六级成绩查询0 引 言
随着科技的进步和互联网的高速发展,高等教育的主要模式已经开始从传统的课堂教育逐步转向课堂教育和在线教育相结合。2020年初,“新冠”疫情的爆发,急速推动了课堂教学从传统模式向线上模式的转化。对于以软件操作为主的计算机类实践课程,如程序设计语言、操作系统、数据库等,可以快速并且高效地转移到网络平台,采取线上模式进行,对教学进程和教学效果影响较小。然而,对于以计算机网络为代表的涉及硬件操作的课程[1]来说,则面临着如何通过线上教学锻炼和考查学生实践操作能力的考验。
虚拟仿真实践教学是较早出现在计算机网络实践课程中的一种辅助教学方式[2]。美国思科公司推出的Packet Tracer是早期学习计算机网络必备的辅助软件之一,随后华为、H3C等公司迅速发展成长,也纷纷推出了自己的网络仿真软件。这些软件均具有配置要求低、操作简便、实践性强等特点,能较好地模拟一些虚拟的网络环境,使学习者可以不用真机操作便能进行实践练习,掌握主要的实践操作要点。网
络仿真软件的应用,使得开展计算机网络实践课程不再“烧钱”,可大幅减少实验教学经费的投入[3],同时提高实验执行效率和实验成功率,降低实验复杂度[4]。由于将传统计算机网络设备的软硬件操作通过软件进行了模拟实现,使得将计算机网络实践课程转为线上教学成为了可能。然而,就目前的情况看,仅仅使用此类网络仿真软件也存在一些问题[5]:①目前的网络仿真软件是基于单机的,无法在操作过程中实现状态分享,也无法通过远程对软件进行直接的操作访问;②这些软件的仿真环境相对固定、灵活性不高,不能有效满足线上教学的要求。
此外,CDIO模式[6]和OBE模式[7-8]都对学生的工程能力提出了明确的要求。对于计算机网络课程来说,工程实践操作能力的培养是一项不容忽视的重要内容。线上和线下相结合,利用互联网环境下的新型交互式虚拟仿真实践环境,可以为新条件下开展计算机网络课程实践教学提供一种新的模式。
1 探索思路
计算机网络实践课程既包含理论知识原理的学习,也具有实机操作要求。新模式的探索可以分别从线上和线下两个部分进行。
1.1 线上部分
根据目前教育教学发展趋势,以慕课、微课等形式为代表的互联网在线课程将呈现井喷式发
线上线下结合的计算机网络虚拟仿真实践教学模式
代 宇,杜 欢,邹 洋
(重庆邮电大学 计算机科学与技术学院,重庆 400065)
摘 要:针对高等教育线上教学模式的发展趋势,从引入虚拟仿真实践教学环境的角度,分析单一进行线上教学的优缺点,并根据计算机网络实践课程实际,提出一种线上线下有机结合的实践教学模式,结合传统课堂教学的必要阶段和线上教学的优势阶段,介绍实施方案设计以及建设步骤规划。
关键词:线上教学;线下教学;虚拟仿真;实践教学模式教师资格证一年两次报名时间
基金项目:重庆邮电大学教育教改项目(XJG1622);重庆邮电大学2020年线上“金课”项目“课程设计(计算机网络)”(XJKXS2020-01)。
第一作者简介:代宇,男,高级实验师,研究方向为计算机智能、模式识别、互联网技术,***************。
的要求。普遍的做法是简单地将之前在课堂上讲授的内容照搬到网络授课平台,结合幻灯片演示等方式进行课程内容的讲授;或者直接录制成视频文件在线播放。对于知识点相对固定的课程来说,这种简单的操作方式基本能够保持原有的教学效果。然而计算机网络实践课程具有较强的灵活性,实践操作方法会根据问题的需要发生不同的变化。因此,单向的知识传输只是线上教学的第一阶段,第二阶段的重点则是如何通过线上模式在实践环境中完成教学内容的演练。
网络化的虚拟仿真环境为第二阶段的实施提供了解决方案。基于开放平台的虚拟仿真环境,教师和学生能同时访问虚拟操作环境。任课教师通过平台安排实践任务,学生在虚拟仿真环境中完成。学生的在线学习状态和学习效果可以直接通过网络化虚拟仿真环境予以记录和展现,既方便教师对教学状态进行监督,也方便教师发现实践过程中的问题,及时通过虚拟仿真平台对学生进行指导,双向互动交流。
线上教学的实施也有利于扩展师生的教学学习时间[9]。传统的课堂教学要求教师的教学和学生的学习需同步进行,教学时间相对固定。实际上,学生个体学习能力和学习效果存在差异,流水线式的教学可能造成学生在教学学习过程中对某一要点存在疑惑或不理解,有可能带着疑惑继续完成当次的后续学习内容,结果可能就是疑问的雪球越滚越大,最终教学和学习效果大打折扣。利用微课视频、直播课堂教学实况回放等类型的线上教学手段,学生可以对学习过程中不理解的知识点反复播放回看,也可以暂停学习,通过答疑、讨论等方式解除疑问后,再继续后续学习。
1.2 线下部分
尽管线上教学结合虚拟仿真平台已经为计算机网络课程提供了较为完整的教学实践过程,但以实践操作能力作为最终考核指标的课程,实际的操作将有利于印证虚拟仿真结果,并发现在虚拟环境操作下无法出现的一些实际问题[10]。
(1)线缆操作问题。这是在计算机网络实践课程实际操作时最为常见的问题之一。虚拟仿真接,但实际的操作中则存在线缆质量、接口规范、插接效果等实际问题,需要学生耐心细致地检查各个环节。
(2)设备操作问题。尽管虚拟仿真平台较为完整的模拟了网络环境、真实设备,非常接近于问题描述的实际场景,但仍可能存在一些偏差和异同。实际操作的设备因为设备生产商、软硬件版本等原因,可能会在实践操作中需要灵活应对和处理。
线下教学作为线上教学的验证和补充环节,可以增强学生的实际感官认知,提升实践动手能力,将虚拟仿真实践环境下的学习成果在现实场景中验证,且能在真实环境下培养学习者发现问题和解决问题的能力。在具备实际设备、模拟场景和实际操作条件的情况下,更加能够提升课程教学效果。同时,由于线下教学主要的方式是面对面教学,有利于授课者观察学习者的学习状态,及时获得信息反馈,并且具备手把手进行操作演练的可能。
线下教学的实施更专注于将虚拟仿真的结果应用在实际场景中,相比较于传统课堂教学“教、学、练”的必经过程,线下教学主要涉及“练”,学习过程具有更强的针对性,有利于教学学习任务的高效完成。
2 实施方案设计
基于线上教学的灵活性和线下教学的实用性,两种教学模式的有机结合将大大提升教学和学习的效果,新颖的教学学习方式也能激发学生的学习兴趣,更加主动地投入学习中。
线上教学部分采用以微课为主导,结合在线直播进行知识学习和借助虚拟仿真平台进行实践演练的模式。
(1)微课以计算机网络课程知识点为个体单位进行准备和录制,一个视频讲清一个知识点内容,视频时长也控制在可接受的范围之内,杜绝在微课中以长篇大论形式来综合讲解一个或多个知识点。该步骤由课程组完成(介绍后文出现的课程组)。
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为两种:一种是在直播中串讲相关联的知识点并辅以实际案例分析,已观看学习过直播涉及全部知识点的学生可进入直播课堂进行互动学习;一种是在直播中进行提问答疑,列出常见的问题或容易理解错误的知识点,为学生答疑解惑。第二种直播也可以采取讨论区的形式进行,更有利于具有同样问题的学生交流互动。
行实践案例训练。虚拟仿真平台提供开放式案
例作为训练素材。此外,利用虚拟仿真平台提供的简单判别能力,可以辅助发现学生训练时的错误,提供建议解决方案,帮助学生灵活掌握主流解决方案。
(4)教学人员设置考核案例,由学生在虚拟仿真平台中根据案例设定的条件和要求完成。完成的结果可下载保存或提交给教学人员评审,保存的结果可用于线下教学阶段。
线下教学部分采用翻转课堂模式。已通过虚拟仿真平台模拟操作达到相应等级的学生可申请参与线下实际操作。学生利用在虚拟仿真平台获得的结果,按照问题表述和操作要求搭建问题环境,并将解决方案付诸实机操作。教学人员充当课堂管理者和设备安全指
2021事业单位考试报名入口导者角,指导学生规范
安全的完成实际操作,解
决遇到的问题和回答学生
的疑问。此外,根据课程
具体要求,教学人员还可
以根据学生的完成情况对
学生的表现进行评分,完
成传统教学所需要的成绩
评定。公务员报名时间表2023国考
教学模式架构设计如
图1所示。
3 建设步骤规划
第一步,搭建稳定可
靠的在线虚拟仿真实验教
学平台。
以按照平台功能和产品说明书组织和扩充相应的教学和实践内容供在线学习和实践。计算机网络虚拟仿真平台应具备相应的网络设备、虚拟化的网络应用环境等。课程资源也包含微课视频的准备和录制。课程组组织骨干成员教师研讨知识点划分和讲授的内容,拟定合适的表现形式并最终制作成教学微视频。在自建网站或知名课程网站上开设课程栏目,上传制作完成的教学微视频,完成基础知识准备。
第三步,组织学生线上学习和论坛互动交流。
学生需独立安排时间观看教学微视频累积“知识点经验”,同时配合使用虚拟仿真实验教学平台开展基础训练,累积“操作点经验”。
图1 教学模式架构设计
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以周或者相似时间间隔为单位安排在线直播平台的直播串讲及实时交流。具有一定“知识点经验”的学生可参与直播平台学习,巩固既有知识技能,完善理论知识和实践能力储备。
第五步,课程组在虚拟仿真平台上组织课程考核。
通过指定时长的线上学习,学生具备了参与课程考核的“知识点经验”和“操作点经验”,可参与课程组发布在虚拟仿真平台上的考核测试。完成考核的学生除可以获得考核结果外,同时结束了线上教学阶段的学习。
第六步,课程组准备线下实践环境。
按照线上考核题目内容,课程组准备好相应的网络设备和实践操作环境。
第七步,线上考核通过的学生开始线下教育环节,进行项目实操。将虚拟仿真实践结果,在真实环境下实现出来。
以“网络命令”部分的教学为例。首先,课程组搭建了虚拟仿真实验教学平台,制作了关于“网络命令”知识点的多个教学微课视频供学生随时进行观看。在虚拟仿真实验教学平台上,仿真实践教学平台了解学生的练习情况,并通过社交软件等线上方式同学生保持沟通交流,为学生答疑解惑。当参与的学生基本掌握网络命令的使用时,可组织单元考核测试。考核测试通过的学生,可参加线下实际操作,进
一步巩固所学网络命令的应用和效果。
4 结 语
基于互联网的线上教育是近些年来新兴的教学形式,具有较强的实用性和新颖性,对传统的线下教育方式产生着极强的冲击,同时也充满着诱惑。在教学建设和发展过程中,不断适应新兴事物和新发展是高等教育的总体趋势,计算机网络课程作为计算机学科的专业基础课程具有较好的代表性。作为一门理论和实践结合较为紧密的课程,单纯地采用线上教学替换传统课堂教学存在诸多弊端。在引入虚拟仿真平台后,结合有限量的线下教育,这样有机结合的教学模式有利于学生对课程的融会贯通,预计可大幅提升学生在计算机网络方面的综合应用能力。
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[9] 代宇, 邹洋.本科留学生计算机实践课程教学模式探索与研究[J].吉林化工学院学报, 2019, 36(8): 52-56.
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(编辑:史志伟)