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        MOOC理念下“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”精品課程的立體化建設(shè)

        2016-12-21 00:14:58云紅艷李琳趙志剛李建波李強(qiáng)
        計算機(jī)教育 2016年9期
        關(guān)鍵詞:微課設(shè)計

        云紅艷 李琳 趙志剛 李建波 李強(qiáng)

        摘要:MOOC的發(fā)展為高等教育課程改革帶來了一場革命,翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新的課堂教學(xué)模式?jīng)_擊著傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式。文章分析MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂帶來的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,探討如何將MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的理念融入“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”精品課程的建設(shè),梳理課程知識體系,進(jìn)行多樣化的課程設(shè)計,制作課程視頻和微課,開發(fā)課程輔助教學(xué)系統(tǒng),等等;提出以教師重點(diǎn)知識引導(dǎo)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)模式,旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力以適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代大學(xué)教育轉(zhuǎn)型改革的趨勢。

        關(guān)鍵詞:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理;精品課程立體化建設(shè);MOOC;翻轉(zhuǎn)課程教學(xué)模式;微課設(shè)計

        1.概述

        MOOC(massive open online courses)即“大規(guī)模開放在線課程”或“慕課”。2011年美國斯坦福大學(xué)Sebastian Thrtm教授開設(shè)的免費(fèi)課程“人工智能導(dǎo)論”(introduction to artificial intelligence)吸引了190個國家16萬學(xué)生網(wǎng)上注冊學(xué)習(xí),從而使得大學(xué)課程及課程資料通過網(wǎng)絡(luò)免費(fèi)開放,真正帶來了大規(guī)模的在線課程學(xué)習(xí)。可汗學(xué)院(Kahn Academy)推出的在線視頻課程涉及數(shù)學(xué)、歷史、金融、物理、化學(xué)、生物、天文學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等科目的內(nèi)容,吸引了全世界數(shù)以千萬的學(xué)習(xí)者注冊學(xué)習(xí)。伴隨著MOOC的發(fā)展,“nippedclassroom”即“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式開始流行。所謂翻轉(zhuǎn)課堂是指教師提供課程視頻等教學(xué)資源,學(xué)生課前觀看視頻等教學(xué)資料完成課程知識學(xué)習(xí),教師在課堂上組織學(xué)生對視頻課程內(nèi)容進(jìn)行深入交流討論并完成作業(yè)習(xí)題和答疑解惑的教學(xué)形態(tài)。這種教學(xué)模式顛覆了教師課堂講授、學(xué)生課后作業(yè)的教學(xué)模式,將傳統(tǒng)課堂中知識講授放在課外完成,知識的內(nèi)化吸收轉(zhuǎn)移至課堂時間完成。

        MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂是借助于互聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生的新興教育模式,吸引了全球教育工作者和學(xué)習(xí)者的關(guān)注,大規(guī)?;訁⑴c、開放共享教學(xué)資源的在線課程教育模式,給高校教育帶來了沖擊和挑戰(zhàn)。基于MOOC理念,以山東省精品課程“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”建設(shè)和改革為契機(jī),提升課程開發(fā)、教學(xué)設(shè)計和實(shí)施能力,促進(jìn)“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程教學(xué)模式的改進(jìn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動探索性,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,提高課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

        2.MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂帶來的教學(xué)模式改變

        相比傳統(tǒng)的教學(xué)模式,翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式有如下3個方面的不同。師生角色的變化:教師不再是傳統(tǒng)的課堂知識傳授者,而是作為課堂的組織者,引導(dǎo)學(xué)生在課堂上進(jìn)行交流討論完成知識消化和吸收。學(xué)生從傳統(tǒng)課堂上被動的聽課者變成課堂交流討論的主體。教師通過學(xué)生課堂交流討論和習(xí)題解答的具體情況,進(jìn)行課程重點(diǎn)難點(diǎn)知識再梳理或安排答疑解惑來組織課堂教學(xué)。②課程教學(xué)資源建設(shè)的不同:傳統(tǒng)課程教學(xué)的主要資源是教材和課程課件,而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)是課程教學(xué)視頻、課程網(wǎng)站和相關(guān)課程輔助教學(xué)材料的建設(shè)。教師根據(jù)課程教學(xué)大綱和專業(yè)學(xué)生的具體情況錄制教學(xué)視頻用于學(xué)生課前學(xué)習(xí),并為學(xué)生制作與教學(xué)視頻相關(guān)的多媒體教學(xué)課件、習(xí)題測試和輔助教學(xué)資源。課堂時間的安排:翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是通過減少教師課堂教授時間,增加學(xué)生課堂參與討論交流的時間,在課堂上通過學(xué)生之間、師生之間的交流與協(xié)作來完成教學(xué)任務(wù)。即將傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師課堂教授變?yōu)閷W(xué)生課前觀看視頻學(xué)習(xí);教師通過精心設(shè)計課堂討論內(nèi)容和話題,讓課堂時間真正最大化和有效化。

        翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念來源于建構(gòu)主義理論(constructivism)。建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào)教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心,教學(xué)建立在學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識的主動建構(gòu),學(xué)生在一定的情境中借助教師或同伴的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,主動學(xué)習(xí)獲得知識。翻轉(zhuǎn)課堂理念混合了教師重點(diǎn)講解和建構(gòu)主義學(xué)習(xí),使教師成為學(xué)生身邊的“指導(dǎo)者”而不是講臺上的“圣人”;學(xué)生可以靈活選擇觀看課程視頻的時間和地點(diǎn),激發(fā)其課前主動學(xué)習(xí)和課堂討論積極性;增加課堂上學(xué)生和教師之間的互動和個性化交流時間,讓學(xué)生得到個性化教育。這種翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式體現(xiàn)了“以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體”的思想。結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)中易于課程知識體系化和具體化的優(yōu)勢以及翻轉(zhuǎn)教學(xué)易于增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新性、主動性和個性化培養(yǎng)的優(yōu)勢,在“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”教學(xué)中融入MOOC理念和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,確立“教師重點(diǎn)知識引導(dǎo)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)”相結(jié)合的課程教學(xué)模式。

        3“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”精品課程立體化建設(shè)

        “計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”是計算機(jī)類專業(yè)的核心必修課,是一門理論與實(shí)踐并重、跨學(xué)科、知識面廣的專業(yè)課程。課程教學(xué)中確立教師教學(xué)的主導(dǎo)地位和學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位,教師不再只是傳統(tǒng)意義上的知識傳授者,而是知識學(xué)習(xí)的指引者和引路人,給予學(xué)生更多自主學(xué)習(xí)和探索的空間,引導(dǎo)學(xué)生課前觀看課程視頻、課上進(jìn)行小組討論和協(xié)作探究、課后思考拓展。

        “計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”精品課程立體化建設(shè)包含:課程知識體系和教學(xué)課件優(yōu)化調(diào)整、課程網(wǎng)站平臺構(gòu)建、微課教學(xué)設(shè)計、教學(xué)輔助系統(tǒng)開發(fā)等。通過“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”精品課程的立體化建設(shè),可以有效保障學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)、參與課堂交流討論、增強(qiáng)課后實(shí)踐反饋3個教學(xué)環(huán)節(jié)。

        3.1課程知識體系優(yōu)化調(diào)整

        為適應(yīng)計算機(jī)類學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo),“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程要求學(xué)生掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本原理和基本方法;掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和典型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;了解典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組成和特點(diǎn),理解典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作原理;能夠運(yùn)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本原理和基本方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析、設(shè)計和應(yīng)用。以謝希仁的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第六版)》作為教材,基于傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)相結(jié)合的理念,重新梳理課程知識體系。按照計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次參考模型學(xué)習(xí)各層的功能、原理、算法和協(xié)議,圍繞網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議數(shù)據(jù)封裝和各層典型設(shè)備組成結(jié)構(gòu)原理這兩條主線對課程核心知識點(diǎn)進(jìn)行組織,確立傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)知識點(diǎn)比例大致為3:2,課程核心教學(xué)知識點(diǎn)劃分如表1所示。在教學(xué)內(nèi)容組織方面,強(qiáng)調(diào)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理是根本,Intemet技術(shù)是實(shí)例。

        3.2課程網(wǎng)站平臺建設(shè)

        課程平臺建設(shè)是精品課程建設(shè)的主要內(nèi)容?!坝嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”精品課程網(wǎng)站提供了課程主講教師介紹、課程描述、教學(xué)大綱、授課教案、多媒體課件、主講教師教學(xué)錄像、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、作業(yè)解答、課程參考資料、常見問題解答、研究型教學(xué)文檔等教學(xué)資源,并鏈接課程檢測習(xí)題供學(xué)生自我測試。主講教師課程視頻(如圖1所示)是保障學(xué)生課前預(yù)習(xí)、參與課堂討論交流的基礎(chǔ)。學(xué)生通過課程平臺可以下載課程課件和參考資料,在線觀看教學(xué)視頻,開展網(wǎng)上討論,課后通過課程網(wǎng)站平臺提交作業(yè)或?qū)W習(xí)總結(jié)報告。

        3.3微課教學(xué)設(shè)計

        針對課程的難點(diǎn)和重點(diǎn)設(shè)計微課教學(xué)案例(包含背景、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)總結(jié)等),錄制微課,便于學(xué)生利用碎片時間通過微課學(xué)習(xí)鞏固課程的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容。

        廣域網(wǎng)分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的微課教學(xué)案例設(shè)計如表2所示。

        3.4課程教學(xué)輔助系統(tǒng)

        掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層參考模型的各層功能、協(xié)議和算法,是學(xué)好計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程的關(guān)鍵。由于網(wǎng)絡(luò)原理協(xié)議眾多且抽象難懂,設(shè)計一個簡單實(shí)用、直觀形象、交互性好的課程教學(xué)輔助系統(tǒng)可以幫助學(xué)生直觀地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。利用Authorwarer的交互圖標(biāo)、計算圖標(biāo)和編程接口,通過程序片段的有效嵌入,可以模擬仿真網(wǎng)絡(luò)原理和協(xié)議的復(fù)雜工作過程?;贏uthorware開發(fā)設(shè)計了3個功能模塊:①課程學(xué)習(xí)模塊用于滿足課程學(xué)習(xí)任務(wù);②習(xí)題檢測模塊用于檢測學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握;③課堂助手模塊提供學(xué)生考勤、教學(xué)公告、輕松驛站等輔助信息。

        課程學(xué)習(xí)模塊設(shè)計實(shí)現(xiàn)了3種信息交換、數(shù)據(jù)鏈路層停止等待協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)層帶有子網(wǎng)劃分的分組轉(zhuǎn)發(fā)過程、地址解析協(xié)議ARP、傳輸層三次握手的連接過程、應(yīng)用層STP生成樹協(xié)議、DHCP動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議等計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的典型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和過程原理。使用子網(wǎng)掩碼的分組轉(zhuǎn)發(fā)模擬過程如圖4所示嘲,當(dāng)用戶手動輸入主機(jī)H1(IP地址為128.30.33.13)要發(fā)送分組的目的IP地址為128.30.36.62后,可以仿真模擬分組數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)過程,使學(xué)生更加直觀地掌握分組轉(zhuǎn)發(fā)過程的工作原理。

        教學(xué)實(shí)踐證明,學(xué)生使用這套課程教學(xué)輔助系統(tǒng)更易于學(xué)習(xí)掌握抽象的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、工作過程和算法原理,更好地培養(yǎng)分析問題能力和研究實(shí)踐能力。

        4.結(jié)語

        基于MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂的理念,確立以教師重點(diǎn)知識講授和學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)模式,重新梳理優(yōu)化課程知識體系,精心設(shè)計課程內(nèi)容制作微課、錄制教學(xué)視頻、構(gòu)建課程網(wǎng)站、開發(fā)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)。通過“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”精品課程的立體化建設(shè),改革課程教學(xué)模式,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性,從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

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