基于微課的計算機通信與網絡實驗教學的研究

劉婷婷+韋樸+劉傳清

[摘 要]計算機通信與網絡作為大多數本科院校通信和計算機類專業的基礎課，在培養方案中占有重要的地位。教師可以將微課與計算機通信與網絡實驗教學相結合，對實驗教學中存在的問題進行剖析與解讀，并制作實驗的微課視頻。使用微課進行實驗教學能顯著提高學生對實驗內容的掌握，有利于學生對知識的鞏固。學生對微課的制作要求較高，教師需要深入思考如何提高微課制作水平。

[關鍵詞]微課；實驗教學；計算機通信與網絡

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）04-0027-03

教育作為一個亙古不變的話題，一直被廣泛討論著。在遠古時期，教育可以使人類后代在殘酷的生存環境中得以存活。進入文明時代，教育雖被不斷改進，其宗旨都是為了讓人類的文化得以保留、繼承和發揚光大。現如今，教育的目的已不僅僅對以往文化的繼承，而更多的是對文化的創造和創新。

教學作為實現教育的主要手段，一直備受關注。現在主流的教學方式是講授型，也就是教師在課堂上講授，學生被動地接受知識。這種傳統教學方式在同一課堂講授的內容和深度都是一致的，忽略了學生在思維和天賦上的差異。近年來，隨著科技的進步，國內外產生了一種將微視頻作為教學資源供學生自主學習的新型教學模式，比如國外較為有名的可汗學院（Khan Academy）和TED，國內的愛課程教學平臺、網易公開課等，觸發了教育工作者將微視頻用于教學的探索。

對于微課的定義，國內外有不同的解讀。2008年，美國人戴維·彭羅斯提出“Micro？鄄lecture”概念，他把微課定義為“知識脈沖”以產生一種更加聚焦的學習體驗。[1][2]Educause等人將微課定義為“一節短小的音視頻，體現某個單一的、嚴格定義的主題”。[3]在國內，2011年微課概念被首次提出，就以其“主題突出、短小精悍、交互性好、應用面廣”等特點被廣泛認可，引起了熱烈的討論。[4]在高等教育領域，也出現了基于微課的網絡教學與課堂教學的探索。劉運華、胡鐵生、李玉平、張靜然、姚正東等學者都從不同角度對微課的概念和內涵進行了深入解讀和剖析。[5]-[9]2014年，全國高校教師網絡培訓中心舉辦了全國高校微課教學比賽，吸引了全國31個省的1400多所高校參賽，參賽選手超過18000人，將高等教育行業對微課的熱情推向新的高度。

可以看出，不同領域、不同研究背景的教育工作者，對微課的定義有不同的看法，本文將重點關注微課與計算機通信與網絡課程中實驗教學相結合的影響和效果。

一、計算機通信與網絡實驗教學現狀分析

計算機通信與網絡作為大多數本科院校通信和計算機類專業的基礎課，在培養方案中占有重要的地位。該課程是一門實踐性較強的課程，單純依靠教師講授會比較抽象，學生無法深入地理解和體會，所以在實際教學過程中，大多采用理論與實踐相結合的授課方式。隨著社會對學生網絡操作技能要求的提高，尤其是近年來考取思科、華為等網絡設備制造商的認證等現象的逐漸升溫，作為參加社會考證的基礎課程，該課程被學生寄予了很大期望。作為該課程的授課教師，我們有必要也有義務對課程做一些思考，思考如何結合學生和社會的需求，改進教學方式，使其為學生在后續的深造中打好基礎，做好服務。

目前計算機通信與網絡的實驗課程大多有兩種開展形式：一是在實物上進行操作，通過輸出端觀察實驗結果；二是通過計算機仿真，這種方式可以設計比較大的系統，對計算機網絡有一個宏觀的認識。但是這兩種開展形式在實際中都存在一些問題。

第一種方式受限于高校經費短缺的困擾，購買的實驗設備很難滿足每一位學生的需要，一般一個批次的學生有40人左右，有些實驗項目可以實現2人一組，比如網線的制作；而另外一些實驗項目，比如路由器/交換機的配置和DHCP服務器的配置等實驗，大多是8～10人一組，學生在操作過程中，因為沒有了解清楚實驗步驟，往往不能成功完成實驗。

第二種方式看起來可以實現每個學生擁有一臺仿真設備，但是由于學生缺乏預習，對軟件的使用和操作往往不能達到實驗的基本要求。教師在實驗開展過程中，一般會演示一下實驗的步驟，因為授課時間緊張，演示也是一氣呵成，不會有太多的停頓。而學生因為對軟件不熟悉，很難跟上教師的節奏，在實驗過程中需要教師的深入指導。而在實驗中，由于學生眾多，教師也分身乏術，只能深入指導3～4個學生，實驗課就已接近結束了。所以實驗課的效果很難得到保證。

以上兩種情況如果發生會引起學生對實驗課的挫敗感，以至于在書寫實驗報告時敷衍了事。原本是為了加深學生對理論課程的理解，結果變成了敷衍，這其中存在的問題，值得我們深思。

二、微課與計算機通信與網絡實驗教學相結合

本課題組結合近期參加全國微課比賽的經驗，提出將微課教學與實驗教學相結合的改革思路。根據實際情況，我們將教學大綱中要求的多個實驗中的兩個實驗做成了三個微課視頻，分別為實驗前準備、路由器/交換機的配置和管理、DHCP服務器的配置，發布在學校的網絡學習平臺上。

第一個視頻：實驗前準備，主要教學生如何安裝軟件，以及軟件安裝過程可能遇到的問題，需要避免的情況等，作為預習工作，提前開放給學生。

第二個視頻：路由器/交換機的配置和管理，設計了一個簡單的計算機網絡，由三個路由器節點組成，通過對三個路由器節點進行命令配置，實現連接在不同路由器上的計算機互相連通（通過“ping”命令驗證）。

第三個視頻：DHCP服務器的配置，在第二個實驗基礎上，增加了一些配置操作，設置不同的IP地址池，讓學生直觀地了解DHCP命令有什么作用，如何工作。

由于以上三個視頻大多是在實驗課開展過程中播放，所以時間需要控制在10分鐘左右，并且盡量簡單直接，讓學生能在短時間內掌握實驗內容。

三、教學反饋結果分析

2016年春季，我們對南京工程學院通信工程學院通信工程（卓越）141班的學生進行了一次教學改革嘗試。實驗開始前一個星期將任務布置給學生，由學生根據自己的情況安排時間看完實驗前準備視頻。實驗前準備視頻中主要講解了實驗中需要用到的相關軟件安裝、安裝注意事項以及基本的使用步驟等。實驗進行當天，學生在實驗室中，對兩個實驗視頻進行了觀看和學習，有不明白的地方可以暫停，后退以及與教師或者其他同學討論；回到宿舍中，依舊可以觀看視頻，方便學生書寫實驗報告。從實驗授課過程和學生的實驗報告能看出，學生不再像以往那樣在實驗中不知所措，完成的時間有快有慢，這也符合學生知識水平不一的實際情況；實驗報告也能深入到實驗中，對過程和結果有詳細的解釋和深刻的體會。我們在實驗完成后，發放了教學問卷，對使用微課進行實驗教學的方式進行匿名調查，調查樣本共31人，調查結果如表1所示。

從結果中可以看出，有87.1%的學生掌握了實驗的目的，有12.9%的學生不確定是否掌握了實驗目的，主要是視頻中沒有涉及實驗目的，直接進行實驗演示，這也是我們后續對實驗視頻改進中需要注意的地方。有90.3%的學生能實現實驗操作，6.5%的學生沒有實現實驗操作，后筆者與學生交流發現其主要原因是學生沒有按照實驗前準備視頻安裝軟件，尤其是其忽略了安裝的注意事項，因此在實驗進行中無法找到相應的設備。80.7%的學生能掌握實驗的關鍵步驟，3.2%沒有掌握，16.1%不確定是否掌握，這也是我們后續對實驗視頻改進中需要重點關注的部分，需要在視頻的講解中明確告知學生實驗的關鍵步驟有哪些。77.4%的學生認為在實驗過程中互相交流變得有針對性，更加有效，而12.9%的學生不確定，9.7%的學生認為交流沒有針對性，這個現象產生的原因有幾種，一是學生對計算機操作，尤其是對新軟件的熟悉程度不一致，有部分學生只是針對軟件如何使用進行討論，而對實驗內容無暇顧及；二是與實驗目的不明確有關，視頻中只是講解了如何輸入命令，而對目的和命令缺少解釋及必要的說明。77.4%的學生順利地完成了實驗報告的撰寫，從最后實驗報告批改情況可以看出，順利完成實驗報告的學生也是能掌握實驗目的、實驗關鍵步驟的學生；而16.1%的學生在實驗報告撰寫過程中遇到了困難，這與學生未掌握實驗目的和關鍵步驟有關。最后有96.8%的學生對這次采用微課進行實驗教學的方式表示了歡迎，也表達了希望其他課程中操作較多、難度較大的實驗項目都采用微課教學方式的意愿。

從上面的調查結果可以看出，學生對微課新穎的教學方式持積極的態度，其不僅在實驗進行中能起到很好的教學效果，在實驗進行之后的實驗報告寫作過程中，微課視頻還能讓學生回憶出實驗的主要內容，寫出高質量的實驗報告。另一方面，學生對微課的制作質量要求也較高，在實驗進行中，學生大多依靠視頻來獲取知識，與教師的交流主要集中在實現實驗項目中遇到困難的時候，所以視頻質量直接影響到學生在獲取知識這個環節中的掌握程度，也對教師提出了更高的要求。

四、總結

本文主要針對微課在計算機通信與網絡的實驗課程中的應用做了相關研究，對目前計算機通信與網絡實驗教學中存在的問題進行了研究，提出在實驗教學中引入微課教學的思路，并且對基于微課的實驗教學效果進行了分析與反思，肯定了微課在實驗教學中的作用。調研結果表明絕大多數學生喜歡并且接受這種實驗教學方式，并對微課內容提出了一些更高的要求。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] Wikipedia.Microlecture[EB/OL].http：//en.wikipedia.org/wiki/Microlecture.

[2] Shieh， David. These lectures are gone in 60 seconds[J]. Chronicle of Higher Education，2009（26）：1-13.

[3] EDUCAUSE.7 things you should know about Microlectures[EB/OL].

[4] 胡鐵生，周曉清.高校微課建設的現狀分析與發展對策研究[J]. 現代教育技術，2014（2）：5-13.

[5] 劉運華，衷克定，趙國慶.新加坡微型課程研究項目的實踐與啟示[J].中國電化教育， 2005（11），98-101.

[6] 胡鐵生，詹春青.中小學優質微課資源開發的區域實踐與啟示[J].中國教育信息化，2012（11）：65-69.

[7] 李玉平.微課程——走向簡單的學習[J].中國信息技術教育，2012（11）：15.

[8] 張靜然.微課程之綜述[J].中國信息技術教育，2012（11）：19-21.

[9] 姚正東.微課程設計策略探微[J].中國信息技術教育，2012（11）：25-26.

[責任編輯：劉鳳華]