基于SPOC的遞進式計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)研究與實踐

董錚 鄭毅 金鑫

摘要：針對當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中學(xué)生存在的學(xué)習(xí)不能深入、理解不夠透徹、知識內(nèi)化不到位等問題，提出基于遞進式的計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)研究。以計算機網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計的與實施過程進行細致分析，并對教學(xué)改革效果及教學(xué)意義進行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；遞進式；教學(xué)改革

近年來，隨著信息化技術(shù)的不斷快速發(fā)展與普及，基于網(wǎng)絡(luò)化的線上、線下混合式課堂等各種教學(xué)形式層出不窮，實現(xiàn)了學(xué)生與教師的高效互動，隨之而來的教學(xué)形態(tài)也日新月異。自2019年教育部提出“雙萬計劃”以來各高校積極響應(yīng)，其中打造“金課”即為“雙萬計劃”下的一流課程，然而MOOC等線上精品資源的應(yīng)用要靠線上線下相結(jié)合來實現(xiàn)[1]。SPOC?本身自帶資源豐富優(yōu)質(zhì)，為學(xué)生營造了線上真實課堂，教師在其中扮演著指導(dǎo)者督促者的形象[2]。

典型的教學(xué)模式分為三個階段：課前認知、課內(nèi)強化和課后拓展，在認知過程中，學(xué)生登錄在線學(xué)習(xí)平臺，根據(jù)老師的要求或?qū)W習(xí)列表觀看教學(xué)視頻。獨立學(xué)習(xí)后根據(jù)材料內(nèi)容完成課后測試。在課堂上，學(xué)生與老師就他們的學(xué)習(xí)問題進行交流和互動、小組討論或展示學(xué)習(xí)成果來吸收所學(xué)知識[3]。在課后的拓展過程中，學(xué)生通過課后學(xué)習(xí)或?qū)嵺`進一步探索知識，將所學(xué)知識運用到實際應(yīng)用中，糾正對核心知識的理解，實現(xiàn)知識的升華，這種模式體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念[4]。

但根據(jù)對幾屆畢業(yè)生反饋及教學(xué)過程中的教學(xué)反思，發(fā)現(xiàn)在教授課程中有如下問題：

第一，學(xué)生學(xué)習(xí)不能有效深入課程本身，例如：對于計算機網(wǎng)絡(luò)課程整體把握不夠，學(xué)習(xí)中“只見樹木，不見森林”現(xiàn)象嚴(yán)重，對整個課程認識不足、知識應(yīng)用到實際差距較大；

第二，對沒有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的學(xué)生學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)時遇到的困惑，如剛開始對學(xué)生講OSI參考模型和TCP/IP分層，對于一個還沒有TCP/IP基礎(chǔ)的學(xué)生來講，?頓感計算機網(wǎng)絡(luò)比較抽象。

針對上述存在的問題，構(gòu)建基于SPOC的遞進式計算機網(wǎng)絡(luò)課程體系

一、構(gòu)建SPOC遞進式教學(xué)模式學(xué)習(xí)規(guī)律課程教學(xué)體系

通過將遵循遞進式學(xué)習(xí)規(guī)律，貫徹逐層分解的教學(xué)思路于教學(xué)當(dāng)中，以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求和畢業(yè)能力達成目標(biāo)構(gòu)建課程體系。結(jié)合SPOC應(yīng)用場景，自上而下將計算機網(wǎng)絡(luò)知識點逐層分化后用于工程問題的推理和計算，建構(gòu)起計算機網(wǎng)絡(luò)課程的理論體系和知識思維導(dǎo)圖，從而加深學(xué)生對于各部分間關(guān)系的理解。課程教學(xué)設(shè)計按照達成課程目標(biāo)的成果導(dǎo)向自上向下設(shè)計教學(xué)流程，《計算機網(wǎng)絡(luò)》課程設(shè)確定了如下表1所示的課程目標(biāo)與內(nèi)容。

課程內(nèi)容將遵循認知規(guī)律，從物理層到應(yīng)用層，再到網(wǎng)絡(luò)安全，樹立基于認知規(guī)律的遞進式知識體系結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)新時代的創(chuàng)新型人才。

二、具體重點研究對象和內(nèi)容

以計算機通信協(xié)議為例，計算機通信使用的協(xié)議按功能分為應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。課程內(nèi)容強調(diào)實踐回饋理論，在理論中進行實踐的驗證；重點使用頭歌實踐教育平臺，從應(yīng)用層協(xié)議入手，使學(xué)生按照認知規(guī)律逐層遞進地在實踐平臺中驗證原理知識，真正做到“做中學(xué)，學(xué)中做”；對講解課程內(nèi)容材料做到“取其精華”，保障重點內(nèi)容突出；“去其糟粕”，對底層實現(xiàn)細節(jié)的原理進行精簡，針對大多數(shù)學(xué)生，在有限時間里按照SPOC特點來進行分階段、分重點講授，讓學(xué)有余力的學(xué)生自行選學(xué)更深入的內(nèi)容，使各類學(xué)生都能“按需所學(xué)”。

現(xiàn)已路由選擇教學(xué)內(nèi)容為例，采用SPOC逐層遞進的引導(dǎo)學(xué)生。以問題為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生自己提出解決問題的方案，并逐步完善該方案。

（一）課前布置研討

課前首先布置思考題讓學(xué)生對問題進行充分地思考和研討并設(shè)計方案。充分利用校校合作資源，引入線上優(yōu)秀教學(xué)課程，并利用智慧樹、超星等平臺建立自己的SPOC課程資源，來指導(dǎo)學(xué)生進行課前研討學(xué)習(xí)。通過平臺，開設(shè)微課視頻、習(xí)題庫、資源庫、知識庫等多元素材，使學(xué)生能很好的進行知識拓展和深層次的理解，使學(xué)生能有針對性的有所選擇的學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，同時也避免的一些基礎(chǔ)理解性知識重復(fù)教授的問題。

（二）課堂教學(xué)

充分啟發(fā)創(chuàng)新思維，課上利用SPOC引導(dǎo)學(xué)生了解課前準(zhǔn)備情況，采用形象思維方法，考慮如何通過與鄰居的互相交流來獲得到所有目的地的最短路徑。利用形象思維更具創(chuàng)新性的特點，激發(fā)大膽創(chuàng)新，提出自己的方案。其次，在課堂上沿著課前思考題提供的思考方向進行研討，發(fā)表自己的想法和方案。老師及時對學(xué)生提出方案進行總結(jié)和點評，鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新思維成果。在研討成果的基礎(chǔ)上，提出所有路由選擇協(xié)議要解決的如下5個重要問題：1.什么是最佳路由？2.和誰進行交換信息？3.交換什么信息？4.何時進行交換信息？5.如何計算和更新路由表？最后講解RIP是如何解決這5個問題，并通過啟發(fā)與提問將RIP協(xié)議更新路由表的方法總結(jié)出來。

在講解完RIP協(xié)議的要點后，利用一個例子讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)RIP的缺點：“壞消息傳播得慢”的問題。然后啟發(fā)學(xué)生去解決該問題，并分析引起該問題的實質(zhì)，并將徹底解決該問題留為作業(yè)讓學(xué)生課后思考。

由此通過這種SPOC的層層遞進式的課程體系構(gòu)建，使學(xué)生達到以下目標(biāo)：

（1）從問題案例入手，結(jié)合應(yīng)用場景，構(gòu)建起為學(xué)生所需的知識框架和理論體系。

（2）通過實施使學(xué)生清晰理計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論，掌握體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ邆湓O(shè)計和研發(fā)計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于系統(tǒng)的工程能力。

（3）引導(dǎo)學(xué)生在練中求學(xué)、學(xué)中求練、邊練邊學(xué)，最后達到學(xué)以致用的終極目標(biāo)，確實能將平時所學(xué)與實踐所用統(tǒng)一結(jié)合，做到知行合一。

（三）課后引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

通過線下教學(xué)，找出學(xué)生容易忽略的問題。并合理設(shè)計課后作業(yè)讓學(xué)生完成。借助線上豐富的資源設(shè)計單元測試或小測驗，檢測學(xué)生理解和掌握的情況，并將學(xué)生分為若干小組進行線上討論并進行互評，有爭議的問題可以留言待下次線下解決。

三、研究與實踐的意義

（1）從實踐能力培養(yǎng)角度，通過專業(yè)課程實踐，讓學(xué)生作為設(shè)計者構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)，采用問題驅(qū)動的啟發(fā)式教學(xué)方法，通過精心設(shè)計一系列有一定坡度的問題，鼓勵學(xué)生提出自己解決問題的方法，在教師引導(dǎo)下，逐步“設(shè)計”出計算機網(wǎng)絡(luò)。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中作為一個技術(shù)發(fā)明者去進行科學(xué)發(fā)現(xiàn)和科技創(chuàng)新，而不是作為一個知識灌輸?shù)膶ο蟊粍咏邮苤R，真正做到學(xué)為主體，學(xué)為我用的境界。

（2）始終貫穿科學(xué)思維的培養(yǎng)。科學(xué)思維是科學(xué)工作者重要的科學(xué)品質(zhì)，培養(yǎng)具有科學(xué)思維的綜合性素質(zhì)人才是大學(xué)的任務(wù)[5]。無論在在平時理論教學(xué)中，還是實驗實踐中，將科學(xué)思維溶于其中。要大膽鼓勵學(xué)生奇思妙想，進行發(fā)散思維和創(chuàng)新思維看待周邊事物，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與實踐的充分熱情。

結(jié)語

遞進式的教學(xué)模式擬通過將由原來抽象的從TCP/IP模型改為計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層案例導(dǎo)入理論知識，既能激發(fā)學(xué)生興趣，也能潛移默化地將理論知識傳授給學(xué)生；這種啟發(fā)式的教學(xué)模式不但能應(yīng)用于計算機類課程，也能廣泛應(yīng)用于其它課程；不僅可以實踐于計算機類相關(guān)專業(yè)，也可以廣泛實踐于人工智能等新開專業(yè)。因此，本項目的教學(xué)模式探究對于提升教學(xué)質(zhì)量具有較深遠的意義。

參考文獻：

[1]段愛峰，趙旭平，史宇航.“雙萬計劃”背景下高校“金課”建設(shè)質(zhì)量評估維度——基于學(xué)習(xí)者體驗視角的扎根理論分析[J].高等理科教育，2023（02）：90-97.

[2]?陳平.基于MOOC+SPOC的“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程混合教學(xué)模式研究[J].信息系統(tǒng)工程，2023（04）：164-166.

[3]劉全忠，李彪，鄭智穎.基于MOOC+SPOC的混合教學(xué)模式改革與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2019（47）：93-94.

[4]王雨婷，楊蓉.“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”理念下高職課堂教學(xué)模式探索[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019，35（04）：39-41+80.

[5]崔杰.談C程序設(shè)計對大學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2022，24（03）：131-133.

項目基金：?2023年度湖北文理學(xué)院教學(xué)研究項項目（編號JY2023028）

作者簡介：?董錚（1980－??），男，漢族，湖北襄陽人，碩士，副高，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)。