基于微课和翻转课堂的计算机网络实验课程教学
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作者:朱晔 周爱平 江敏
摘要：深入研究了计算机网络实验课程教学，分析了其存在的问题，针对问题，提出了解决的方法，在微课的基础上制定翻转课堂教学模式。其分为课前学习微课视频，课上实践操作，课后巩固提升。该模式在计算机网络课程实验教学的使用，有效提高了学生的主动学习能力和实践综合能力。
关键词：微课;翻转课堂;计算机网络;实验教学
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）06-0170-02
计算机网络实验是高校计算机专业、通信专业学生的必修基础课程，旨在培养学生实践能力和创新能力嘲，在高校人才培养中发挥着重要的作用。因此，教师重视网络实验的教和学生注重网络实验的学。随着信息技术、互联网技术的飞速发展，各种开放形式的网络在线教学随之形成。如何在传统课程教学中有效融入这些新型的教学模式，达到一个理想的教学效果，是每个老师所关注的嘲。本文在本校教改课题资助下，为了提高网络在线教学质量，制定了完善的教学模式。
1计算机网络实验教學存在的问题
1.1缺乏完善的教学模式，未有效调动学习积极性，教学质量不佳
传统教学模式是实验课前布置实验任务，学生需了解实验内容、实验目的，课上教师讲解实验内容，学生按照步骤完成实验任务，课后完成实验报告。传统教学模式存在三个弊端：①预习是实验教学中重要组成部分，高效的预习能促进实验的完成，提升教学效果。然而，实验预习内容是文字材料，学生往往觉得很枯燥。另外，计算机网络实验本身具有一定的难度，学生难以顺利开展实验。因此，只有少数学生能高效地完成预习任务，大部分学生只是初步了解实验任务，甚至个别学生不预习实验内容。②由于学生低效率的预习，教师在课堂上需要花费大量时间授课，并没有足够的时间来启发学生思考和回答问题。因此，学生只能够完成实验的基本部分，并没有时间对实验进行创新和改进。③课后教师和学生之间缺少一个有效的互相交流机会，导致教师无法知晓学生的实验学习情况和提供学生之间互相交流的平台。
1.2设备数量少，功能单一限制了课程的开设，教学效果欠佳
目前，计算机网络课程已成为计算机专业的必修课，甚至在部分高校中，已成为各个学科专业的一门重要的必修课。由于专业众多，学习背景不同，学习要求不同等等，无法开出和专业相对应的实验课。具体表现在两个方面：①实验设备数量少，不能够满足所有同学的实验要求。②实验设备功能单一，部分高校的实验室只有交换机和路由器两类基础设备，只能进行交换机和路由器的初级实验。无法完成诸如无线网络、网络安全等中高级实验，从而难以培养满足社会需求的网络综合性人才。
2微课的教学特点
微课主要是通过网络视频的模式进行授课，课程内容基本是常见的具有代表性的重要知识点或专题活动等，其主要特点是短小、精湛。根据其种类可以划分为实验型、解惑型、传授型、其他类型等，围绕这些类型还延伸很多相应的补充内容，如教学方案、授课资源、习题库、信息交流等方面。微课以互联网为传播媒介，学生无论何时何地都可以结合自己所需，通过手机或电脑等直接进行学习，显得非常便捷。微课可以根据学生接受能力的差异性制定各种级别的问题，以便让学生更容易掌握知识点。将传统课堂的理论知识与实践进行有机结合，让学生全身心投入到实际运用中，增加了现实操作效果。
3基于微课的翻转课堂教学
对网络教学模式中面临的问题进行深入分析，借鉴微课的长处，对新型的教学模式展开进一步的探究，有效提升网络教学效率。这种新型的教学形式侧重于微课预习、课堂过程中促进学生积极互动交流理论与实践有机融合、课后运用试验信息反馈的模式展开一系列的学习。
3.1录制高质量的微课视频，改善预习效果
网络教学的质量主要取决于微课预习的效果，而微课的关键因素就是视频的制作。高质量的视频课程对于提高学习效率有着至关重要的意义，因此制作高质量的微课视频是必不可少的。结合不同层次学生的接受能力及普遍规律等，应建制小而精的视频，通常大概在5～8min，最长不超过10分钟，每个视频只强调一个重点知识，学生结合自身的情况可以自由选择学习内容，并且可以循环观看视频。计算机网络实验的微课视频主要包括以下内容：
①实验的意义及标准。主要是实验结束后说明学生达到的标准，有了解、理解和掌握，其中，了解的要求最低，大致了解知识点即可，掌握的要求最高，需要深刻理解、熟练掌握知识点和操作步骤。②实验的知识准备。主要介绍实验完成后应当掌握的理论知识点，应在课前进行预习，主要是因为实验是在理论知识的前提下完成的，学生所学习的专业不同，那么对于知识点的了解的标准也有所差异，比如“DHCP配置”的实验，对于物联网专业的学生，要求比较高，除了掌握DHCP服务器和DHCP客户端在同一个网络地址下的配置，还需要掌握它们在不同网络地址下的配置，即中继的配置。教师需要结合各专业的培养方案制作不同的知识框架视频，显得尤其必要。需要深人的分析讲解每项知识难点，鼓励学生通过实验去剖析这类知识原理，促使学生深刻理解网络原理。③实验环境和设备。主要介绍实验的网络环境和使用设备，在网络实验中，网络环境不同，实验过程也不尽相同，可以引导学生思考，体验不同网络环境的配置，培养学生的动手操作能力和创新思维。④实验内容与步骤。实验内容与步骤这部分主要介绍的是实验的步骤，演示途中突出操作难点，演示过程中留给学生独立思考的时间，开拓思维，从而加强学生对问题探究的认知。⑤实验应用与实验拓展。通过实验应用与拓展让学生了解所做实验的应用方向，并通过具体应用提高学生的学习兴趣。制作微课不仅需要正确的知识结构，在制作视频的过程中插入动画解析，激发学生学习兴趣，便于掌握知识重点和难点。例如，在双绞线制作的实验时，用文字和图片显示制作的步骤，用动画显示制作的过程，这样学生一目了然，详细过程如图1所示。
在网络课程中添加微课视频，便于学生不受时间空间限制进行学习，掌握知识点后，学生需完成一些简单的测验题。网络原理的掌握符合规定标准后，在课堂过程中可以展开具体的实践操作，有效确保预习质量。
3.2课堂实验操作
实验课程是在实践操作的基础上进行的，学生通过实践操作可以获得深刻的学习体验。由于学生课前学习过微课，已经了解基本知识原理，课堂上无须详细讲解，可以将更多的时间留给学生实践操作，思考老师提出的问题，并针对问题进行探索性实践操作，比如“WWW配置”实验，在课堂上提出了4道问题：①如何实现多IP地址访问多个网站？②如何实现基于身份验证的访问？③如何实现拒绝某些IP地址访问？④如何实现域名访问网站？学生通过小组讨论的方式找出问题的答案。
3.3课后知识巩固与应用提升
实验课程结束后还需要加强两方面的内容：①实验的书面汇报。实验完成后全部学生应当根据规定整理实验的一系列过程，回顾实验的步骤和过程。如果一些同学不满足实验结果，可以重复实验。②制定实验方案，进行不断优化创新。建设满足学生创新需求的实验室。当学生需要组织科技研发、创造等活动时可以提出申请。为能将理论灵活应用于实践、成绩优秀、兴趣浓厚的学生提供相应的实验设备，在导师的辅导下进行实验活动。主要是为了加强对学生创新意识的培养，为学生提供发挥优势的空间。
基于微课和翻转教学形式的评价主要由两个方面构成，即线上测试占30%，线下70%（操作成绩35%，报告成绩35%）。
4结束语
针对传统计算机网络课堂中面临的主要问题，提出基于微课和翻转课堂的计算机网络实验教学模式。该教学模式具备以下几个方面的优势：首先，由教师讲解为主的传统模式转变成学生为主的新模式;其次，新型的教学形式和以往的课堂进行有机融合，提高教学质量;再者，通过这种方式进行学习可以有效调动学生积极性，促使学生全面掌握知识原理，提高学生的创新能力，有利于最大化的发挥学生的自身优势。总之，基于微课和翻转课堂的教学模式可以有效提升教学效率。怎样才能更为有效地将这种新型的教学模式与实验教学相结合，教育领域相关学者基于此方面还需进行深入的研究并持续进行优化创新。
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