計算機通信與網絡課程自主實踐環節設計

趙亦松+蘇利敏+張雪芬+陳曉丹

摘 要 介紹計算機通信與網絡課程的翻轉課堂教學模式設計方法，重點闡述如何通過自主實踐環節引導課堂翻轉教學，提出面向任務自主實驗項目的設計思路。

關鍵詞 計算機通信與網絡；翻轉課堂；自主實踐

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）23-0161-02

1 引言

在我國經濟轉型、淘汰落后產業、建立創新型工業化產業的起步階段，需要大量的具有創新能力的工程技術人才。教育部提出的“卓越工程師教育培養計劃”特別強調了要強化培養學生的工程能力和創新能力。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：“要打造大眾創業、萬眾創新。”但是傳統教學模式中忽視了創新能力的培養，總結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，學生被動學習，學生與教師的互動少，學生之間、學生與教師之間的探討研究少，忽視了學生的吸收、消化、理解過程，更談不上應用能力和創新能力的培養。

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

翻轉課堂式教學模式是教師在課堂上由“傳遞信息”翻轉到去引導學生探索、理解和運用知識。在課下學生可以利用優質的網絡課程資源學習基礎知識，不再單純地依賴授課教師去接受知識。翻轉課堂教學模式的本質是要增加學生和教師互動和個性化溝通，建立學生自主學習的環境，讓教師不再是講臺上的知識傳達者，而是身邊的導師、引路人。下面具體介紹針對計算機通信與網絡課程設計的翻轉課堂教學模式。

2 翻轉課堂教學模式建設總體思路

翻轉課堂教學模式中最主要的環節是課下的自主學習和課堂上的交互教學，如圖1所示。學生使用網絡平臺提供的網絡教學資源進行課前和課后的自主學習，教師的課堂教學主要起到引導學生深入思考、理解、消化相關的知識。網絡平臺要提供豐富的教學資源，其中包含有三個層次的內容。

第一個層次是解決課程知識預習和復習，包含教學視頻、練習題庫、實驗等內容，學生要在課前看視頻、做課前感知實驗，通過各個階段的知識考核，要求學生有扎實的理論基礎。

第二個層次是要培養學生的工程技術能力，引導學生學會如何應用知識。學生往往都很想知道學的知識到底可以干什么、怎么應用，所以高年級學生的畢業設計、企業的工程案例都能啟發學生探究如何去應用所學的知識。行業專家、教授的新技術講座視頻也能彌補課堂教學內容和新技術發展脫節的問題，同時能提供一些網絡科技創新的方向和思路。

自主實驗項目環節和企業實習著重培養學生的工程技術能力，實驗任務都要求有一定的開放性，給學生自由發揮的余地，同時也鼓勵學生創新。計算機通信與網絡課程是專業技術應用型的課程，精選的企業工程案例可以快速讓學生深入工程項目場景中，熟悉網絡工程技術規范、通信網絡設備的產品線、網絡工程實施要求，繼而提高專業技術應用能力。

第三個層次的目標是培養學生的創新能力。通過科研項目、學生社團活動、技術競賽活動，提升學生的技術應用能力，挖掘創新意識。

翻轉課堂教學模式中最重要的環節是自主學習部分。自主學習的任務設計要能夠讓學生有興趣、愿意做，教師要隨時檢查學生自主學習掌握的情況，不能放任自流。課前的自主學習是課堂交互式教學的基礎，只有學生課前預習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 課前自主實踐引導課堂教學

翻轉課堂教學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生共鳴，從而愿意和教師深入探究呢？計算機通信與網絡課程是圍繞計算機的體系結構，介紹網絡各層的功能和協議，這些知識看似只是一些概念，教師在講述網絡協議的規則時，學生很難從中找到邏輯關系，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。為此設計了課前的感受實驗環節。下面介紹兩個具體的課堂教學設計案例。

計算機體系結構課堂教學設計

1）課前自主實踐。

任務一：要求利用網絡仿真軟件，搭建一個小型計算機網絡，并按照實驗指導書的詳細步驟配置上典型的網絡服務（如www、E-mail服務）。

任務二：分析校園網的網絡拓撲結構圖，思考如何實現校園網與因特網互聯。

2）課堂教學。課堂教師引導學生討論網絡互聯中需要解決的問題，對照自主實踐中的網絡實例分析網絡體系結構的分層模型和各層的功能。

網絡傳輸層課堂教學設計

課前自主實踐任務一：要求學生利用網絡抓包軟件采集訪問學校教務系統網站或登錄淘寶網站的傳輸層數據。

任務二：上網查找有關網絡DoS攻擊的概念。

2）課堂教學：學生通過課前的預習作業對傳輸層的知識有了一些了解和感性的認識，再利用課前的感知實驗按照實驗步驟采集瀏覽網站時的傳輸層數據，在網絡上了解一下網絡DoS攻擊的概念，這樣在課堂教學中教師可以深入和學生討論傳輸層數據是如何封裝的，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什么樣的網絡攻擊，引入網絡安全的概念，引導學生思考網絡安全和解決網絡安全問題，并鼓勵學生提出一些解決方案，激發學生的創新思維。

4 設計面向任務的自主實驗項目，引導學生的創新意識

通過課前的感知實驗讓學生有一定的感性認識。課后的實踐環節設計為開放性的實驗項目，給學生設計一個應用場景，需求分析、實驗的設備選擇、實驗設備的配置或程序編程設計、實驗的步驟都由學生自己設計完成。如設計校園室外園區實現Wi-Fi全覆蓋；設計學校實驗大樓的計算機網絡，并利用網絡實現視頻監控；設計在無線網絡環境下的智能電子產品、智能家居等。實踐過程中的團隊合作、網絡產品的研究、設計開發的深入，都能大大提升學生的工程技術能力和產品創新能力。

以上實踐項目對于剛接觸到網絡技術的沒有任何經驗的學生有很大的難度，所以需要教師搜集和整理一些經典的工程案例，提供給學生參考；邀請企業工程師講解分析工程案例，和學生分享一些工程經驗，讓學生知道實際工程中需要遵守的行業技術標準、施工規范、項目組織管理方法等。如校園網或網絡實驗室的招標文件、投標文件、項目合同、設備采購、系統集成與測試的資料等，都可以和學生分享。

5 小結

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

參考文獻

[1]魏玉芬，朱煥，侯杰，等.推動實驗課程教學改革 培養學生創新能力[J].中國現代教育裝備，2014（21）：66-68.

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