計算機通信與網(wǎng)絡(luò)課程自主實踐環(huán)節(jié)設(shè)計

趙亦松+蘇利敏+張雪芬+陳曉丹

摘 要 介紹計算機通信與網(wǎng)絡(luò)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計方法，重點闡述如何通過自主實踐環(huán)節(jié)引導(dǎo)課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)，提出面向任務(wù)自主實驗項目的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞 計算機通信與網(wǎng)絡(luò)；翻轉(zhuǎn)課堂；自主實踐

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）23-0161-02

1 引言

在我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、淘汰落后產(chǎn)業(yè)、建立創(chuàng)新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)的起步階段，需要大量的具有創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才。教育部提出的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”特別強調(diào)了要強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。李克強總理在十二屆全國人大三次會議政府工作報告中說：“要打造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新?！钡莻鹘y(tǒng)教學(xué)模式中忽視了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，總結(jié)起來可以歸納為以下幾個問題。

1）教師為主的課堂教授，以傳遞信息為主，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，學(xué)生與教師的互動少，學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的探討研究少，忽視了學(xué)生的吸收、消化、理解過程，更談不上應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2）在實踐教學(xué)中，安排的實驗大多是驗證性實驗，給了學(xué)生詳細(xì)的實驗步驟，只要按照要求做，就可以得到實驗結(jié)果，要求學(xué)生更多的是理解和驗證課堂的知識，欠缺對學(xué)生探索或創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和要求。

翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式是教師在課堂上由“傳遞信息”翻轉(zhuǎn)到去引導(dǎo)學(xué)生探索、理解和運用知識。在課下學(xué)生可以利用優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)課程資源學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，不再單純地依賴授課教師去接受知識。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的本質(zhì)是要增加學(xué)生和教師互動和個性化溝通，建立學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，讓教師不再是講臺上的知識傳達者，而是身邊的導(dǎo)師、引路人。下面具體介紹針對計算機通信與網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式建設(shè)總體思路

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中最主要的環(huán)節(jié)是課下的自主學(xué)習(xí)和課堂上的交互教學(xué)，如圖1所示。學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)平臺提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進行課前和課后的自主學(xué)習(xí)，教師的課堂教學(xué)主要起到引導(dǎo)學(xué)生深入思考、理解、消化相關(guān)的知識。網(wǎng)絡(luò)平臺要提供豐富的教學(xué)資源，其中包含有三個層次的內(nèi)容。

第一個層次是解決課程知識預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，包含教學(xué)視頻、練習(xí)題庫、實驗等內(nèi)容，學(xué)生要在課前看視頻、做課前感知實驗，通過各個階段的知識考核，要求學(xué)生有扎實的理論基礎(chǔ)。

第二個層次是要培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會如何應(yīng)用知識。學(xué)生往往都很想知道學(xué)的知識到底可以干什么、怎么應(yīng)用，所以高年級學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計、企業(yè)的工程案例都能啟發(fā)學(xué)生探究如何去應(yīng)用所學(xué)的知識。行業(yè)專家、教授的新技術(shù)講座視頻也能彌補課堂教學(xué)內(nèi)容和新技術(shù)發(fā)展脫節(jié)的問題，同時能提供一些網(wǎng)絡(luò)科技創(chuàng)新的方向和思路。

自主實驗項目環(huán)節(jié)和企業(yè)實習(xí)著重培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)能力，實驗任務(wù)都要求有一定的開放性，給學(xué)生自由發(fā)揮的余地，同時也鼓勵學(xué)生創(chuàng)新。計算機通信與網(wǎng)絡(luò)課程是專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型的課程，精選的企業(yè)工程案例可以快速讓學(xué)生深入工程項目場景中，熟悉網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)規(guī)范、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的產(chǎn)品線、網(wǎng)絡(luò)工程實施要求，繼而提高專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力。

第三個層次的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過科研項目、學(xué)生社團活動、技術(shù)競賽活動，提升學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，挖掘創(chuàng)新意識。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中最重要的環(huán)節(jié)是自主學(xué)習(xí)部分。自主學(xué)習(xí)的任務(wù)設(shè)計要能夠讓學(xué)生有興趣、愿意做，教師要隨時檢查學(xué)生自主學(xué)習(xí)掌握的情況，不能放任自流。課前的自主學(xué)習(xí)是課堂交互式教學(xué)的基礎(chǔ)，只有學(xué)生課前預(yù)習(xí)并做了課前的感知實驗，才能有疑問，課堂上才能和教師深入討論。

3 課前自主實踐引導(dǎo)課堂教學(xué)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的亮點是把課堂變成師生深入研討的地方。但課上討論什么才能引起學(xué)生共鳴，從而愿意和教師深入探究呢？計算機通信與網(wǎng)絡(luò)課程是圍繞計算機的體系結(jié)構(gòu)，介紹網(wǎng)絡(luò)各層的功能和協(xié)議，這些知識看似只是一些概念，教師在講述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的規(guī)則時，學(xué)生很難從中找到邏輯關(guān)系，不容易引起興趣，他們的感覺課堂就是在灌輸概念，不好理解和消化。為此設(shè)計了課前的感受實驗環(huán)節(jié)。下面介紹兩個具體的課堂教學(xué)設(shè)計案例。

計算機體系結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)設(shè)計

1）課前自主實踐。

任務(wù)一：要求利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，搭建一個小型計算機網(wǎng)絡(luò)，并按照實驗指導(dǎo)書的詳細(xì)步驟配置上典型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如www、E-mail服務(wù)）。

任務(wù)二：分析校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，思考如何實現(xiàn)校園網(wǎng)與因特網(wǎng)互聯(lián)。

2）課堂教學(xué)。課堂教師引導(dǎo)學(xué)生討論網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中需要解決的問題，對照自主實踐中的網(wǎng)絡(luò)實例分析網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層模型和各層的功能。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層課堂教學(xué)設(shè)計

課前自主實踐任務(wù)一：要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)抓包軟件采集訪問學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)站或登錄淘寶網(wǎng)站的傳輸層數(shù)據(jù)。

任務(wù)二：上網(wǎng)查找有關(guān)網(wǎng)絡(luò)DoS攻擊的概念。

2）課堂教學(xué)：學(xué)生通過課前的預(yù)習(xí)作業(yè)對傳輸層的知識有了一些了解和感性的認(rèn)識，再利用課前的感知實驗按照實驗步驟采集瀏覽網(wǎng)站時的傳輸層數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)上了解一下網(wǎng)絡(luò)DoS攻擊的概念，這樣在課堂教學(xué)中教師可以深入和學(xué)生討論傳輸層數(shù)據(jù)是如何封裝的，三次握手過程要解決什么問題，三次握手過程被黑客利用會出現(xiàn)什么樣的網(wǎng)絡(luò)攻擊，引入網(wǎng)絡(luò)安全的概念，引導(dǎo)學(xué)生思考網(wǎng)絡(luò)安全和解決網(wǎng)絡(luò)安全問題，并鼓勵學(xué)生提出一些解決方案，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

4 設(shè)計面向任務(wù)的自主實驗項目，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新意識

通過課前的感知實驗讓學(xué)生有一定的感性認(rèn)識。課后的實踐環(huán)節(jié)設(shè)計為開放性的實驗項目，給學(xué)生設(shè)計一個應(yīng)用場景，需求分析、實驗的設(shè)備選擇、實驗設(shè)備的配置或程序編程設(shè)計、實驗的步驟都由學(xué)生自己設(shè)計完成。如設(shè)計校園室外園區(qū)實現(xiàn)Wi-Fi全覆蓋；設(shè)計學(xué)校實驗大樓的計算機網(wǎng)絡(luò)，并利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)視頻監(jiān)控；設(shè)計在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的智能電子產(chǎn)品、智能家居等。實踐過程中的團隊合作、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的研究、設(shè)計開發(fā)的深入，都能大大提升學(xué)生的工程技術(shù)能力和產(chǎn)品創(chuàng)新能力。

以上實踐項目對于剛接觸到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的沒有任何經(jīng)驗的學(xué)生有很大的難度，所以需要教師搜集和整理一些經(jīng)典的工程案例，提供給學(xué)生參考；邀請企業(yè)工程師講解分析工程案例，和學(xué)生分享一些工程經(jīng)驗，讓學(xué)生知道實際工程中需要遵守的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范、項目組織管理方法等。如校園網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)實驗室的招標(biāo)文件、投標(biāo)文件、項目合同、設(shè)備采購、系統(tǒng)集成與測試的資料等，都可以和學(xué)生分享。

5 小結(jié)

對于計算機通信與網(wǎng)絡(luò)這樣的實踐性很強的專業(yè)技術(shù)課程，設(shè)計了課前的感受實驗，讓學(xué)生帶著問題來上課，再通過翻轉(zhuǎn)課堂與教師互動，加深對理論知識的理解，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。課后安排面向任務(wù)開放的自主實驗項目，讓學(xué)生在實際應(yīng)用能力上得到真正提高，積累一定的實際應(yīng)用經(jīng)驗，更有信心面對就業(yè)。

參考文獻

[1]魏玉芬，朱煥，侯杰，等.推動實驗課程教學(xué)改革 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2014（21）：66-68.

[2]卜彩麗，馬穎瑩.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在我國高等院校應(yīng)用的可行性分析[J].軟件導(dǎo)刊，2013（7）：9-11.