计算机通信与网络课程自主实践环节设计

赵亦松+苏利敏+张雪芬+陈晓丹

摘 要 介绍计算机通信与网络课程的翻转课堂教学模式设计方法，重点阐述如何通过自主实践环节引导课堂翻转教学，提出面向任务自主实验项目的设计思路。

关键词 计算机通信与网络；翻转课堂；自主实践

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）23-0161-02

1 引言

在我国经济转型、淘汰落后产业、建立创新型工业化产业的起步阶段，需要大量的具有创新能力的工程技术人才。教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”特别强调了要强化培养学生的工程能力和创新能力。李克强总理在十二届全国人大三次会议政府工作报告中说：“要打造大众创业、万众创新。”但是传统教学模式中忽视了创新能力的培养，总结起来可以归纳为以下几个问题。

1）教师为主的课堂教授，以传递信息为主，学生被动学习，学生与教师的互动少，学生之间、学生与教师之间的探讨研究少，忽视了学生的吸收、消化、理解过程，更谈不上应用能力和创新能力的培养。

2）在实践教学中，安排的实验大多是验证性实验，给了学生详细的实验步骤，只要按照要求做，就可以得到实验结果，要求学生更多的是理解和验证课堂的知识，欠缺对学生探索或创新能力的培养和要求。

翻转课堂式教学模式是教师在课堂上由“传递信息”翻转到去引导学生探索、理解和运用知识。在课下学生可以利用优质的网络课程资源学习基础知识，不再单纯地依赖授课教师去接受知识。翻转课堂教学模式的本质是要增加学生和教师互动和个性化沟通，建立学生自主学习的环境，让教师不再是讲台上的知识传达者，而是身边的导师、引路人。下面具体介绍针对计算机通信与网络课程设计的翻转课堂教学模式。

2 翻转课堂教学模式建设总体思路

翻转课堂教学模式中最主要的环节是课下的自主学习和课堂上的交互教学，如图1所示。学生使用网络平台提供的网络教学资源进行课前和课后的自主学习，教师的课堂教学主要起到引导学生深入思考、理解、消化相关的知识。网络平台要提供丰富的教学资源，其中包含有三个层次的内容。

第一个层次是解决课程知识预习和复习，包含教学视频、练习题库、实验等内容，学生要在课前看视频、做课前感知实验，通过各个阶段的知识考核，要求学生有扎实的理论基础。

第二个层次是要培养学生的工程技术能力，引导学生学会如何应用知识。学生往往都很想知道学的知识到底可以干什么、怎么应用，所以高年级学生的毕业设计、企业的工程案例都能启发学生探究如何去应用所学的知识。行业专家、教授的新技术讲座视频也能弥补课堂教学内容和新技术发展脱节的问题，同时能提供一些网络科技创新的方向和思路。

自主实验项目环节和企业实习着重培养学生的工程技术能力，实验任务都要求有一定的开放性，给学生自由发挥的余地，同时也鼓励学生创新。计算机通信与网络课程是专业技术应用型的课程，精选的企业工程案例可以快速让学生深入工程项目场景中，熟悉网络工程技术规范、通信网络设备的产品线、网络工程实施要求，继而提高专业技术应用能力。

第三个层次的目标是培养学生的创新能力。通过科研项目、学生社团活动、技术竞赛活动，提升学生的技术应用能力，挖掘创新意识。

翻转课堂教学模式中最重要的环节是自主学习部分。自主学习的任务设计要能够让学生有兴趣、愿意做，教师要随时检查学生自主学习掌握的情况，不能放任自流。课前的自主学习是课堂交互式教学的基础，只有学生课前预习并做了课前的感知实验，才能有疑問，课堂上才能和教师深入讨论。

3 课前自主实践引导课堂教学

翻转课堂教学模式的亮点是把课堂变成师生深入研讨的地方。但课上讨论什么才能引起学生共鸣，从而愿意和教师深入探究呢？计算机通信与网络课程是围绕计算机的体系结构，介绍网络各层的功能和协议，这些知识看似只是一些概念，教师在讲述网络协议的规则时，学生很难从中找到逻辑关系，不容易引起兴趣，他们的感觉课堂就是在灌输概念，不好理解和消化。为此设计了课前的感受实验环节。下面介绍两个具体的课堂教学设计案例。

计算机体系结构课堂教学设计

1）课前自主实践。

任务一：要求利用网络仿真软件，搭建一个小型计算机网络，并按照实验指导书的详细步骤配置上典型的网络服务（如www、E-mail服务）。

任务二：分析校园网的网络拓扑结构图，思考如何实现校园网与因特网互联。

2）课堂教学。课堂教师引导学生讨论网络互联中需要解决的问题，对照自主实践中的网络实例分析网络体系结构的分层模型和各层的功能。

网络传输层课堂教学设计

课前自主实践任务一：要求学生利用网络抓包软件采集访问学校教务系统网站或登录淘宝网站的传输层数据。

任务二：上网查找有关网络DoS攻击的概念。

2）课堂教学：学生通过课前的预习作业对传输层的知识有了一些了解和感性的认识，再利用课前的感知实验按照实验步骤采集浏览网站时的传输层数据，在网络上了解一下网络DoS攻击的概念，这样在课堂教学中教师可以深入和学生讨论传输层数据是如何封装的，三次握手过程要解决什么问题，三次握手过程被黑客利用会出现什么样的网络攻击，引入网络安全的概念，引导学生思考网络安全和解决网络安全问题，并鼓励学生提出一些解决方案，激发学生的创新思维。

4 设计面向任务的自主实验项目，引导学生的创新意识

通过课前的感知实验让学生有一定的感性认识。课后的实践环节设计为开放性的实验项目，给学生设计一个应用场景，需求分析、实验的设备选择、实验设备的配置或程序编程设计、实验的步骤都由学生自己设计完成。如设计校园室外园区实现Wi-Fi全覆盖；设计学校实验大楼的计算机网络，并利用网络实现视频监控；设计在无线网络环境下的智能电子产品、智能家居等。实践过程中的团队合作、网络产品的研究、设计开发的深入，都能大大提升学生的工程技术能力和产品创新能力。

以上实践项目对于刚接触到网络技术的没有任何经验的学生有很大的难度，所以需要教师搜集和整理一些经典的工程案例，提供给学生参考；邀请企业工程师讲解分析工程案例，和学生分享一些工程经验，让学生知道实际工程中需要遵守的行业技术标准、施工规范、项目组织管理方法等。如校园网或网络实验室的招标文件、投标文件、项目合同、设备采购、系统集成与测试的资料等，都可以和学生分享。

5 小结

对于计算机通信与网络这样的实践性很强的专业技术课程，设计了课前的感受实验，让学生带着问题来上课，再通过翻转课堂与教师互动，加深对理论知识的理解，提高了学生分析问题和解决问题的能力。课后安排面向任务开放的自主实验项目，让学生在实际应用能力上得到真正提高，积累一定的实际应用经验，更有信心面对就业。

参考文献

[1]魏玉芬，朱焕，侯杰，等.推动实验课程教学改革 培养学生创新能力[J].中国现代教育装备，2014（21）：66-68.

[2]卜彩丽，马颖莹.翻转课堂教学模式在我国高等院校应用的可行性分析[J].软件导刊，2013（7）：9-11.