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摘 要：分析计算机网络课程理论教学中导致学生兴趣不高的主要原因和可行对策，提出基于问题教学模式的基本思路，具体介绍课程组在计算机网络课程理论教学中的实践过程。
关键词：计算机网络；基于问题教学模式；理论教学；问题树
0引 言
计算机网络课程是网络工程专业的核心课程，一般分为实践教学和理论教学两部分。对于实践教学部分，学生的兴趣度和参与度都比较高，效果也比较好；而理论教学部分由于知识点多、理论性强且比较抽象，部分学生的学习兴趣逐步降低，教学效果不理想[1-3]。
一些教师在进行计算机网络课程的理论教学时，采用传统的“满堂灌”教学模式，主要方式就是教师讲、学生听，然后复习考试。计算机网络课程的理论知识丰富、内容抽象，如果采用“满堂灌”教学模式，学生就不明白这些理论要用来干什么，因而缺乏学习的主动性和参与感，逐渐失去学习的兴趣，最终影响教学效果。换言之，对于计算机网络课程的理论教学，一旦使学生失去了教学活动的中心地位，就会影响到教学效果。因此，关键问题在于提升学生在教学过程中的参与感、主动性。
基于问题教学模式（Problem—Based Learning，PBL）[4-6]的核心思想就是让学生直面真实场景下的具体问题，在教师的指导下，通过解决具体问题来学习问题背后的科学知识。基于问题教学模式是以学生为中心的新型教学模式，在这种模式下，学生的参与度高，思维能力也相应提高，因此，也容易提高理论教学的教学效果。
值得注意的是，虽然不少高校教师采用基于问题教学模式开展理论教学，但是依然存在诸多不足，这使得基于问题教学模式的优势没有很好地发挥出来，影响理论教学效果的提升。
1问题分析和对策思考
计算机网络课程是一门理论性、实践性和实用性都非常强的课程，学生对这门课程的期望值比较高。高校在开设计算机网络课程时，一般采用理论教学和实践教学两部分相结合，而且理论教学一般占用更多比重（70%以上课时）。
相对于实践教学部分，理论教学部分的内容丰富且抽象、知识点繁多且缺乏有效关联性，学生不易理解和掌握，这使得部分学生慢慢失去了学习的主动性，很难达到预期的学习效果。通过调查的情况来看，学生的学习兴趣不高，存在的主要原因和可行的对策如下。
（1）理论知识抽象难懂，学生不知道知识如何应用。对于网络工程专业的学生而言，不仅要求了解计算机网络的一些具体应用，而且要求掌握其运行原理，因此在理论讲解部分会涉及到很多抽象理论，如通信协议原理等。计算机网络的理论知识点繁多，学生如果在学习过程中看不见、摸不着这些知识点的具体应用，就会缺失对知识应用的体验感，时间一长自然就失去了耐心、没了兴趣。要解决这个问题，就要让学生参与问题的解决，在解决问题的过程中重现知识获取的过程。
（2）教学内容缺乏有效关联性，学生对理论知识缺乏整体把握。计算机网络课程理论教学一般采用分层讲解，虽然在分层之初教师会讲解分层模型和分层基本原因（即简化问题），但是缺乏对各层之间知识的关联性分析。如此一来，由于学生在课程学习结束后缺乏对课程知识的整体把握，容易出现知识碎片化现象。要解决这个问题，就要从计算机网络的基本问题入手，然后分析各层知识如何通过解决基本问题中的子问题、各层子问题来服务于计算机网络的基本问题。
（3）学生跟不上老师的思路，教与学不同步。传统“满堂灌”的教学模式主要是老师讲、学生听，由于教师和学生对于知识的理解及熟练程度不一样，学生往往跟不上老师的思路，而且这样的教学模式很难有效训练学生的思维能力。教师和学生没有一起解决问题，缺乏共同目标，思维不同步。要解决这个问题，首先是要设计科学的问题，教师和学生要一起思考，一起去解决，以学生独立思考为主，老师引导提示为辅。
为解决在计算机网络课程理论教学中学生兴趣不高的问题，很多教师都进行了有益的尝试，如应用启发式[3]、基于问题教学模式[4-5]等。相对而言，基于问题教学模式采用比较多。
基于问题教学模式[6]就是将教材中的知识点以问题的方式呈现在学生面前，让学生在寻求、探索解决问题的思维活动中掌握知识、发展智力、培养技能，进而培养学生自己发现和解决问题的能力。
以基于问题教学模式组织教学活动时，一般包括问题引入、问题分析、问题基本解决思路及解决方法、解决方法的评价和改进等环节，其中的核心环节就是科学问题的归纳和设计。目前，部分教师在采用基于问题教学模式实施计算机网络课程的理论教学时，存在问题的设计不够科学、问题之间的关联性不强、为问题而设问的现象，这些不足使得基于问题教学模式的优势没有很好地发挥出来，影响理论教学效果的提升。
本文聚焦计算机网络课程理论教学中的问题设计，主要解决问题设计的科学性和关联性。问题的科学性是指引入的问题都来源于计算机网络中的真实科学问题，问题的关联性是指一个科学问题的解决可能需要分解成与之关联的多个子问题，多个子问题的解决方案构成此科学问题的解决方案。
2基于问题教学模式的课程实践
以基于问题教学模式组织教学活动时，主要环节包括问题引入、问题分析、问题解决思路及方法、方法的评价和改进等。
2.1问题引入和分析阶段
问题引入就是要提出一个学生和教师共同面对的科学问题，问题分析就是分析问题的基本层面、包含的子问题、基本解决思路和原则。
问题引入和分析阶段有两个基本目标：一是训练学生的思维习惯，即碰到新问题时怎样处理，如科学问题如何分解为若干子问题，子问题的解决方法如何服务于科学问题；二是将理论知识通过问题关联起来，使學生明白理论知识该如何应用。
这个基本问题包括两个子问题：第一个子问题就是如何实现计算机之间的互联互通问题；第二个子问题就是如何在互联互通的基础上实现用户的资源共享和信息交互目标。问题的引入从学生熟悉的各种网络应用开始，如网络搜索与浏览、网游、微信、QQ、电子邮件、微博、电子商务等，然后总结出计算机网络课程的科学问题，即如何让世界上的计算机互联互通起来，以方便用户实现资源共享和信息交互。
根据解决问题的基本思路，遵循由难到易的原则，对于第一个子问题，即计算机之间的互联互通问题（简称为建网问题），又分解如下4个子问题：①用什么连接计算机（传输介质问题）；②相邻计算机之间如何传输数据（相邻传输问题）；③非相邻计算机之间如何传输数据（非相邻传输问题）；④如何保障传输数据的可靠性（数据的可靠性问题）。对于第二个子问题，即用户用网的问题，又分解如下两个问题：①现有哪些网络应用（应用层协议问题）；②如何开发新的网络应用（网络编程问题）。
通过问题分解，构建计算机网络课程理论教学的问题树，如图1所示。
2.2问题解决思路及方法阶段
链路层协议是相邻传输问题中的子问题，即点对点信道中相邻计算机传输数据问题。
这个问题的前提是传输介质问题已经解决，相邻计算机之间能够传输1比特的数据。在这个基础上，如何解决相邻计算机间的数据传输问题呢？最简单的情况就是一个主机无限制地发送数据，另一个主机不停接收数据且中间不会出错，这就构成了链路层协议的第一个协议，即理想传输协议，这个协议没有难点，学生也很好理解。
在理想传输协议之上添加实际场景的限制条件，第一个实际限制条件就是接收者能力有限，这样就需要在理想传输协议的基础上添加流量控制机制（即需要接收者反馈才能够发送下一帧数据），这就构成了第二个协议，即单工停等协议。在单工停等协议之上再添加实际场景的一个限制条件，即信道有可能出错，需要添加出错处理机制，这就构成了第三个协议，即有噪声的单工停等协议。在第三个协议之上再添加实际场景的两个限制条件，一个是支持数据双向传输，另一个是提高传输效率（最简单的情况就是使用窗口为1的滑动窗口），这就成了第四个协议，即窗口值为1的滑动窗口协议。在第四个协议的基础上进一步提高数据传输效率，也就是扩大滑动窗口的值（管道技术）；同时，根据传输数据出错后的重传策略选择不同，就形成了回退N帧协议和选择性重传协议。
通过在具体场景中提炼具体问题让学生了解协议应用的场合，这样便于学生理解和掌握所学知识，同时对训练学生的思維能力也非常有益。
3效果评估和总结
自2012年以来，课程组面向网络工程专业本科学生一直采用基于问题教学模式组织计算机网络课程的理论教学，从学生反馈的信息来看，主要有以下几个方面的效果。
（1）基于问题教学模式有利于学生了解知识的应用场景，更容易理解抽象的知识点和运用知识解决类似问题。
（2）根据理论教学的问题树，学生更容易把握课程的总体内容，方便学生自己梳理相关知识点并总结知识点的相互关系。
（3）按照引入问题、分析问题、解决问题、改进方法的基本讲解方式，教师和学生一起面对问题、解决问题，有利于学生重现知识的获取过程，培养学生良好的思维习惯。
当然，在基于问题教学模式组织教学过程中也存在一些问题，如教材和课程讲义不匹配、打乱教材本身的内容组织模式、不利于学生课后的复习和作业等。为解决这个问题，课程组正在筹划撰写适合基于问题教学模式的相关教材和实验指导书。
参考文献：
[1]何颖， 于露. 高校计算机网络课程教学存在的问题和对策研究[J]. 通讯世界， 2015（20）： 279-280.
[2]贾蓓， 郭强， 田家远. 计算机网络课程教学改革探索[J]. 信息与电脑， 2016（9）： 249-250.
[3]董思妤. 计算机网络课程启发式教学探讨[J]. 中国教育技术装备， 2015（16）： 87-88.
[4]张自力. 基于问题学习的计算机网络教程[M]. 电子工业出版社， 2013.
[5]黄信聪. 以问题为导向的“计算机网络课程”教学创新探究[J]. 广东教学（职教）， 2015（7）： 82-83.
[6]罗丹， 王光秀. 中外大学PBL教学模式比较研究[J]. 桂林师范高等专科学校学报， 2016（1）： 110-112.
（见习编辑：景贵英）