慕课背景下利用虚拟仿真技术进行理实一体课程开发初探

苏东梅

摘 要 慕课是利用网络技术实现的教学过程，可以为学习者随时随地提供良好的开放式自主学习资源。目前，公开的在线开放式课程大多以理论较强的课程为主，对于高职理实一体课程，由于其专业性与实践性较强，并且对实践环境的依赖性较强，因此要实现在线理实一体开放式课程具有很大的技术难度。利用虚拟仿真技术可以开发理论与实践相结合的在线开放式课程资源，促进高职优质教学资源的开放与共享。

关键词 慕课；理实一体课程；虚拟仿真技术；计算机网络技术专业；高等职业院校

中图分类号 G710 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2014）29-0022-03

慕课（Massive Open Online Course，MOOC）是近两年兴起的一种在线课程开发模式，是指由主讲教师负责的、支持大规模人群参与，由讲课视频、作业练习、论坛互动、邮件和考试相互交织的网络教学过程[1]。慕课采用短视频精讲，配以测验和互动，便于让学习者和教师看到知识与技能的掌握程度，有利于推进高职教学改革、改善教学质量、实现培养模式升级[2]。

一、开放式高职理实一体课程的开发思路分析

理实一体化课程教学就是将理论学习和实践学习结合成一体的课程[3]。理实一体化课程教学将理论和实践整合设计加以实施，这能较好的调动和激发学习者学习兴趣，促进专业实践技能培养，实现知识与技能、过程与方法学习的统一。

对于专业性较强的计算机网络技术专业核心课程来说，由于不同学校网络设备厂商与型号不尽相同，具有较大差异性，因此开发的实训教学资源受到特定厂商与型号的网络设备等实训条件限制，开发的课程资源很难实现迁移，无法满足开放与共享的需求。对于网络技术和协议工作原理的分析、真实网络设备的配置与调试、网络安全技术实施、网络故障的排除方法等实训教学任务，要通过MOOC平台实现开放、共享、共用具有很高的技术难度。

借助Packet Tracer、VMWA-RE、NS2和Apache Friends等虚拟仿真技术可以极大降低开放式网络专业理实一体课程开发的难度。例如利用思科的Packet Tracer虚拟软件可以设计协议工作原理的模拟分析、网络设备的模拟配置、网络安全技术实施、调试与排错等实训任务，开发的资源具有很强的迁移性，可以充分满足开放性与交互性的需求。对于其他高职专业也有相应的虚拟仿真软件可以满足同样的开放性需求。

二、利用虚拟仿真技术实现开放式在线理实一体课程的优势

（一）开发环节的实现更加快捷

大多数虚拟仿真软件都提供了模拟分析功能和核心技术相关实践训练功能，这是利用真实设备很难实现的。如Packet Tracer软件可以模拟设备的工作过程、协议数据帧的传输过程以及协议数据帧在传输过程中的参数变化等功能，使原本不可见的内部原理与工作过程直观展示给学习者，这对于教师讲解专业核心理论、设备的配置与调试方法、网络故障的排除提供了极大的方便。

（二）配套资源的迁移与开放更加便利

利用真实设备开发的实训教学资源往往由于不同学校的设备差异性，很难系统地迁移到其他学校供学习者使用。另外，对于复杂的综合型网络工程项目需要大量的真实网络设备，根本无法实现物理实验环境的迁移。虽然可以通过远程控制方式进行实验的配置与调试，但整体实验环境的设备及连接对于学习者都是不可见的，因而会对学习效果产生很大的影响。利用Packet Tracer虚拟仿真软件设计的实验项目可以保存成文件，迁移到学习者计算机上，这为资源的开放提供了便利，也为在线的交互提供极大的方便。

（三）排错实验任务、实验作业及考核环节的实现更加容易

在虚拟仿真技术设计实验项目中可以根据教学需要设计故障点，由学习者完成排错任务。这要比在真实网络环境中设置故障容易得多，并且，这样的文件可以复制，同时由多个学习者共同学习使用。还可以设计实验作业项目文件，通过开放的在线平台与对应的教学内容同步发布，学习者在完成作业后可以通过网络平台提交作业。利用Packet Tracer虚拟仿真软件可以设计能够自动评分的实验实训项目任务文件，此类功能可以大大简化利用真实设备进行考核的复杂性。

慕课的开放式特点使其具有较好的协同开发和在线交互等特性。对于理实一体课程对实验设备的要求，利用真实设备是很难做到协同开发与在线交互的系统性与一致性。如果使用虚拟仿真技术，协同开发与在线交互者采用相同版本的同款虚拟仿真软件即可保障协同开发的系统性与一致性，为高效的在线交互创造条件。

（四）虚拟仿真任务为真实设备的实操任务提供参考

在完成虚拟仿真实验任务后，为了弥补学习者对真实设备操作掌握的不足，可以参考虚拟仿真任务，利用真实设备完成实验或实训任务。对于网络专业在实训设备数量有限的情况下，教师可以根据学生完成虚拟仿真任务的效果和时间，控制学生分组分批利用真实设备完成课内的实验实训任务。可以引入拆毁重建思想，第一组学生完成真实设备的网络组建等任务后将设备连接拆除并恢复设备的配置，下一组学生重复同样的过程，达到充分利用实训室设备进行技能训练的目的。利用真实设备和虚拟仿真技术开发理实一体的开放式在线课程对比分析，如表1所示。

三、理实一体课程的慕课展现方式

（一）网络专业理实一体的开放式课程资源展现形式

表2结合网络技术虚拟仿真软件Packet Tracer的功能，分析如何设计网络技术专业相关的理实一体课程的开放式课程资源。

（二）以典型项目为背景的网络专业虚拟仿真教学资源开发案例的设计

借助虚拟仿真技术，配以典型网络工程综合项目为背景去贯穿网络专业核心岗位知识与技能，可以使开放式课程资源的设计更加有的放矢、便于协作、易于学习者接受。因为以典型网络工程综合项目为背景进行教学设计遵循整体性、系统性、由简到繁的教学原则。教学设计者可以多人协作基于整体项目背景拆分设计多个由简入繁的教学任务，学习者可以在整体项目背景下系统学习网络协议工作原理、网络设备配置、网络服务器工作过程、网络安全技术实施、网络故障的排除等职业岗位核心知识与技能。

（三）可以基于现有的即时通信平台实现慕课的在线交互功能

目前国内外已经建设了多个慕课平台，如国外的Coursera、edX、Udacity等，国内的慕课网、酷学习等，这些慕课平台已经上传了大量教学资源，并提供了交互功能。但是由于其专业性较强，而没有受到高职院校师生的关注。如果能够开发更多的适合职业教育的教学资源，并且通过QQ群与微信等成熟的即时通信平台进行交互，会极大地方便学习者使用，从而促进职业教育优质教学资源的开放与共享。

参考文献：

[1]邹景平.我为做中文MOOC 的老师点赞[EB/OL].[2013-12-19].http：//learning.sohu.com/20131219/n392020955.shtml.

[2]中华人民共和国教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[EB/OL].[2006-11-20].http：//www.moe.e du.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_745/200612/19288.html.

[3]国务院.关于加快发展现代职业教育的决定[EB/OL].[2014-06-22].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2014-06/22/content_8901.htm.

[4]赵志群，等.职业教育工学结合一体化课程开发[M].北京：高等教育出版社，2009：1-12.