基于慕課的計算機網絡課程教學探討

楊華　李志遠

【摘 要】以計算機網絡課程為例，分析該課程當前面臨的問題，從教學內容、教學設計、教學方法、實驗設置、作業(yè)設置、課程考核等六個方面對MOOC方式下的計算機網絡課程教學進行探討。

【關鍵詞】MOOC 計算機網絡 網絡化教學

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）08C-0158-03

從網絡的發(fā)展來說，互聯網的本質就是促進社會的信息溝通，使社會信息交流和獲取的效率更高、成本更低。網絡教育無疑十分符合這一定律，在萬物皆互聯的情況下，網絡教育如此之大的市場借助互聯網，無疑將實現一次更大的飛躍。大型開放式網絡課程（Massive Open Online Courses，MOOC，即慕課）是一種學習者規(guī)模較大、學習者通過互聯網的方式進行學習的網絡課堂。計算機網絡課程作為計算機及相關專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎課，在專業(yè)課程體系結構中有著非常重要的地位。計算機網絡課程教學的方式方法決定著學生的學習興趣和對專業(yè)知識的掌握力度。隨著MOOC方式的流行，傳統教學模式因其所固有的局限性迫切需要做出適當的變革，以適應新時代的教學要求。

一、MOOC教學的特點

基于MOOC方式的教學方式本質上也是基于網絡的在線教學，但其與傳統的網絡教學又有著本質上的不同，主要體現在教學的設計方式和其所遵循的連接主義式教學設計原則。

（一）MOOC教學的設計方式。MOOC教學的設計方式改變了教師作為課堂主體者的身份，體現了以學生學習為主體，教師作為引導者角色的教學設計方式，主要表現為以下方式：

1.采用細顆粒度的知識點設計，單個知識點講解通?？刂圃?分鐘至10分鐘左右，可以使學生在學習的過程中有效學習時間最大化。

2.運用互聯網的模式來處理與學生的互動，回應學生的疑慮，主要采用小組討論的方式處理與學生的互動。

3.客觀地綜合運用諸如隨堂習題和在線考試的網絡評價系統，達到科學合理地對學生所學課程進行考核的目的。

（二）集結方式的教學設計。具體如下：

1.采用集結方式的MOOC教學設計可以很容易地收集、處理各類信息資源，然后將這些信息資源分類集結成相關專題，以利于不同類型的學生進行分類學習。

2.基于MOOC方式的網絡教學方式突破了傳統教學中的教材固定化模式，可以在不改變課程體系的情況下對不同教材進行裁剪組合。

3.通過互聯網的方式與其他教學設計者進行交流溝通，以更進一步提升教學設計的有效性。

二、計算機網絡課程教學面臨的挑戰(zhàn)

伴隨著計算機技術的進步，將計算機引入教學活動中形成多媒體教學，改變了傳統教學活動中“黑板+粉筆”的教學模式，但現階段的普通多媒體教學方式仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，主要表現在以下方面。

（一）教學內容選取有限。綜合部分國內外計算機網絡經典教材（見表1），Tanenbaum教授的Computer Network和謝希仁教授的《計算機網絡》均通過OSI七層簡化模型后的五層模型來組織內容，課程內容從物理層到應用層逐步講解網絡的基礎概念、基本原理、相關技術和應用等，其特點是概念清楚、層次清晰，但內容偏重理論化，不便于利用實驗對理論的驗證。Kurose教授主編的Computer Networks：A Top-Down Approach Featuring the Internet則以Internet為主要線索，自應用層逐步到物理層講解計算機網絡協議原理等，該教材精心設計了大量的課后實踐任務，使學生在實踐中掌握網絡原理，但需要學生能在課后自覺獨立完成這些實踐任務。Peterson教授主編的Computer Networks：A Systems Approach同樣采用自底向上逐層講解的思路，Peterson教授反對對計算機網絡嚴格分層，更強調計算機網絡整體的系統觀，該教材內容較為豐富，需要有足夠的課時數才能達到較好的學習效果。但不管什么類型的教材，其所包含的內容均有限，很難做到既對經典原理探討的同時又對前沿研究領域的深入探究。而多媒體教學在內容的選取上就更難做到相應的平衡，受限于課時，教師通常只能講解到OSI七層簡化模型后的五層模型，網絡的高級話題諸如Internet測量、軟件定義網絡（SDN）等都很難涉及，更無法涉及網絡前沿知識。

表1 計算機網絡國內外經典教材

類別 書名 作者

教材 計算機網絡 謝希仁

教材 Computer Networks Andrea S Tanenbaum

教材 Computer Networks：A Top-Down Approach Featuring the Internet James F Kurose

教材 Computer Networks：A Systems Approach Larry Peterson

（二）教學設計多樣性不足。多媒體教學的普遍展開雖然在很大程度上提升了教師教學設計的觀念，但隨著網絡技術的不斷進步，其局限性也開始逐漸體現出來。多媒體教學在教學設計上雖然能夠引入很多諸如視頻等素材，但總體上看仍然是以講解教學為主要，教師處于教學活動中的主體地位，學生處于被動接受知識，而且當前教學課堂時長過長，學生不可能一直保持較強的專注力，因而學生對課程的學習興趣也會變弱，這對學生知識的掌握非常不利?，F階段的多媒體教學受制于教學時間和考核方式等，很難在課堂上引入諸如課堂討論、小組活動和游戲等教學設計，或是教師有意引入課堂討論等教學設計，也只能是點到為止，不能真正讓學生成為學習的主體。

（三）實驗設施的局限性。計算機網絡課程現階段的多媒體教學方式將理論講授和實驗環(huán)節(jié)分別進行，對于部分驗證性實驗，在理論講授完畢后，學生并不一定能理解其原理，而需要馬上進行驗證以加強其對知識點的掌握。受制于計算機網絡物理設備的價格和實驗教學場地等因素，應用型高校計算機網絡硬件實驗環(huán)境的構建不足，這就不足以讓學生在實驗環(huán)節(jié)中掌握理論知識，因此這種情況迫切需要進行相應的變革。

（四）考核方式的不合理。對計算機網絡課程的考核方式通常都是采用期末考試成績和平時成績的綜合計算，期末考試通常只能考核學生理論的理解程度，只能在部分程度上體現出學生對課程的理解深入，而要全面掌握學生對課程的學習程度，必須對這種考核制度進行適當的變革。

三、MOOC方式下的計算機網絡課程教學

針對上述計算機網絡課程教學面臨的挑戰(zhàn)，本文將結合MOOC教學的優(yōu)點從教學內容、教學設計、教學方法、實驗設置、作業(yè)設置、課程考核等六個方面對MOOC方式下的計算機網絡課程教學進行探討。

（一）教學內容?；贛OOC方式，教學內容完全可以在不增加學生負擔的情況下，綜合計算機網絡的經典教材，對經典教材進行裁剪重組，豐富教學內容，達到既有廣度又有深度。得益于MOOC方式的網絡教學方式，可以分類列出大量的課后閱讀材料供學生閱讀，使有能力的學生在理解教材的基礎上更進一步加深對課程的理解。同時，還可以在教材的基礎上增加本領域內的前沿研究課題供學生進行選擇性研究，比如在無線網絡的基礎上可以增加物聯網、VANET等前沿技術，進而拓寬學生的視野，提高學生對計算機網絡的學習興趣。

（二）教學設計?；贛OOC方式，教學設計方式可以靈活多變，在教學中引入參與式教學方法中的課堂討論、頭腦風暴、角色扮演、小組活動、游戲、案例分析等，進一步構建出學生為主體、教師為引導者的教學體系設計。在MOOC方式下的網絡課堂教學中，為了激發(fā)學生的思維廣度，可以設置相關議題的討論，而且這種討論甚至可以是學習小組的一種自發(fā)行為，無需教師的約束。為了讓學生更好地了解現有計算機和網絡等技術的發(fā)展歷程，可以設置相應的模塊來展示IBM、Cisco、微軟、華為等公司提出的技術回顧和未來的技術預測等，這樣可以開拓學生的事業(yè)，同時讓他們更好地理解計算機和網絡的現狀和未來，激發(fā)他們學習計算機網絡的興趣。基于多年對學生的觀察，大部分計算機類學生對網絡游戲都有著較為濃厚的興趣。在MOOC方式下的網絡課堂可以很方便地引入諸如Cisco Aspire，一款Cisco公司的網絡工程師角色扮演游戲，讓學生在游戲中進一步推進知識的掌握應用。計算機網絡課程最終需要在現實生活中得到實際的應用，因此在講述過程中可以在知識點細顆粒度上設置時設置相應的案例分析。

（三）實驗設置。在網絡技術的學習中，受限于網絡設備的價格和地理位置的限制，同時也受限于網絡搭建的復雜性，現代計算機網絡技術的學習往往在仿真環(huán)境中進行。根據MOOC方式網絡教學的特點，利用NS3、Matlab、Packet Tracer等仿真軟件構建虛擬實驗室，讓學生在實踐過程中不再局限于物理實驗室的限制，對較為抽象的理論學習過程中利用實驗積極進行驗證，以加深對知識的掌握力度。

（四）作業(yè)練習設置。基于MOOC方式，網絡教學設計中知識點設計為細顆粒度，通常要求每個知識點均為5～10分鐘，因此在知識點上的作業(yè)的設置通常以選擇題為主，而且題量不宜過多。同時，在知識點后設置作業(yè)練習時需要對各方面綜合考慮，既讓學生掌握知識點，能就該知識點展開想象，還不能過于復雜化。

（五）課程考核?；贛OOC方式的網絡教學條件下，對課程的考核通常意義上也是基于網絡進行的，因此需對考核方式進行全方面的變革。從總體上看，考核結果需要體現出：（1）小組討論和知識點后的作業(yè)練習在最后考核中也占據著非常重要的作用，學生必須擯棄單純依靠以往期末考試的發(fā)揮就能得到好的考核結果的思想，這對學生的考核評價更加公平公正；（2）制定更加嚴格和合理的考核細則，同時也要對學生有著人性化的考量，如允許學生學習感興趣的提高專題，以抵消部分作業(yè)練習等。

（六）教學方法?；贛OOC方式的網絡教學條件下，理論上可以不受課時數的限制，因此可以更容易綜合運用案例式、探究式、問題式等多種教學方法。網絡教學的理念突出了學生學習的主體地位，轉變了教師教學活動中的主導地位，教師在后期教學過程中更多的是起到引導者、討和監(jiān)督者的作用。但值得注意的是，MOOC方式的教學知識點均是細顆粒度的，授課教師在講解時需要很快抓住學生學習時的興奮點，以提高學生對知識點學習的興趣?；贛OOC方式的教學方法對授課教師要求更高，不僅需要授課教師將較大的知識點平衡為較小的知識點，并在有限的時間內較為清晰地講解，綜合起來還要具有一定的深度，在知識點后的習題和對專題閱讀材料等都需要突出重點，難易適中。

總之，針對不同學生的學習能力，采用MOOC細顆?；R點的網絡教學與傳統教學相結合的教學方式，積極轉變教師在教學活動中的地位與角色，能顯著提高學生對計算機網絡的學習興趣，并能明顯提升學生的自學能力。雖然基于MOOC方式的網絡教學可以更好地促進學生專業(yè)學習能力的提高，但仍然需要注意其中的問題，提高MOOC方式下教師自身教學水平，合理引導學生自學，督促學生保持學習的持續(xù)性，并在實踐中改善教育教學方式，探索完善基于MOOC方式的網絡教學與傳統教學的融合，以達到促進學生學習專業(yè)知識和自我學習能力提高的目的。

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【基金項目】廣西高等教育教學改革工程立項項目（2014JGA273）；廣西高等教育教學改革工程立項項目（2013JGA273）

【作者簡介】楊 華（1981- ），男，四川簡陽人，桂林航天工業(yè)學院信息工程系副教授，碩士，研究方向：計算機網絡教學，協議仿真。

（責編 黎 原）