自主学习模式下网络工程实验实训教学探索

王霞俊

(常州轻工职业技术学院 信息工程系, 江苏 常州 213164)

职业技术教育

自主学习模式下网络工程实验实训教学探索

王霞俊

(常州轻工职业技术学院 信息工程系, 江苏 常州 213164)

针对高职院校“网络工程”课程实验实训教学的特点,基于自主学习理念,提出自主学习模式下高职“网络工程”课程实验实训教学体系的重构,即：以专业实验室+自主学习中心的方式创造学生自主实践的环境与条件；以课内系部+课外自主学习中心的方式改革实践教学管理模式；以循序渐进+因材施教的方式完善实践教学内容；以教师引导+学生主导来改变教学组织形式；以多元式+多主体尝试多元考核评价方式。

自主学习； 网络工程； 实践教学； 教学改革

随着计算机和网络技术的发展,对计算机网络人才的需求也越来越多。“网络工程”[1]课程教学对于培养网络人才至关重要。网络工程是一门应用性、实践性很强的专业课程[2],它不仅强调对专业知识的理论学习,还要求学生有一定的实践应用能力[3-4]。因此,实验实训实践环节对网络工程课程教学尤为重要。

笔者结合多年的教学实践经验,基于高职院校“网络工程”课程实验实训教学的特点和自主学习理念,以职业技能提升和创新能力培养为目标,尝试进行以学生为中心的“自主学习”模式的“网络工程”课程教学改革[5],对“网络工程”课程实践教学管理模式、教学组织形式、实践教学内容、考核方式等进行了改革。自主学习模式下的高职“网络工程”实验实训教学不仅培养了学生的专业技能,更强调学生综合素质能力的提高,改革取得了一定的成效。

1 自主学习模式

20世纪80年代,Henri Holec通过专著《自主性与外语学习》提出了“自主学习”概念[6],认为“自主”就是“负责自身学习的能力”。之后,国内外学者对自主学习做了进一步研究与探讨[7-8],自主学习的研究内容不断拓宽、深化,研究方法也更加多样化。

1999年,Little wood将自主学习分为前瞻性自主学习(proactive autonomy)和反应性自主学习(reactive autonomy)两种模式。前者指学习者参与学习方向的制定并进行自主学习,后者指学习者在教师确立学习方向之后自动组织相应资源从事自主学习活动[6]。在我国目前高等教育背景下,反应性自主学习更适合我们的实际情况。在该学习模式下,教师设定学习方向,通过学生的自学、尝试练习、自查小结、协商讨论以及教师针对各自主学习环节的个性化指导,最终实现学习目标[9]。该学习理念充分发挥学生的主观能动性,突出学生学习的主体性,是主动的、建构式的学习过程,是一种效率较高的学习方式,因而更有利于实践教学活动的开展。

Henri Holec提出自主学习必须满足3个条件[10]。

(1) 拥有合适资料与资源的基本设施。通过提供固定的学习场地,配备一定的专项设备及参考资料,为自主学习者提供空间、设备、资源,从而创造了一个优异的小环境。

(2) 有接受过指导培训的教师。为自主学习的学生配备具备扎实的专业知识、具有丰富的实践动手能力和经验的指导教师,这是自主学习成功的保证之一。

(3) 为学习者提供有关系统信息的有效渠道。自主学习采用开放、共享、自主管理的模式,不局限于某个系部,而是面向全校,是个开放、共享的学习平台。

2 网络工程实验实训教学的特点分析

“网络工程”是高职院校计算机网络技术专业的核心基础课程之一,主要内容包括计算机网络基本原理、组网技术、网络操作系统、网络安全、网络管理及网络应用等多个方面。根据网络工程的特点,要实现教学目标,在教学中必须安排实验实训环节。通过大量的实验实训,不仅可以使学生加深对网络理论、方法和概念的理解,而且可以提高学生的学习兴趣,培养学生运用实验手段进行网络工程设计、分析、研究的能力,提高学生灵活运用知识和技能解决实际问题的实践能力。但是,由于多种原因,在网络工程的实践教学中尚存在理论与实践脱节等需要改进的问题[11]。

(1) 理论与实践脱节,实验实训地位不突出。学校安排实验实训课程所占比例偏少,实验实训内容主要以验证性为主,实验内容简单、实验模式单一,传统“理论+实验”的课堂教学方式不能很好地适应高职人才的培养。

(2) 网络设备昂贵,实验实训条件要求较高。网络实验设备比较贵,往往使学校难以开展行之有效的网络实验。传统的网络课程教学把重点放在网络理论上,辅以实验验证,学生离开了网络实验室就失去了实验的环境。

(3) 概念抽象,没有办法进行网络协议的演示。由于网络底层的协议较多、缺少有效手段进行网络协议的演示,学生往往会迷失在复杂枯燥的理论中,渐渐失去对网络工程课程的兴趣。

(4) 在培养学生自主性、探究性学习能力方面不突出。高职教育应强调学生探究性学习能力和工程应用能力,传统“实验+报告”的实践教学方式已不能满足人才培养的要求。

3 自主学习模式下实验实训教学体系的架构

常州轻工职业技术学院信息工程系于2010年成立了自主学习中心。本着“以竞赛为主线,以教师为主导,以学生为主体”的教学理念,创建了计算机网络技术、软件技术、计算机应用技术、物联网应用技术及电子商务5个全天候、面向全院学生开放的自主学习中心。自主学习中心依托行业企业,面向各级各类技能大赛、课题研究、创新项目,面向全院学生开放。

3.1 创造自主实践环境与条件

网络实验课程对实验设备、实验环境有一定的要求,需要建设专门的网络实验室、配备成套的实验设备。但是由于经费等问题,学校暂无法建立整套完善的网络实验平台[2]。鉴于此,常州轻工职业技术学院信息工程系采取“专业网络实验室+自主学习中心”的模式为学生实验实训教学课程体系和课程内容的改革提供了一个探索的平台。专业网络实验室主要适用于理论课程配套的验证性实验,也可以完成部分综合应用性实验实训。在专业网络实验室中,主要配备了双绞线、水晶头(RJ-45)、工具刀、网络测试仪、网络协议分析仪、交换机、路由器、服务器、防火墙、AP、AP控制器等。

为了使学生能够更好地掌握理论知识,培养实际应用能力,有必要让学生充分利用好专业实验室。为此,信息工程系建立了网络技术自主学习中心。学生可以利用业余时间到专业网络实验室进行自主实验实训学习,可以进行具有挑战性的课题研究、企业项目实践、技能竞赛训练等。这就极大地改变了实验条件的限制,增加了学生实践锻炼的机会,也提高了学生的实践能力。

在自主学习模式下,为了让学生能够更好地理解和完成实验实训内容,专业教师给学生提供了丰富的网络教学资源,包括教学课件、实验指导书、设备手册、典型配置案例、历年技能竞赛真题等供学生参考。

3.2 改革实践教学管理模式

实践教学管理模式的改革主要体现在自主学习中心的管理和专业网络实验室的管理。自主学习中心实行学生自主管理,以学生为主体。目前,已经形成了完善的三级组织体系结构——中心主任、管理员和学员。

中心主任由在中心工作学习多年的高年级学生担任，经选举产生。中心主任全面负责自主学习中心的工作,例如制订学习计划和规章制度、选聘管理员等。

管理员由表现优良的高年级学生担任,主要负责执行中心的各项具体工作,例如利用课余时间在专业网络实验室安排学习、研究、技能竞赛训练等。

自主学习中心采用开放式管理,接纳不同院系、不同专业的学生,但是学生必须经过申请、通过考核才能成为自主学习中心的新学员。每学期遴选一次新学员,采用滚动淘汰。

为了加强管理与指导,自主学习中心聘任专业教师和企业兼职教师担任技术顾问和指导,负责技术指导、技能竞赛指导和服务保障工作。院系领导和教师不直接干预学习中心事务。

当然,平时专业网络实验室的管理与使用纳入系部正常的教学管理与安排,提供与教师理论课程配套的实验实训课程,由系部统一安排。

3.3 完善实践教学内容

在自主学习的教学模式下,按照循序渐进、因材施教的原则,针对网络工程课程的实践内容和教学体系,建立了基础验证型实验实训、应用提高型实验实训、研究创新型实验实训3个层次依次递进的实践实训教学内容。

基础验证型实验实训旨在帮助学生巩固所学知识,熟悉计算机网络。实验内容涵盖了物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的知识,包括双绞线制作、对等网络的组网、网络配置、网络命令使用、光纤熔接，以及测试、交换路由命令、Windows和Linux网络应用、交换机的端口技术、VLAN技术、STP技术、静态路由、动态路由协议、广域网协议的配置实验、防火墙的设置等。

应用提高型实验实训侧重于对理论知识的综合运用,培养学生综合运用所学知识分析问题、解决问题和工程设计能力,例如IP、OSPF、RIP、DHCP等网络协议、数据/报文结构的分析验证,VLAN trunk技术、帧中继、NAT的配置、路由的设置、访问控制列表的设定等。应用提高型实验实训也可以由教师提出综合设计型实验要求和方向,学生自己设计完成实验,例如建立校园局域网的综合实验。学生能够根据实际情况进行需求分析,设计网络拓扑结构，自行划分VLAN，自行规划IP地址,利用实验室现有的路由器、交换机、防火墙等设备进行组建、配置。

研究创新型实验实训要求学生对一些新理论、新协议、新技术和新方法进行深入分析、比较和研究。学生也可以参与教师的科研项目,或者自主设计实验课题、自主设计方案、自主实现和自主实验验证,例如IPv6、Ad Hoc技术、网络安全等。通过研究创新型实验实训,可以培养学生独立思考的能力和开拓创新精神与科研能力。

3.4 改变教学组织形式

以往,实验教学受实验室条件所限,只能在教学计划安排的课时内完成,学生要在教师、学校的统一安排下完成基本的实验,而实验的自主性、选择性和开放性较差,这不利于对学生创新能力和科研能力的培养。为此,自主学习中心采取教学计划内定时定点开放和教学计划外全面开放的实验教学运作形式。

基础验证型实验实训和部分应用提高型实验实训一般按照教学计划定时、定点安排在专业实验室。各实验实训课程都编制了相应的实验教学大纲,编写了配套的实验教材,为学生学习实验和教师指导实验提供指导。

研究创新型实验实训一般由自主学习中心安排,在教学计划外的时间全面开放。自主学习中心根据国家级、省级技能大赛要求或学生自己的兴趣自主选择内容,以自学和互助学习为主,以教师辅导为辅,要求学生利用课余时间在学习中心安排下专题研究学习。教师、学习中心管理员以竞赛大纲、往年竞赛内容、课题研究向学生提出或设计一些问题(学生也可以自己提出问题)。学生带着要解决的问题,主动、自觉地理清、寻找、学习解决问题的思路、方案和所需知识,利用中心的实验仪器和设备进行综合型和设计型的实验活动。这种教师引导、学生主导的实验教学模式不仅最大限度地提高了实验室资源利用率,也给学生以最大化的自由发展空间,有利于培养创新实践能力强、高素质、拔尖的人才。

3.5 尝试多元考核评价方式

尝试建立了多元式、多主体评价的实验考核改革模式。考核不仅注重知识和结果,更注重过程和能力,强调多元式、多主体。

对基础验证型实验实训和部分应用提高型实验实训的考核方式,包括平时表现、学习态度、实验操作、实验报告撰写和实验结果。教师对实验的跟踪和指导贯穿于实验全过程,旨在强化学生动手能力的培养。

研究创新型实验实训采用项目管理的方式进行管理和考核,一般由申请、中期检查和结题答辩3个环节组成,由小组评价、中心主任评价、管理员评价和指导教师评价共同完成。

技能大赛型结果评价可以直接由技能大赛成绩来评定。为了完善学分制,根据在学习中心自主学习的效果和成绩,学生可以获得素质拓展学分,成绩突出的学生还可以获得院系的物质和精神奖励。这些改革措施进一步激发了学生的学习兴趣和动力,有助于提高学生的综合素质。

4 结语

通过多年的探索和实践,自主学习已经成为常州轻工职业技术学院培养高职人才的重要模式并取得了明显的成效。自主学习模式下的高职网络工程实验实训教学的探索与实践,打破了专业壁垒,形成了浓厚的学习氛围,提高了学生的专业技能和综合素质。在自主学习模式下,不断探索网络工程课程的实践教学体系与方案,它的功能和内涵将得到不断完善。

References)

[1] 张卫,俞黎阳.计算机网络工程[M].2版.北京:清华大学出版社,2010.

[2] 秦斐,郭鑫.计算机网络实验教学改革与实践[J].软件导刊,2015,14(6):214-216.

[3] 潘春华,罗穗萍,刘寿强,等.计算机网络课程实验平台改革研究[J].实验室研究与探索,2007,26(12):241-243.

[4] 檀祝平.以“自主学习中心”为载体的高职创新型人才培养模式研究[J].教育与职业,2014(14):114-116.

[5] 王霞俊,华丹.面向技能竞赛的学生自主学习模式的探索与实践[J].黑龙江教育,2016(9):5-6.

[6] 徐锦芬,朱茜.国外语言自主学习研究30年：回顾与展望[J].外语电化教学,2013(1):15-20.

[7] 陈雪梅.以学生自主学习为主的实验教学模式实践与思考[J].实验技术与管理,2014,31(6):197-199.

[8] 李红美.论自主学习的内部机制、模式及其实施[J].中国远程教育,2005(1):40-43.

[9] 范士杰,王振杰,彭秀英.基于自主学习理念的GPS课程实践教学改革[J].实验室研究与探索,2016,35(1):146-149,201.

[10] 高佳琴.依托自主学习中心的课外教学形式的探索与实践[J].当代教育科学,2013(19):52-53.

[11] 黄镇建,蔡群英.计算机网络实验教学的创新[J].实验技术与管理,2013,30(7):109-111,115.

Exploration on experimental and practical teaching of network engineering under autonomous learning mode

Wang Xiajun

(Department of Information Engineering,Changzhou Vocational Institute of Light Industry,Changzhou 213164,China)

According to experimental teaching characteristics of Network Engineering course in higher vocational colleges,and based on the theory of autonomous learning,the reconstruction of the experimental and practical teaching system of Network Engineering course under the autonomous learning mode is proposed. The environment and conditions of students’ independent practice are created by means of the professional laboratory plus the independent learning center, the management mode of the practical teaching is reformed by means of the departments offering courses plus the extracurricular autonomous learning center,the practical teaching content is improved by means of the step-by-step method plus the individualized teaching,the teaching organization form is changed by means of teachers’ guidance plus students’ autonomous learning,and the multiple evaluation methods are tried by means of multi-varieties plus multi-agents.

autonomous learning; network engineering; practical teaching; teaching reform

10.16791/j.cnki.sjg.2017.07.038

2017-01-07

江苏省教育厅高校哲学社会科学研究项目(2015SJB502)；常州大学高等职业教育研究院课题(CDGZ2015027)；江苏高校“青蓝工程”资助项目(苏教办师﹝2017﹞5号)

王霞俊(1975—),男,江苏丹阳,硕士,副教授/高级工程师,主要研究方向为信息技术教育.

E-mail：dy_wxj@163.com

G642

B

1002-4956(2017)07-0148-04