翻轉(zhuǎn)課堂模式下武警院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)研究

董思妤

摘 要： 結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)現(xiàn)狀，對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用于教學(xué)的可行性進(jìn)行了分析。針對武警院校學(xué)員實(shí)際需求，結(jié)合教學(xué)案例給出基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的具體實(shí)施策略，將目前熱點(diǎn)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中，對提高教學(xué)質(zhì)量有一定的幫助。

關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)； 翻轉(zhuǎn)課堂； 教學(xué)案例； 教學(xué)模式； 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）09-66-03

Research on computer network teaching under the flipped classroom mode in CAPF colleges

Dong Siyu

（Department of Information Engineering， Officers College of CAPF， Chengdu， Sichuan 610213， China）

Abstract： With the present situation of computer network course teaching， the feasibility of applying the flipped classroom teaching mode to teaching is analyzed. Aiming at the practical needs of the armed police academy students， combined with the teaching case， the specific implementation strategy of flipped classroom teaching is given. The current hot spot of the flipped classroom teaching mode is applied to the computer network course teaching， which is helpful to improve the teaching quality.

Key words： computer network； flipped classroom； teaching case； teaching mode； teaching quality

0 引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是武警初級指揮生長干部學(xué)歷教育合訓(xùn)人才培養(yǎng)方案中一門重要的工程技術(shù)類基礎(chǔ)課程，從武警部隊(duì)人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，為學(xué)員提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面的基本訓(xùn)練。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本理論知識，掌握常見計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組建、管理方法和技能，為將來從事武警指揮信息化工作打下良好基礎(chǔ)。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)現(xiàn)狀

目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面向我院所有大三工程技術(shù)類學(xué)員，共40個(gè)課時(shí)，20個(gè)教學(xué)班同時(shí)開設(shè)。該課程是一門理論與實(shí)踐結(jié)合非常緊密的課程，然而學(xué)員人數(shù)太多，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備需要的投入太大，滿足不了所有學(xué)員同時(shí)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課的需求，還是主要以課堂講授為主。我院學(xué)員主要是戰(zhàn)士學(xué)員和地方高考青年學(xué)員，他們從小學(xué)到高中，再到部隊(duì)這個(gè)相對封閉的環(huán)境，學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、生活，作息時(shí)間的安排都很一致，他們已經(jīng)習(xí)慣了被動(dòng)接受教員所傳遞的所有信息，加之他們沒有就業(yè)的壓力，對未來的工作目標(biāo)很明確，如果課堂上一味灌輸理論知識，學(xué)員不清楚所學(xué)知識對他將來工作有何幫助，就失去了學(xué)習(xí)的推動(dòng)力，很多人都是僅僅為了通過考試而去學(xué)習(xí)，期望教員劃重點(diǎn)，死記硬背，學(xué)習(xí)積極性不高。加之學(xué)員平時(shí)體能訓(xùn)練強(qiáng)度較大，一部分學(xué)員課堂學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出疲憊狀態(tài)，打瞌睡現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，教學(xué)現(xiàn)狀不盡如人意。

孔子強(qiáng)調(diào)“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”。早在3000 年前，古希臘生物學(xué)家普邏塔戈就指出：“頭腦不是一個(gè)要被填滿的容器而是一把需要被點(diǎn)燃的火把?！比绾胃纳普n堂教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)員學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)員將學(xué)與思相結(jié)合，啟發(fā)學(xué)員獨(dú)立思考和自主解決問題，同時(shí)提高課程的授課質(zhì)量是我們亟待解決的問題。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在我院的應(yīng)用

2.1 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Class），作為一種新興教學(xué)模式，在2007 年由美國科羅拉多州的兩位化學(xué)教師提出并應(yīng)用于教學(xué)，取得了令人滿意的教學(xué)效果[1]，目前已具有蔓延到高校課堂教學(xué)的趨勢。它是將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過來，教師在教學(xué)前將教學(xué)視頻放在網(wǎng)上，供學(xué)生自行觀看，即“課前傳授”。在課堂上，教師重點(diǎn)講解學(xué)生有疑惑的內(nèi)容，并用大部分時(shí)間輔導(dǎo)學(xué)生練習(xí)， 對學(xué)生的作業(yè)給予及時(shí)反饋，即“課上內(nèi)化”。

將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，教員可將相關(guān)知識點(diǎn)制作成視頻，供學(xué)員在課外學(xué)習(xí)，同時(shí)提出一些假設(shè)、猜想，讓學(xué)員通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析討論得出結(jié)論。這種方法能有效地提高學(xué)員自主學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)反思、解決問題的能力。無論學(xué)員將來是否從事相關(guān)工作，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)并且富含創(chuàng)新力的思維都將對其產(chǎn)生非常有益的幫助和影響。

2.2 在我院應(yīng)用的可行性分析

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)。目前，我院建有校園網(wǎng)絡(luò)，并且連入武警部隊(duì)三級網(wǎng)，有充足的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。學(xué)員宿舍每人配有計(jì)算機(jī)，且均可連入校園網(wǎng)。教員可將學(xué)習(xí)資料和視頻上傳至校園網(wǎng)上的學(xué)院共享服務(wù)器供學(xué)員下載學(xué)習(xí)。下午五、六節(jié)課大多數(shù)是學(xué)員自習(xí)時(shí)間，可每周安排一次讓學(xué)員在宿舍利用自己計(jì)算機(jī)自主學(xué)習(xí)，觀看教學(xué)視頻，進(jìn)行組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想，得出結(jié)論，提出問題以便課上討論。這些都可滿足翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)要求，所以是可行的。

3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)案例

筆者給出一教學(xué)案例來探討如何將翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中。其教學(xué)內(nèi)容為如何利用交換機(jī)組建簡單局域網(wǎng)。

3.1 相關(guān)知識點(diǎn)與視頻

這部分知識點(diǎn)包括：①二層交換機(jī)的工作原理；②ARP協(xié)議；③默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的作用；④VLAN技術(shù)。與此對應(yīng)，教員需制作四個(gè)“微視頻”，分別對應(yīng)四個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行講解，讓學(xué)員在課下先自學(xué)這些知識點(diǎn)，并巧妙設(shè)置問題讓學(xué)員猜想、驗(yàn)證。

3.2 課堂設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用必須要掌握的知識點(diǎn)，二層交換機(jī)是局域網(wǎng)中最常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，很多學(xué)員都有接觸，也知道它是用來直接連接用戶主機(jī)，實(shí)現(xiàn)同一網(wǎng)絡(luò)下主機(jī)之間的直接通信的，對于連接到它上面的主機(jī)要想直接進(jìn)行通信，就要求它們所在的網(wǎng)絡(luò)地址一致，也就是要處于同一網(wǎng)段。而我們又講到二層交換機(jī)是屬于數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，也就是說它是靠MAC地址去進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的。這時(shí)向?qū)W員拋出一堆問題：主機(jī)通過二層交換機(jī)相連只要知道對方MAC地址不就可以通信了嗎？為什么對IP地址還有要求呢？如果主機(jī)IP地址配置在不同網(wǎng)段就不能直接通信了嗎？二層交換機(jī)能實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的跨網(wǎng)段訪問嗎？通過這一系列問題，讓學(xué)員首先必須明白二層交換機(jī)的工作原理。二層交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)是靠轉(zhuǎn)發(fā)表，查找目的MAC相對應(yīng)的接口來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。那主機(jī)怎么獲取到對方的MAC地址呢？有的學(xué)員馬上反應(yīng)過來：是用ARP協(xié)議。學(xué)員似乎覺得這個(gè)問題解決了。主機(jī)通過發(fā)ARP廣播去請求對方主機(jī)的MAC地址，而交換機(jī)所有端口處于同一個(gè)廣播域中，所以能收到ARP請求，因而能解析到對方主機(jī)的MAC地址，便能直接通信。那究竟是不是這樣呢？實(shí)際組網(wǎng)測試一下就能得到驗(yàn)證。讓學(xué)員3-5人組成一個(gè)小組，分組展開實(shí)際組網(wǎng)驗(yàn)證。對于驗(yàn)證結(jié)果及原因開展課堂討論。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蚑CP/IP協(xié)議配置如圖1所示。

用ping命令測試連通性，在主機(jī)A上ping主機(jī)B。學(xué)員得到這樣的結(jié)果：“Destination host unreachable.”什么原因呢？ARP只解析本網(wǎng)段的MAC地址。當(dāng)主機(jī)A想訪問主機(jī)B時(shí)會(huì)先判斷對方主機(jī)是不是和本主機(jī)在同一網(wǎng)段，如果是，就會(huì)發(fā)送一個(gè)ARP請求來獲取對方的MAC地址，如果不是，就直接發(fā)送這個(gè)訪問包到網(wǎng)關(guān)去以實(shí)現(xiàn)路由，換句話說只能解析到網(wǎng)關(guān)的MAC地址。而現(xiàn)在我們沒有設(shè)置網(wǎng)關(guān)，所以網(wǎng)卡會(huì)直接告知系統(tǒng)：“Destination host unreachable.”，將通信放棄。這時(shí)學(xué)員明白了ARP協(xié)議的作用范圍。接下來教員引導(dǎo)學(xué)員做出猜想：既然能解析到網(wǎng)關(guān)的MAC地址，那我們何嘗不可以利用這個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)去實(shí)現(xiàn)二層交換機(jī)上不同主機(jī)之間跨網(wǎng)段通信呢？也就是將每臺(tái)主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置成對方的IP地址，這樣能不能解決呢？讓學(xué)員分組展開實(shí)際組網(wǎng)驗(yàn)證。對于驗(yàn)證結(jié)果及原因開展課堂討論。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蚑CP/IP協(xié)議配置如圖2所示。

在主機(jī)B上用ping命令測試與主機(jī)A的連通性。結(jié)果如圖3。Ping測試連通，同時(shí)TTL值表明是直接相連。

查看主機(jī)B的ARP緩存表，如圖4。 主機(jī)B通過ARP廣播能解析到網(wǎng)關(guān)（主機(jī)A）的MAC地址。只要能得到對方的MAC地址就能直接通信。

通過實(shí)際組網(wǎng)測試使學(xué)員認(rèn)識到，巧妙通過網(wǎng)關(guān)的設(shè)置能實(shí)現(xiàn)二層交換機(jī)上主機(jī)之間跨網(wǎng)段直接通信。這時(shí)，教員又引導(dǎo)學(xué)員做出猜想：一臺(tái)二層交換機(jī)可不可以同時(shí)承擔(dān)兩個(gè)網(wǎng)段的主機(jī)各自進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信呢？

讓學(xué)員分組展開實(shí)際組網(wǎng)驗(yàn)證。對于驗(yàn)證結(jié)果及原因開展課堂討論。

學(xué)員由前兩次實(shí)驗(yàn)所學(xué)到的知識自然能夠解釋主機(jī)B、D之間能直接通信，主機(jī)A、C之間能直接通信，而主機(jī)A、B或主機(jī)C、D之間不能直接通信。但有個(gè)別學(xué)員提到了這樣的問題：當(dāng)主機(jī)B用ARP廣播包去解析主機(jī)D的MAC地址時(shí)，這個(gè)廣播信息會(huì)擴(kuò)散到主機(jī)A和主機(jī)C；數(shù)據(jù)包被擴(kuò)散到了別的網(wǎng)絡(luò)，很不安全。這個(gè)問題怎么解決呢？這時(shí)學(xué)員發(fā)現(xiàn)用之前學(xué)過的劃分VLAN（Virtual Local Area Network）的方法就可以解決，VLAN最重要的一個(gè)作用就是分割廣播域?？梢栽诮粨Q機(jī)上基于IP地址劃分VLAN[2]。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蚔LAN配置如圖6所示。

通過幾次實(shí)際組網(wǎng)驗(yàn)證及課堂討論，讓學(xué)員自己動(dòng)手配置了網(wǎng)絡(luò)，既鍛煉了學(xué)員的思維，又將他們學(xué)到的理論知識直接應(yīng)用到實(shí)際中，學(xué)員很有成就感，也就漸漸喜歡上了這門課，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

4 結(jié)束語

本文只是針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)相關(guān)知識點(diǎn)在翻轉(zhuǎn)課堂模式下進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，從學(xué)員的反饋與教學(xué)效果評價(jià)來看，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新的教學(xué)模式，只有與軍校教育實(shí)際相結(jié)合，激發(fā)出學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣并提高教學(xué)質(zhì)量，才能體現(xiàn)其價(jià)值，也才能得到推廣與應(yīng)用。在后續(xù)的課程教學(xué)中還需要進(jìn)行大量的探索和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1] Bergmann J， Sams A. Flip your classroom： reach every student inevery class every day[M]. Washington D C： International Society for Technology in Education，2012：1-10

[2] 尚曉航.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版社，2012.