翻转课堂教学模式在“计算机网络原理”课程中的应用

2020-04-18李照奎

林区教学 2020年4期

王岩，李照奎

(沈阳航空航天大学计算机学院，沈阳 110136)

一、传统教学方式存在的问题

传统的教学方式是教师讲授知识，学生被动接受知识，教师和学生交流互动很少。学生在听完课程后只能掌握一些基本的理论知识，课后仅会记住一些离散的知识点，对各个知识点之间的联系不会深入思考，对复杂和隐性的知识也很少会主动思考。教师和学生的交流时间很少，教师也很难及时掌握学生的学习情况，导致学习效果较差。

计算机网络原理课程教学内容覆盖计算机网络体系结构的各个层次，包括物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层，主要讲授各层的协议和技术，具有较强的理论性。知识点分散到各个层次，由于教学内容抽象，学生不易理解和掌握。学生只知道各层有哪些协议，但是各层协议之间有什么关系、协议之间如何协同工作学生却不清楚。导致学生渐渐失去了学习的积极性和主动性，最终获得的学习效果也不佳。

本文采用翻转课堂的教学模式，课前学生自主完成知识的学习，课堂上答疑解惑，讨论深入的问题，完成知识内化。课堂变成了教师与学生之间及学生与学生之间交流互动的场所，从而达到更好的教学效果。

二、翻转课堂教学模式的应用

翻转课堂教学模式主要调整课堂内外的时间安排，将学习的决定权从教师转移给学生。教师不再占用课堂的时间来讲授基本知识，这些知识需要学生在课前自主学习完成。学生能够自主规划学习内容和灵活安排学习时间，教师则在课堂上进行指导[1]。

1.课前阶段

课前阶段是信息传递阶段。这一阶段教师完成三项工作，发布教学视频、布置课前练习题和安排延伸学习任务。这一阶段的工作都是在课程的网络教学平台上完成的[2]。

教师在课程的网络教学平台上发布教学视频和PPT，要求学生每次在课程之前自主学习相关的教学视频和PPT,每个教学视频不易过长，要有较强的针对性，集中在一个知识点的讲解上，主要讲述一个特定问题。

针对每次课程的教学内容布置课前练习题，练习题是对学生自学课程基础知识的检测，要求学生在网络教学平台上完成，教师记录学生的完成情况，对学生存在的疑问则在课堂上进行讲解。

安排延伸学习任务，这是建立在学生掌握一定基础知识之上的，是对知识的深入理解和运用。它要求学生以小组为单位，利用课下业余时间完成，并在课堂上展示各组的成果。通过延伸学习任务，可以把当前的知识点和学习过的知识点联系起来，达到融汇贯通。

2.课堂阶段

课堂时间是知识吸收内化阶段[3]。教师不再讲解基础知识,而是总结学生课前练习中存在的问题，对普遍问题要进行详细讲解。

对安排的延伸学习任务，学生以小组为单位进行展示，对学生的展示，其他学生也可以提出问题，学生畅所欲言，教师与学生之间也可以讨论交流，教师点评题目的完成情况，加强了互动性。在经历了任务展示和师生讨论过程后，学生从知识的初步了解进展到一定程度的吸收内化。

传统教学的答疑环节是在课后，师生交流时间很短。在翻转课堂模式下，在课堂上答疑[4]，学生有问题可以立即提出，教师解答，其他学生也可以提出不同意见。答疑使学生能够获得更多的启发，加深对知识的吸收和理解。翻转课堂教学模式示意图如图1所示。

3.“IP数据包格式”翻转课堂教学实践

在计算机网络原理课程中，IP协议是重点教学内容之一，IP数据包格式讲解的IP包首部各个字段的含义，IP包的分片是一个难点。应用翻转课堂教学模式，课前教师发布IP数据包格式的教学视频，结合课程内容布置课前练习题，安排延伸学习任务，具体任务为举例说明IP数据包为什么要分片？应该如何分片？要求学生以小组为单位在课堂上讲解。对于分片的方法需要理解IP首部标识字段、标志字段和片偏移量字段的含义。对于分片的原因，需要综合应用网络层IP数据包和数据链路层MAC帧的知识才能解答，在传统教学中这个知识点学生掌握不好。采用翻转课堂教学模式，把分片的方法和分片的原因作为延伸学习任务提出，学生需要认真深入地思考才能解答。在课堂上，各组展示答案，学生与教师交流互动，教师在答疑环节为学生答疑解惑。

采用这种教学方式，学生成为学习的主动者，不仅掌握了IP数据包格式的基本知识，而且对分片的原因和如何分片以及网络层和数据链路层之间数据封装的内容有了更直观的认识，完成了知识吸收内化的过程。

4.“http协议”翻转课堂教学实践

在讲解应用层协议时，http协议是重点内容之一，传统教学方式在课堂上教师会讲解http协议的报文结构，学生会对报文结构有一定了解，但是对http的报文在传输层和网络层如何封装、传输层和网络层的报文具体什么样子没有直观认识。采用翻转课堂教学模式后，课前教师发布http协议的教学视频，结合课程内容布置课前练习题，安排延伸学习任务，具体任务为“用思科模拟器设计案例，捕获http请求报文传输中的TCP包和IP包”，并要求学生以小组为单位设计案例在课堂上展示成果。

在延伸学习阶段，学生用思科模拟器中的网络模式搭建具体的网络环境，用模拟模式捕获数据包，查看数据包在网络环境中实时的运作情况和处理的详细过程。在整个过程中，学生自己构建网络拓扑环境，发送数据包，捕获数据包，分析各个字段的含义。课堂上再展示本小组设计的案例。

通过设计案例，学生不仅掌握了思科模拟器的使用，而且对HTTP协议、TCP协议和IP协议格式有了更加深刻的印象，并对TCP协议建立连接和释放连接过程中实际使用的报文有了直观的认识，掌握了TCP协议首部SYN、ACK及FIN标志位的含义和使用。同时把应用层、传输层和网络层三层联系起来思考，对协议的分层和封装知识有了更深刻的体会。学生能够主动思考问题，获得了较好的学习效果，达到了教学目的。

三、课程考核方式的改进

在传统的教学中，课程考核主要依靠期末考试，仅凭一张试卷确定学生的成绩，考核方式单一，无法真实反映学生的整体学习情况。采用翻转课堂教学模式后，课程的总评成绩由课前自主学习情况、课堂中学习态度、期末考试和实验四部分组成[5—6]。课前自主学习情况根据课前练习题的完成情况给分，课中学习态度是教师根据学生在课堂上的整体表现给出评分，具体依据为各组展示延伸学习任务的情况、师生讨论交流、答疑环节学生的提问情况。