“4C”教学模式在计算机网络实验教学中的应用

秦丽梅　邬依林

摘要：计算机网络课程课本上知识点繁多且零散，如何在现有实验室设备数量不足、陈旧、缺乏资金、实验教师队伍配备等情况下，在有限的课时内让学生能将课本上学到的零散的知识点连贯起来应用于实践，达到对知识的消化和吸收是一个需要不断研究探索的课题。乐高“4C”教学模式，通过搭建和情景故事的引导来实现知识的获取，可培养动手能力、创造能力、逻辑思维能力和判断能力，此模式应用于计算机网络实验教学既可提高学生们学习的积极性，动手能力和创造能力还可把零散的知识点进行有效梳理整合，提高知识的连贯性和整体性，使得实验教学与理论教学相辅相成，切实提高实验教学的效果。

关键词：计算机网络实验教学;自主学习;“4C”教学模式

中图分类号： G424        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）06-0144-02

1 引言

计算机网络技术在各个行业的应用越来越多，社会对计算机网络方面的人才需求也越来越迫切。高校计算机网络课程的大部分教材都侧重于原理性讲述，且各个章节的基本概念和知识点零散且众多，学生掌握起来比较困难，如不对知识框架进行有效梳理，学生们很难掌握[1]。

计算机网络的实验教学在整个计算机网络课程教学中占据非常重要的地位，该课程较强的理论性和系统性是后续网络方面相关实训课程的学习基础，由于其实验教学本身的特殊性，对实验设备、实验环境和学生的动手能力要求都比较高，在现有情况下如何打破传统的教学方式，把零散的知识点不断梳理成系统且完整的体系，培养出动手能力强，有创造性思维且满足社会需求的计算机网络人才成为我们需要重视的问题。

2 什么是“4C”教学模式

“4C”教学模式，主要分为如下四个步骤：

第一Connect，即联系，把知识与现实世界中已有应用案例联系起来，通过提出问题等方式激发学生主动去了解学习更多知识的欲望;

第二 Construct，即建构，对真实世界案例进行分析，提取知识点，利用一定的辅助工具，搭建模型，设计解决方案等;

第三 Contemplate，即反思，对建构的方案进行验证和思考，进行问题总结，这是一个重要的阶段，对完成任务有很强的指导性;

第四Continue，即延续拓展，提出新的问题或加入新的任务，进行拓展，此步骤可是整个方案又重新进入第一步联系阶段，从而形成一个良性的不断增加挑战和难度的螺旋式上升的循環过程，以达到了解更多知识的目的。

“4C”教学模式是乐高教育的教学理念，他是根据获取知识的过程和学习效果而设计的[8]，此种模式反对单向灌输的传统教学方式，让学生去主动探索外部世界，在探索的过程中把新的知识不断融入已有的认知结构中，形成一个不断完善的知识体系的过程。

3 计算机网络实验教学存在的问题

目前，计算机网络实验教学主要存在的问题有五个方面：

第一，实验教师队伍建设得不到重视，缺乏高职称的实验教师和学科带头人，或高职称教师和学科带头人忙于搞科研，专任实验人员任务繁重，一方面要进行实验室的设备维护和管理另一方面还要担任实验课程，缺乏对学生足够的实验指导;

第二，经费短缺问题，购置的网络实验设备数量不足、设备功能单一或设备陈旧维护不到位等问题，无法满足学生进行实验课实操的需求，更无法保证学生在有限的课时内完成实验内容，学生的实践动手能力得不到有效锻炼;

第三，实验教学内容设计不合理，多为验证性实验，缺乏设计性和创新性实验，实验内容之间相互比较独立构不成一个循序渐进的过程，学生在学习过程中多数量表现为机械性完成实验任务，缺乏积极主动获取知识的动力，无法将从教师哪里获取的零散知识点进行联系及更深入的探究;

第四，实验教学方法落后，目前大部分高校计算机网络课程的实验教学主要采取硬件设备实操、虚拟仿真软件或硬件设备与虚拟仿真软件配合使用等方法，虽然可以在很大程度上改变实验对时间或地域的限制性，但网络课程中很多知识点专业性比较强，受学生知识积累度的影响，现有“讲解-演示-验证”式课堂的教学方式，导致学生听课比较困难，对硬件设备的配置很难领悟。传统的这种教学方式使得学生遇到问题时过分依赖老师，缺乏独立解决问题的能力，课下对实验内容巩固练习参与度较低，学生学到的零散知识点得不到有效梳理和巩固;

第五，实验考核体系不完善、组织不合理等等问题直接影响实验课的教与学的效果，实验教学的考核结果在课程教学中占的分值比例不高得不到学生足够的重视等。

以上这些因素都是导致实验教学效果不佳，不能与理论教学做到相辅相成的原因。

4 “4C”教学模式在计算机网络实验教学上的应用

计算机网络实验作为计算机网络课程的重要组成部分，进行实验教学方法的研究与探索是提高实验教学质量的有效途径，学习不只是记住知识点，而是让知识和真实世界发生联系，以此来提高学生运用、转化、迁移知识的能力，在动手动脑的环境中让学习真实地发生，在现有的实验条件下唯一能改变且立竿见影的方法就是打破传统灌输验证式的教学模式，为课堂注入新的活力，激发学生的学习积极性和学习兴趣，采用自主学习的学习模式，让学生从被动地接受转变为主动地参与，主动提问、主动思考、主动寻找解决方案，来提升网络实验课知识吸收转化的能力。

“4C”模式的教学过程是基于让学生做活动，帮助学生建构自己的知识，以学生为实践活动的主体，教师为指导的方式，让学生以自己的方式展示所学知识的一种建构主义学习理论。该模式应用于计算机网络实验教学可以让学生在实验操作过程中掌握知识点，可以很大程度上提高学生对于实验教学活动的参与度，激发学生的求知欲，培养学生的创新思维锻炼其创新能力，为后续的计算机网络相关课程铺垫坚实的基础，最终使得理论教学与实践教学相辅相成。现在以交换机和路由器的学习为例进行“4C”的教学模式的设计如下：

该模式的应用，将知识点的学习不仅仅停留在对交换机、路由器的配置上，而是将学习的重点转移到如何应用上，“4C”的教学模式，通过和现实社会的联系让学习者知道路由器、交换机可以用在什么地方的。

例如：联系到公司内部，财务部的电脑可以相互访问，市场部的电脑可以互相访问，人事部的电脑可以互相访问，人事和财务之间可以互相访问，但财务和市场部之间不能互相访问作为现实模型来进行搭建，即所谓的构建阶段，模型的构建有两种方式：一是完全应用硬件，在实验室设备配置完善的情况下可采用，但存在的最大问题就是搭建过程中如果出现问题，对问题的排查解决将耗费很大的精力，大部分同学在有限的课时内基本无法完成，另一种方式就是应用虚拟软件进行搭建，搭建的过程基本不会出错;一方面可以最大限度地解决硬件配备不足的情况，另一方面也解决了实验时间和地域受限问题，在一个课时内无法完成的可保存下来待有时间继续进行，灵活度较强，实验效率大大提升，实验中出现的问题也容易排查。然后对整个实验过程中出现的问题进行思考、讨论、总结即可以回忆巩固知识点，还可以提升同学们的积极性，最后在功能上的拓展也可以大大调动同学们学习的热情，提升创造力等。通过对路由器和交换机的实验“4C”教学模式的应用可以看出，通过拓展环节可以不断把学生们引入一个新的联系阶段，不断扩大知识的应用范围，最终获得知识的连贯性和完整性，可以真正做到学以致用，可大大增強学生们对知识的转化能力。

5 结束语

计算机网络实验课的教学，在有限的实验时间、实验设备和实验教师配备等等情况下，通过将“4C”教学模式引入计算机网络的实验教学，可以将计算机网络课本上众多且零散的知识点贯穿应用起来，此模式可以在很大程度上提升学生的参与度，调动学生的学习积极性，培养学生自主解决问题的能力，不断提高知识的连贯性和整体性，大大提升实验课的效果，为后续的计算机网络相关课程铺垫坚实的基础，最终使得实践教学与理论教学进入一个相辅相成的良性循环，实现理论与实践的有机融合。

参考文献：

[1] 杨美艳，都广捷，张爱华，等.计算机网络课程教学方法探索与实践[J].黑龙江科学，2020，11（15）：78-79.

[2] 林雄.计算机网络实验课程教学中存在的问题与对策[J].课程教育研究，2018（35）：152.

[3] 吴祯.探究计算机网络课程的实验教学的有效路径[J].网络安全技术与应用，2018（9）：95-96，26.

[4] 徐玮玮，丁峰.计算机网络对虚拟仿真实验的应用研究[J].数字技术与应用，2017（1）：106.

[5] 朱剑林，侯睿.虚拟仿真实验在计算机网络课程教学中的应用[J].教育教学论坛，2016（17）：224-225.

[6] 李云.虚拟仿真技术在计算机网络实验教学中的应用[J].教育教学论坛，2020（7）：391-392.

[7] 王煜，周文龙.虚拟仿真技术在计算机网络实验教学中的应用[J].计算机产品与流通，2020（7）：190.

[8] 陈俊，吴嘉佳，陈捷.“国培计划”4C培训模式研究[J].中国教育技术装备，2012（30）：31-32.

【通联编辑：唐一东】