慕課背景下利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行理實一體課程開發(fā)初探

蘇東梅

摘 要 慕課是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)的教學(xué)過程，可以為學(xué)習(xí)者隨時隨地提供良好的開放式自主學(xué)習(xí)資源。目前，公開的在線開放式課程大多以理論較強的課程為主，對于高職理實一體課程，由于其專業(yè)性與實踐性較強，并且對實踐環(huán)境的依賴性較強，因此要實現(xiàn)在線理實一體開放式課程具有很大的技術(shù)難度。利用虛擬仿真技術(shù)可以開發(fā)理論與實踐相結(jié)合的在線開放式課程資源，促進(jìn)高職優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開放與共享。

關(guān)鍵詞 慕課；理實一體課程；虛擬仿真技術(shù)；計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)；高等職業(yè)院校

中圖分類號 G710 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1008-3219（2014）29-0022-03

慕課（Massive Open Online Course，MOOC）是近兩年興起的一種在線課程開發(fā)模式，是指由主講教師負(fù)責(zé)的、支持大規(guī)模人群參與，由講課視頻、作業(yè)練習(xí)、論壇互動、郵件和考試相互交織的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程[1]。慕課采用短視頻精講，配以測驗和互動，便于讓學(xué)習(xí)者和教師看到知識與技能的掌握程度，有利于推進(jìn)高職教學(xué)改革、改善教學(xué)質(zhì)量、實現(xiàn)培養(yǎng)模式升級[2]。

一、開放式高職理實一體課程的開發(fā)思路分析

理實一體化課程教學(xué)就是將理論學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)結(jié)合成一體的課程[3]。理實一體化課程教學(xué)將理論和實踐整合設(shè)計加以實施，這能較好的調(diào)動和激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)專業(yè)實踐技能培養(yǎng)，實現(xiàn)知識與技能、過程與方法學(xué)習(xí)的統(tǒng)一。

對于專業(yè)性較強的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)核心課程來說，由于不同學(xué)校網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商與型號不盡相同，具有較大差異性，因此開發(fā)的實訓(xùn)教學(xué)資源受到特定廠商與型號的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等實訓(xùn)條件限制，開發(fā)的課程資源很難實現(xiàn)遷移，無法滿足開放與共享的需求。對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和協(xié)議工作原理的分析、真實網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置與調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實施、網(wǎng)絡(luò)故障的排除方法等實訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，要通過MOOC平臺實現(xiàn)開放、共享、共用具有很高的技術(shù)難度。

借助Packet Tracer、VMWA-RE、NS2和Apache Friends等虛擬仿真技術(shù)可以極大降低開放式網(wǎng)絡(luò)專業(yè)理實一體課程開發(fā)的難度。例如利用思科的Packet Tracer虛擬軟件可以設(shè)計協(xié)議工作原理的模擬分析、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的模擬配置、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實施、調(diào)試與排錯等實訓(xùn)任務(wù)，開發(fā)的資源具有很強的遷移性，可以充分滿足開放性與交互性的需求。對于其他高職專業(yè)也有相應(yīng)的虛擬仿真軟件可以滿足同樣的開放性需求。

二、利用虛擬仿真技術(shù)實現(xiàn)開放式在線理實一體課程的優(yōu)勢

（一）開發(fā)環(huán)節(jié)的實現(xiàn)更加快捷

大多數(shù)虛擬仿真軟件都提供了模擬分析功能和核心技術(shù)相關(guān)實踐訓(xùn)練功能，這是利用真實設(shè)備很難實現(xiàn)的。如Packet Tracer軟件可以模擬設(shè)備的工作過程、協(xié)議數(shù)據(jù)幀的傳輸過程以及協(xié)議數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中的參數(shù)變化等功能，使原本不可見的內(nèi)部原理與工作過程直觀展示給學(xué)習(xí)者，這對于教師講解專業(yè)核心理論、設(shè)備的配置與調(diào)試方法、網(wǎng)絡(luò)故障的排除提供了極大的方便。

（二）配套資源的遷移與開放更加便利

利用真實設(shè)備開發(fā)的實訓(xùn)教學(xué)資源往往由于不同學(xué)校的設(shè)備差異性，很難系統(tǒng)地遷移到其他學(xué)校供學(xué)習(xí)者使用。另外，對于復(fù)雜的綜合型網(wǎng)絡(luò)工程項目需要大量的真實網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，根本無法實現(xiàn)物理實驗環(huán)境的遷移。雖然可以通過遠(yuǎn)程控制方式進(jìn)行實驗的配置與調(diào)試，但整體實驗環(huán)境的設(shè)備及連接對于學(xué)習(xí)者都是不可見的，因而會對學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生很大的影響。利用Packet Tracer虛擬仿真軟件設(shè)計的實驗項目可以保存成文件，遷移到學(xué)習(xí)者計算機上，這為資源的開放提供了便利，也為在線的交互提供極大的方便。

（三）排錯實驗任務(wù)、實驗作業(yè)及考核環(huán)節(jié)的實現(xiàn)更加容易

在虛擬仿真技術(shù)設(shè)計實驗項目中可以根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計故障點，由學(xué)習(xí)者完成排錯任務(wù)。這要比在真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中設(shè)置故障容易得多，并且，這樣的文件可以復(fù)制，同時由多個學(xué)習(xí)者共同學(xué)習(xí)使用。還可以設(shè)計實驗作業(yè)項目文件，通過開放的在線平臺與對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容同步發(fā)布，學(xué)習(xí)者在完成作業(yè)后可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺提交作業(yè)。利用Packet Tracer虛擬仿真軟件可以設(shè)計能夠自動評分的實驗實訓(xùn)項目任務(wù)文件，此類功能可以大大簡化利用真實設(shè)備進(jìn)行考核的復(fù)雜性。

慕課的開放式特點使其具有較好的協(xié)同開發(fā)和在線交互等特性。對于理實一體課程對實驗設(shè)備的要求，利用真實設(shè)備是很難做到協(xié)同開發(fā)與在線交互的系統(tǒng)性與一致性。如果使用虛擬仿真技術(shù)，協(xié)同開發(fā)與在線交互者采用相同版本的同款虛擬仿真軟件即可保障協(xié)同開發(fā)的系統(tǒng)性與一致性，為高效的在線交互創(chuàng)造條件。

（四）虛擬仿真任務(wù)為真實設(shè)備的實操任務(wù)提供參考

在完成虛擬仿真實驗任務(wù)后，為了彌補學(xué)習(xí)者對真實設(shè)備操作掌握的不足，可以參考虛擬仿真任務(wù)，利用真實設(shè)備完成實驗或?qū)嵱?xùn)任務(wù)。對于網(wǎng)絡(luò)專業(yè)在實訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限的情況下，教師可以根據(jù)學(xué)生完成虛擬仿真任務(wù)的效果和時間，控制學(xué)生分組分批利用真實設(shè)備完成課內(nèi)的實驗實訓(xùn)任務(wù)?？梢砸氩饸е亟ㄋ枷?，第一組學(xué)生完成真實設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)組建等任務(wù)后將設(shè)備連接拆除并恢復(fù)設(shè)備的配置，下一組學(xué)生重復(fù)同樣的過程，達(dá)到充分利用實訓(xùn)室設(shè)備進(jìn)行技能訓(xùn)練的目的。利用真實設(shè)備和虛擬仿真技術(shù)開發(fā)理實一體的開放式在線課程對比分析，如表1所示。

三、理實一體課程的慕課展現(xiàn)方式

（一）網(wǎng)絡(luò)專業(yè)理實一體的開放式課程資源展現(xiàn)形式

表2結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)虛擬仿真軟件Packet Tracer的功能，分析如何設(shè)計網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)相關(guān)的理實一體課程的開放式課程資源。

（二）以典型項目為背景的網(wǎng)絡(luò)專業(yè)虛擬仿真教學(xué)資源開發(fā)案例的設(shè)計

借助虛擬仿真技術(shù)，配以典型網(wǎng)絡(luò)工程綜合項目為背景去貫穿網(wǎng)絡(luò)專業(yè)核心崗位知識與技能，可以使開放式課程資源的設(shè)計更加有的放矢、便于協(xié)作、易于學(xué)習(xí)者接受。因為以典型網(wǎng)絡(luò)工程綜合項目為背景進(jìn)行教學(xué)設(shè)計遵循整體性、系統(tǒng)性、由簡到繁的教學(xué)原則。教學(xué)設(shè)計者可以多人協(xié)作基于整體項目背景拆分設(shè)計多個由簡入繁的教學(xué)任務(wù)，學(xué)習(xí)者可以在整體項目背景下系統(tǒng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器工作過程、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實施、網(wǎng)絡(luò)故障的排除等職業(yè)崗位核心知識與技能。

（三）可以基于現(xiàn)有的即時通信平臺實現(xiàn)慕課的在線交互功能

目前國內(nèi)外已經(jīng)建設(shè)了多個慕課平臺，如國外的Coursera、edX、Udacity等，國內(nèi)的慕課網(wǎng)、酷學(xué)習(xí)等，這些慕課平臺已經(jīng)上傳了大量教學(xué)資源，并提供了交互功能。但是由于其專業(yè)性較強，而沒有受到高職院校師生的關(guān)注。如果能夠開發(fā)更多的適合職業(yè)教育的教學(xué)資源，并且通過QQ群與微信等成熟的即時通信平臺進(jìn)行交互，會極大地方便學(xué)習(xí)者使用，從而促進(jìn)職業(yè)教育優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開放與共享。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒景平.我為做中文MOOC 的老師點贊[EB/OL].[2013-12-19].http：//learning.sohu.com/20131219/n392020955.shtml.

[2]中華人民共和國教育部.關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見[EB/OL].[2006-11-20].http：//www.moe.e du.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_745/200612/19288.html.

[3]國務(wù)院.關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定[EB/OL].[2014-06-22].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2014-06/22/content_8901.htm.

[4]趙志群，等.職業(yè)教育工學(xué)結(jié)合一體化課程開發(fā)[M].北京：高等教育出版社，2009：1-12.