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一种整合的计算机网络课程变式练习设计模式
摘 要：整合加涅学习结果分类和教学设计理论,从言语信息、技能、态度等视角阐述计算机网络课程变式练习设计过程,最后给出一个变式练习模式,基于此模式实施大学计算机网络课程设计,提高大学公共计算机网络课程的教学效果.
关键词：计算机网络课程；教学设计；变式练习
中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2018）08-0063-04
当前,我国许多高等院校的计算机网络课程一直延续着“偏理论、轻操作”的传统教学模式,未充分体现计算机网络课程的实践性特色.为促进大学生掌握计算机网络实践技能,本文基于加涅学习结果分类及其教学设计思想,从言语信息、技能（包括智慧技能、认知策略技能和动作技能）和态度等方面展开计算机网络课程变式练习设计,以提高大学计算机网络课程教学质量.
1言语信息变式练习设计
言语信息是指名称或符号、单一命题或事实、以及意义上有组织的命题［1］等.符号类言语信息如“TCP/IP”,事实类信息如“TCP/IP协议系统”,有组织命题类言语信息如“TCP/IP是一种网络通信协议,它规范了网络上通信设备之间的数据来往格式和传送方式”.
言语信息变式练习设计需遵从问题情境创设、支持策略设计、学习评价设计和变式练习结构设计等原则.
1.1创设问题情境
问题情境创设目的是激活学习心理过程.要求提供有组织的外部刺激并将无意义刺激与学习者长时记忆中的信息相联系,形成有意义的编码,便于记忆、存储和提取.情境创设所需刺激信息有言语符号、图形图像、数字媒体等.计算机网络课程教学中,言语符号包含英-汉语言、计算机语言、数学语言及彼此间的关联信息等学习内容,图形图像包含图表、实物图、结构图、关系图、流程图等学习内容,数字媒体包含由单一媒体或多媒体混合呈现的文字、声音、图形、图像、动画、视频等学习内容.
教学实践证明,上述刺激类别能增强学习有效性及真实性.若再增加相应支持策略,可增强传统计算机网络课程练习设计中单一且无关联符号、命题等言语信息的情境呈现,从而使学习更有意义,更易促进学习信息加工.
1.2设计支持策略
规则的层级性特点使得对规则的注意、意识、回忆等学习,需要不同程度的心理操控过程,这使学习者从长时记中提取关于计算机网络知识的符号、事实和有组织的言语信息等知识时面临困难.基于双重编码理论（Paivio,1971）和加涅信息加工(Gagné,1974）模型,提供有利于把所学知识应用到新情境中的提示信息［2］,更能促进学习者对知识的编码、存储和提取,也易于言语信息组织,为此,有必要提供一种促进知识迁移的学习支持策略,不同言语信息学习目标需不同的学习支持策略,如表1所示.
1.3设计学习评价
言语信息习得能力评价要求以学习者是否能以命题方式准确概述某一知识点和能否解决现实所遇问题为准绳［3］,同时,要求变式练习结构包含自我评价功能.
言语信息评价类型有言语作业和书面作业,前者以复述、背诵形式呈现,后者以默写、演练形式展开.此外,也可用常模参照、标准参照等量化方法评价习得效果.
言语信息的评价过程分三个阶段实施,分别为教学前评价、教学中评价和教学后评价.教学前评价亦称前测,评价的目的是检测学习者是否具备学习新内容所需的预备知识；教学中评价亦称为形成性评价或诊断性评价,本质是针对完成进度实施评价,目的是通过测验评价,找出学习过程中学习者习得困难的原因,以便及时修正,以期完成教学目标；教学后评价亦称总结性评价,本质是针对教学目标达成状况,采用常模参照、标准参照形式加以评价.
1.4变式练习结构设计
言语信息变式练习即针对本身单个任务内容的组织结构,以及整体变式练习组的框架结构设计.现行的变式练习结构的设计,主要以习题题型、形式设计为主.如叙述方法、设计形式、因果或时空条件互置等几种方法,加强言语信息的记忆.
然而,言语信息的学习总是伴随着关联性概念内容的学习.如计算机网络体系结构（Computer Network Architecture）的英汉双语的学习,包含计算机网络的符号、事实以及命题的学习,计算机网络体系结构定义性概念、规则学习,而对后一部分的掌握往往才是学习的根本目的.因此,变式练习中更应该体现关联性信息的呈现.
2技能为主的变式练习设计
技能练习包括认知策略、智慧技能、动作技能等.从知识分类视角而言,属于程序性知识的规则习得、调控和运用阶段,具有层级性特征.
智慧技能要求学习者运用概念和规则对外办事、调控概念和规则,达到“做”的步骤,属于智慧技能特例；动作技能即运用概念和规则协调身体和肌肉的能力,它直观地反应个体动作行为的现象和结果［4］.
以技能为主的变式练习设计需从技能群组任务分析过程、问题情境创设、支持策略设定、学习评价设计和变式练习结构设计等方面展开.
2.1技能群组任务分析过程
（1）技能群组层级和先决条件辨析.技能变式练习的设计,要求递推技能群组.具体而言,需从次级规则或概念开始,直至能被学习者所能理解的命题、能产生辨别的事实或以连锁信息进行学习的符号.例如：传输层协议（TCP）规则,要求阐述TCP特点（概念学习）、TCP报文格式（规则学习）、TCP建立与释放机制（规则学习）、TCP定时管理机制（规则学习）和TCP拥塞控制策略（规则学习）等内容.具体任务分析如图1所示.
（2）甄别群组技能学习难易度.结合学习者本身的能力水平和群组技能间的难易程度,对技能的高低级别、熟练程度进行辨别.可基于数轴概念论述,例如：子网划分变式练习任务,如图2和表2所示.
2.2问题情境的创设
技能可通过言语信息表达.加涅认为情境创设的原则是向下分解传递.例如：规则学习情境是概念学习的言语指导,概念学习的情境是辨别学习的言语指导,辨别学习的情境是言语信息的对比练习等.
在智慧技能学习情境中,向学习者提供一般性表述,并通过回忆部分概念来进行言语指导,或提供完整的言语线索,或者通过言语提问并要求学习者演示规则,或融入一些强化作用的学习条件来实现.例如：数据链路概念,可提供一段完整的定义概念；也可提供数据、链路等定义概念,数据链路的特征、功能、实现方法、解决的问题等属性引导学习者回忆；也可提供一个具有完整言语线索的简单数据链陈述示例；或要求学习者根据具体问题陈述演示规则,并及时提供强化等.
在认知策略学习情境中,以学习者观察学习为主.学习者根据视觉表象来实现记忆策略,应用已有技能基础增强编码策略.认知策略可通过言语指导加以确立和激活.例如：学习者可将“计算机网络体系结构”三种模型的示意图、组成要素等进行对比归纳,进而通过阐述“每个模型的共同成分”等言语指导进行激活.
在动作技能学习情景中,向学习者提供言语指导、图片、演示、练习、反馈等成分,以引导学习者创设学习情景.
2.3设定支持策略
加涅认为规则学习的主要外部条件体现在言语指导中、学习完成后所预期的作业等,表现为以一句话表述,完整的言语线索、演示规则,以及熟悉学习条件的强化等支持过程.例如：子网划分学习任务变式练习设计任务要求建立在对子网含义、子网演算、子网验证等规则的顺序习得基础上.在学习操控中,辅以IP地址现状、划分原理、子网演算和验证等言语指导、言语线索、演示规则等支持策略,以促进自主学习过程.
2.4学习评价设计
基于规则的层级学习观点,智慧技能习得的标志有回忆和重现不同反应连锁的能力,即辨别能力、概括能力、归纳能力等.认知策略习得的标志有注意和选择性知觉、长时记忆的编码和存储、提取、问题解决等内部过程的能力.动作技能习得可以从肌肉的精细度、连贯度、封闭程度来评价.对于一个复杂的整体性任务,应采用开放式的自评量表.量表中的每一项都应该有充分的评判根据和独立的话语权［5］,如表3所示.
2.5变式练习结构设计
内隐的智慧技能和认知策略思维活动用于界定一个完整的任务技能群组,而动作技能是对概念和规则的行为表现.
诚然,整体性任务之技能群组因有子集,从而产生大量的子任务.因此,应采用“先整体、后局部,由易到难的任务群组排序”.具体如何划分难易学习任务,需从简单目标设定着手.如表4所示.
3以态度学习为主的变式练习设计
态度学习变式练习设计需从态度分析、支持策略设计与问题情境设计、学习评价设计和变式练习结构设计等方面展开.
3.1态度分析
学习结果分类理论将态度单独作为一个学习成分.加涅认为,态度是学习者进一步、高效学习的先决条件,并对态度的三个维度即认知、情感、行为（Triand,1971）进行深入研究.态度的认知方面,涉及到表达情境和态度对象之间关系的概念和命题,即“一致性需求”.例如:“大学公共计算机网络课程值得一上”；通过内省报告可以看出,态度的情感方面与伴随观念的情绪或情感有关；态度的行为方面,与行为的倾向或准备有关.例如：“主动询问老师大学公共计算机网络课程相关问题的行为”.如表5所示.
3.2设定支持策略与问题情境
态度只能通过行为表现出来,并且需要紧密结合问题情境与支持策略.加涅认为,态度学习的最好方法,就是榜样人物的示范.通过观察、学习榜样人物的行为,达到替代强化的目的.而榜样人物的选取,可以由本人或其他媒体途径获得.
计算机网络课程中,提供学科领域知名人物或专家的相关成就和生活情况,阐述他们所遇到的问题、解决的思路和某些研究领域的见解,并适当地提供正强化,可激发学习者表现出积极态度.通过塑造榜样学习,达到态度学习目的.例如：引用对网络信息安全的发言“没有网络安全就没有国家安全,没有信息化就没有现代化”,从政治意识上促进学习者的态度认知的学习；提供中国网络信息安全史上标志性人物——霍贞光,通过互联网大战等重大事件,阐述他对中国信息安全的贡献,使学习者产生一种兴趣、爱国情感和研究倾向行为等方面的态度学习.
3.3学习评价设计
在以态度学习为主的变式练习中,评价的对象是整个学习过程,包括学习前、学习中,以及学习后三个阶段.笔者根据加涅的态度学习结果,给出简要评价指标,如表6所示.
3.4变式练习结构设计
大学计算机网络课程,以态度学习为主的变式练习,需要提供一系列不同形式的榜样角色和案例,例如：榜样人物对某事件的态度、认知、情感和行为成分.如表7所示.
学习者在对榜样人物的观点、事件等学习过程中,可习得态度.态度可以是积极或消极,也可以是行为倾向或是一致性认同等内容.以态度学习为主的变式练习的设计结构,要注重从榜样人物的选择和态度内容结构加以组织.
4结束语
在自主学习环境下,学习者的具体学习任务还要根据本学科的具体内容、学习者的学习习惯等来设定.结合学习结果分类,本文分析了大学公共计算机网络课程相关知识点教学设计的五种性能变式.我们认为,支持策略的设定要根据学习者本身的能力和认知水平.整个变式练习设计环节,学习评价设计非常重要.在变式练习中,让学生拥有情境的“代入感”,因此自评量表就有很多内容,包括任务主题、时间、内容、问题解决和自我评价等内容.变式练习任务需要学习者用自己的语言描述相关任务,包括问题情景、学习目标、核心知识点、方法策略等内容.这在一定程度上能够帮助呈现学习者如何思考、解决问题,使学习者对当前的状态有个大致了解,寻求针对性解决方案.
诚然,本文基于加涅学习理论研究大学计算机网络课程变式练习,虽做了前期的研究工作,但也存在某些不完善之处,如情境、支持策略等,需要后续实际教学过程中进一步加以实践并完善.
计算机网络论文范文结:
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