常紅艷，伍保紅，田咪咪

(1.武漢工商學(xué)院 教務(wù)部實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，湖北 武漢 430065；2.武漢工商學(xué)院 人工智能學(xué)院，湖北 武漢 430065)

0 引言

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)”作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，是學(xué)生鞏固理論知識(shí)、鍛煉動(dòng)手能力、啟迪創(chuàng)造思維的主要實(shí)踐課程及平臺(tái)。本課程的主要教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)基本原理，掌握組網(wǎng)技術(shù)，具備系統(tǒng)思維、科學(xué)創(chuàng)新和解決實(shí)際問題的能力[1]。

在有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生將理論內(nèi)容融會(huì)貫通地運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)熟練掌握局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，按傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以高效地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下方面的弊端[2]：(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，不能滿足所有學(xué)生同時(shí)操作實(shí)驗(yàn)的需求，影響對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。(2)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速更迭，實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備往往滯后于時(shí)代，且型號(hào)單一，教學(xué)內(nèi)容形式單一，知識(shí)陳舊，無法與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)很好地運(yùn)用到現(xiàn)代化的實(shí)際中。(3)課堂教學(xué)以教師為中心，學(xué)生被動(dòng)接受信息，按照老師的步驟完成任務(wù)，思維被限制，無法充分調(diào)動(dòng)積極主動(dòng)性和自主創(chuàng)新能力。(4)課堂是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主場，在有限的教學(xué)空間和時(shí)間內(nèi)，教師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)時(shí)間難以平衡分配。(5)實(shí)驗(yàn)報(bào)告反饋不及時(shí)，實(shí)驗(yàn)考核方式不能充分、真實(shí)地反映學(xué)生知識(shí)掌握情況和綜合素養(yǎng)。

針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的上述問題，教師團(tuán)隊(duì)從教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等方面展開了一系列的改革探索與實(shí)踐。結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+教育”理念，在2020年春季新冠疫情期間“停課不停學(xué)”的背景下，教師們嘗試將傳統(tǒng)的基于硬件設(shè)備的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)”課程轉(zhuǎn)化為在線混合教學(xué)方式，并依托虛擬仿真軟件和在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行課程建設(shè)和教學(xué)設(shè)計(jì)，以期提高課程質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)習(xí)成效的提升[3]。

1 線上混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)及虛擬仿真

1.1 線上混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

線上混合教學(xué)是將所有的教學(xué)活動(dòng)都轉(zhuǎn)移在線上開展，對(duì)比傳統(tǒng)課堂教學(xué)，其最大的區(qū)別在于無法與學(xué)生面對(duì)面地進(jìn)行溝通與交流。為了在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的順利開展并提升教學(xué)質(zhì)量，筆者在學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布教學(xué)資源、預(yù)習(xí)課前資料、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、批改反饋結(jié)果，使用QQ群直播平臺(tái)替代傳統(tǒng)的面對(duì)面課堂，開展實(shí)時(shí)討論、在線答疑、作品展示、答辯演練[4-5]。

在課程建設(shè)與教學(xué)過程中，注重以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以教師為引導(dǎo)，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式教學(xué)，將傳統(tǒng)模式下的知識(shí)灌輸、機(jī)械驗(yàn)證轉(zhuǎn)換為對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)，提升學(xué)生獨(dú)立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的能力?；凇俺菍W(xué)習(xí)通和QQ群直播平臺(tái)”的線上混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程環(huán)環(huán)相扣，形成一個(gè)閉環(huán)的線上學(xué)習(xí)模式，具體如圖1所示。

圖1 線上混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程

1.2 虛擬仿真軟件教學(xué)環(huán)境

Cisco Packet Tracer是思科打造的一款網(wǎng)絡(luò)模擬工具，為學(xué)習(xí)者提供了設(shè)計(jì)、配置、排除網(wǎng)絡(luò)故障等虛擬操作環(huán)境，軟件中的仿真設(shè)備如圖2所示。學(xué)生使用時(shí)，在用戶界面拖拽圖形任意構(gòu)建簡單或復(fù)制的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，Cisco Packet Tracer有效補(bǔ)充了傳統(tǒng)課堂上物理硬件設(shè)備技術(shù)滯后和數(shù)量有限的問題。此外，教師可以通過仿真軟件制作實(shí)驗(yàn)演示視頻，剪輯制作完成后，上傳至學(xué)習(xí)通平臺(tái)供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，將有限的課堂時(shí)間延伸到課外，擴(kuò)展課時(shí)量。

圖2 Cisco Packet Tracer軟件中的設(shè)備模型示例

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)線上混合式教學(xué)模式實(shí)踐

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)線上混合教學(xué)活動(dòng)主要從教學(xué)資源庫構(gòu)建庫、課前預(yù)習(xí)、直播課堂互動(dòng)教學(xué)、課后評(píng)估反饋4個(gè)方面展開。

2.1 分析學(xué)情——構(gòu)建教學(xué)資源庫

在課前開發(fā)準(zhǔn)備工作中，教師需結(jié)合學(xué)習(xí)者的專業(yè)培養(yǎng)方案，了解學(xué)生前導(dǎo)課程學(xué)習(xí)情況，準(zhǔn)確把握學(xué)情，確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)制作形式多樣、內(nèi)容豐富的數(shù)字教學(xué)資源，包括基于Cisco Packet Tracer的案例演示視頻、其他音頻、圖文課件、自測練習(xí)、在線實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，并上傳至學(xué)習(xí)通平臺(tái)。按照知識(shí)點(diǎn)的邏輯結(jié)構(gòu)確定任務(wù)清單順序，構(gòu)造系統(tǒng)化的教學(xué)資源庫。

2.2 創(chuàng)設(shè)情境——開展課前預(yù)習(xí)

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、結(jié)合實(shí)際生活中的應(yīng)用場景進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)，能夠引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)情境。將情境下的教學(xué)微視頻、學(xué)習(xí)課件以及預(yù)習(xí)測驗(yàn)上傳至課程平臺(tái)，設(shè)置成任務(wù)點(diǎn)，明確預(yù)習(xí)內(nèi)容推送至學(xué)生端。學(xué)生根據(jù)任務(wù)清單，結(jié)合線上視頻在仿真軟件中展開實(shí)踐，完成課前知識(shí)儲(chǔ)備環(huán)節(jié)，為互動(dòng)課堂做好充分的準(zhǔn)備。

2.3 互動(dòng)教學(xué)——?jiǎng)?chuàng)建以學(xué)生為中心的直播課堂

互動(dòng)課堂強(qiáng)調(diào)學(xué)生作為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，教師引導(dǎo)學(xué)生協(xié)作與探究意識(shí)的構(gòu)成。教師根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)任務(wù)和預(yù)習(xí)測驗(yàn)的完成情況，了解預(yù)習(xí)效果，進(jìn)而明確在QQ直播課堂互動(dòng)的活動(dòng)主題。學(xué)生作為課堂的主體，在教師引導(dǎo)下可以將疑難問題推送至平臺(tái)討論區(qū)，采取師生答疑、互動(dòng)、分組討論的方式對(duì)問題進(jìn)行探討，引發(fā)學(xué)習(xí)者的深入思考，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)情緒。教師把控整體課堂進(jìn)度，組織答疑、作品展示、角色翻轉(zhuǎn)等活動(dòng)，形成活躍高效互動(dòng)的課堂氣氛。

2.4 實(shí)時(shí)反饋——為學(xué)生提供個(gè)性化輔導(dǎo)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交方式是學(xué)生課后完成報(bào)告，學(xué)生得到反饋的時(shí)間嚴(yán)重滯后。另外，由于課堂時(shí)間有限，教師也只能針對(duì)共性問題進(jìn)行講解。在線上混合課堂中，學(xué)生在學(xué)習(xí)通平臺(tái)上提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，客觀題平臺(tái)自動(dòng)批改反饋，主觀題由教師采取實(shí)時(shí)在線語音或錄制微視頻推送給指定的學(xué)生，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的個(gè)性化輔導(dǎo)。

3 實(shí)踐教學(xué)效果分析

線上混合教學(xué)模式在2019—2020年下學(xué)期“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)”課程中運(yùn)用，實(shí)踐結(jié)果表明應(yīng)用成效顯著。調(diào)查問卷的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，69%～77%的學(xué)習(xí)者認(rèn)為該模式在促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、加深對(duì)知識(shí)的理解、自主學(xué)習(xí)便于探索等方面非常有幫助。如圖3所示。

圖3 學(xué)習(xí)效果統(tǒng)計(jì)結(jié)果

考核方式以系統(tǒng)過程評(píng)分與實(shí)驗(yàn)成果相結(jié)合進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。著眼于“學(xué)以致用”，教師在平臺(tái)中制定考核任務(wù)清單時(shí)，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)在有限的時(shí)間內(nèi)提交實(shí)驗(yàn)成果。教師根據(jù)學(xué)習(xí)者的完成速度、正確率、完整性、創(chuàng)造性、個(gè)性化等指標(biāo)予以評(píng)價(jià)，最終通過分析系統(tǒng)所統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，了解學(xué)生差異性和能力系數(shù)。以便后期教學(xué)措施的調(diào)整，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

4 結(jié)語

基于虛擬仿真軟件和在線教學(xué)平臺(tái)的線上混合教學(xué)模式能消除硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境的弊端，彌補(bǔ)課程的課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，從而擴(kuò)展課時(shí)量，同時(shí)，打造課堂互動(dòng)氛圍，提升課下自主學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)了優(yōu)質(zhì)的教與學(xué)。雖然線上混合教學(xué)模式在過程化教學(xué)中效果顯著，但學(xué)生在虛擬環(huán)境中操作實(shí)驗(yàn)時(shí)缺乏真實(shí)體驗(yàn)感。因此，在疫情后的教學(xué)中，應(yīng)科學(xué)對(duì)待工科實(shí)驗(yàn)，合理地虛實(shí)結(jié)合，靈活運(yùn)用教學(xué)手段進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。