計算機網絡課程混合式教學模式研究

劉耀　周紅靜　何典　李超良

關鍵詞：混合式教學；計算機網絡；教學設計；教學資源

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）08-0080-03

在移動互聯網、人工智能、大數據等新一代信息技術飛速發展的支撐下，數字經濟和新產業不斷發展和涌現。為了應對新興技術的發展和產業變革，教育部積極推進“新工科”建設[1]，深化教育改革，重塑教學形態，強調創新人才的培養?；旌鲜浇虒W將傳統教學方式與網絡化教學方式的優點結合，有機地融合了教學內容、教學平臺、教學方式，是實現新工科人才培養的有效模式[2]。各種移動智能終端設備的普及與應用，為混合式教學模式提供了便利的基礎條件。

在高校中，傳統的教學方法側重針對教材和實驗任務進行面對面的講授，而混合式教學模式具有開放性、個性化學習、多樣化教學以及教學資源共享等特點，增加了教學在時間和空間上的靈活性?，F在的學生都具有良好的信息素養，能夠通過在線課程和其他學習資源對課程內容的主題進行更加深入的探索，并把握自己的學習節奏。在開放式的空間中除了和班級同學討論還可以與其他學習該課程的人組成小組一起學習和在線討論和交流。學生可以根據自己的興趣來選擇是否深入地學習，并合理選擇線上資源，混合式教學模式有利于學生個性化學習。

計算機網絡課程是信息技術類專業的核心課程，涉及的內容非常豐富，既包括協議、原理，也包含基礎的工程知識及應用，知識面較廣。如何在大力發展新工科的背景下，對計算機網絡課程采用混合式教學模式，應對新時代對計算機網絡技術人才的需求，是值得不斷深入探討的問題。

1 混合式教學過程設計

混合式教學不是簡單地增加課程學習的內容，而是針對課程的目標，以學生能力培養為導向。傳統的教學模式主要聚焦在線下課堂的講解和課后的練習，教師的主導地位太強，缺乏對學生思維的啟發、主動發現問題和解決問題以及拓展學習能力的培養。隨著學習環境的轉變和學習條件的支撐，混合式教學模式使教學的過程發生了深刻的轉變?；旌鲜浇虒W模式以學生為中心[3]，突出學生在教學活動中的主體作用，結合線下和線上學習各自的優點，從學生的能力培養需求到完成學習目標重新設計整個教學過程。線下教學在某些方面是不可替代的，例如思政教育、合作解決問題能力的培養、師生情感交流等[4]?；旌鲜浇虒W也豐富了教師角色的內涵，不只是知識的傳授，還對教學活動的組織設計、教學資源的建設、教學過程的協調與監管提出了更高的要求。

混合式教學不是線上和線下教學活動簡單的疊加，也沒有統一固定的標準，強調的是它們之間的有機融合，發揮各自的優勢，以此讓學生獲得最佳的學習效果。教學過程的時間線貫穿課前、課中和課后，各自的教學側重點完全不同，教學的組織形式、教學資源的建設也要隨之匹配。針對學生的不同需求，在教學內容上，根據混合式教學模式的需要重新對計算機網絡課程的知識點進行分割，組織和設計知識體系結構，使學生更加清晰地了解學習內容的整體框架?；旌鲜浇虒W過程設計整體結構如圖1所示。

與傳統的課前預習不同，需要在課前預習中設計一些導引型問題[5]，讓學生熟悉教學目標中主要內容的背景知識和基本概念，對重點和難點問題有初步的了解，帶著問題進入課堂。課前階段的學習效果將直接影響課中階段教學計劃的實施，在課前預習的基礎上，課中可以收集在主要知識點碰到的問題，然后直接面向目標問題進行講解，對學生碰到的問題進行強調，從而可以充分利用課堂的時間分析和討論，使課堂時間比傳統教學模式更加充足，不用面面俱到。

在混合式教學模式中，課堂教學依然有其特定的地位。教學內容的針對性更強，更加聚焦于重點內容的講解和難點內容的分析，促使知識點的內化。根據計算機網絡體系結構中每層的主要功能講解，以典型協議作為例子講解，做到舉一反三，在案例的基礎上，讓學生能夠理解協議要解決的主要問題、設計的基本思想、設計的方法、具體實現等環節。如果學生在課前階段的知識準備充分，課堂上采用主題討論、小組協作等多樣化的組織形式就有了良好的基礎，經過教師精心的設計，課堂的教學效果則會大大增強。

課后可以通過教材上的習題、實驗以及編程來鞏固和消化課程內容。在每一章結束的時候，可以利用一些在線小測試來完成學習效果的評估。對課后布置的內容進行線下課堂研討，通過制定一定的考核激勵機制，鼓勵學生主動完成課后的學習材料，能夠檢查學生課后拓展學習的情況。采用多樣化的討論形式，對于拓展知識的掌握，采用簡單問答的方式；對原理過程的程序實現采用現場展示的方式；探究式的內容采用PPT匯報的方式，培養學生的邏輯組織能力。這種討論有利于加深對知識點的理解和應用，也能提升學生對自己學習結果的表達能力。

2 課程內容分解與重構

計算機網絡課程主要以因特網作為網絡實例、因特網協議棧的架構來組織教學內容。隨著混合式教學過程的重新設計，對課程整個教學內容也需要進行優化。依據教學過程設計的時間先后順序，控制教學內容的粒度，將每章的內容按照基礎知識、重點難點、拓展深入學習內容以及它們對應的實驗部分進行重新組織，并選擇合適的教學資源來支撐教學目標的達成。通過經典內容的學習，保障課程知識體系的完整性[6]；通過網絡前沿新理論和新技術的拓展學習，擴大學生的視野，激發學生的興趣點，也能體現和滿足學生在課程中個性化學習的需求。

（1） 課程基礎和常識性內容：這部分內容主要包含基本概念、專業術語和專業常識問題，一般都比較淺顯易懂，學生可以通過課前預習教材和課件來完成。教師可以通過課堂簡單提問的方式來了解預習的情況，只需要對其中容易混淆的概念等內容做適當的講解。除了教材之外，可以提供相應的教學資源給學生去自學。

（2） 課程重點和難點內容。這屬于課程體系中的核心部分，這一部分內容還是需要強調傳統的課堂教學模式。從教學目標的角度，這一部分涉及對主要問題的理解和掌握。學生在預習階段能夠了解到這些課程內容的概要，這些知識點的難度并不統一，但需要在課堂上進一步深化和鞏固，教會如何去運用這些核心的原理與方法。在學習課程中的難點內容的時候，容易產生理解上的偏差，需要老師進行詳細的講解和交互，從而達到掌握的要求。每個重要主題都要精講精練[7]，需要和學生互動，利用現場反饋，準確地把握學生學習這些知識點產生的偏差在哪里，并進一步解決難點問題。

（3） 拓展內容。隨著軟件定義網絡、物聯網、工業互聯網等新型網絡技術迅猛發展，在很多場景都會遇到新型網絡及應用，這些較新的知識可以作為課后拓展學習的內容，特別是針對于對計算機網絡有濃厚興趣的學生。這一部分內容適合采用研究性學習的方法，從問題入手，通過收集與閱讀一些相關文獻，了解目前問題研究與發展的現狀，提出自己的解決方案并進行驗證比較，從而培養主動發現問題、積極分析問題和正確解決問題的能力。

（4） 實驗內容。實驗內容按照教學內容分為驗證性實驗、基本設備操作工程性實踐、網絡編程等幾個方面。網絡原理部分主要對應著驗證性實驗，通過對細節內容的掌握，能夠加深學生對基本原理和協議等相關理論知識點的理解和掌握，例如捕獲數據包進行網絡協議分析。在學生完成知識點的理論學習后，可以通過布置相關的編程練習來模擬原理的過程，例如傳輸層的滑窗流水線工作過程、網絡層的緩存處理過程等。通過編程來檢驗學生的理解是否正確，并提高軟件開發能力。

3 教學平臺與資源

為了高質量完成教學目標，混合式教學需要選擇合適的教學平臺和教學資源來支撐。頭歌、智慧樹等教學平臺都為課程建設提供了完整的功能，還有Ka?hoot等一些在線學習平臺可以結合使用，因此需要從教學平臺與教學資源的可用性、內容的質量、適用性等方面考慮?；旌鲜浇虒W涉及線上和線下，為了使教師能夠及時發現和糾正學生學習過程中出現的問題，需要結合網絡教學平臺、及時通信軟件、在線會議系統來建立高效的反饋機制，實現一對一和一對多的指導。

教學資源主要分為理論教學與實踐環節兩個部分。在理論教學資源中，主要包括基礎教學資源和拓展教學資源?；A教學資源主要包括教學大綱、實驗大綱、教學日歷等教學文件以及課件、講義、視頻、軟件資源等，這些教學資源主要由授課教師上傳到教學平臺，便于學生平常的查閱和使用。以滿足線上線下混合式教學為出發點，按照顆?；Y源的建構原則，確定各個知識點的合適資源類型和標準，按照詳細的知識點將教學內容碎片化形成基本資源。最后，將其應用到不同的教學階段。

實踐環節部分可以利用平臺提供的，由其他老師開發的實驗資源或者自行開發的資源，主要的目的是將抽象的原理轉換為具體實現的細節，在具體的實踐過程中掌握計算機網絡的基本原理和技術。實踐環節首先需要掌握流行的網絡應用軟件，例如網絡協議分析工具Wireshark，通過捕獲真實網絡中傳輸的數據，增加學生對計算機網絡協議的理解；Packet Tracer能夠幫助學生學習如何構建和配置整個網絡。在頭歌平臺上也提供具體的實踐項目，采用上面的工具進行模擬實現，因此可以根據學生的能力采用漸進式學習。

4 教學考核與評測

為了保證混合式教學模式的質量，就需要了解學生對知識掌握情況，然后針對存在的問題去解決。采用多種方式和手段進行評測有利于及時跟蹤學習效果，便于查漏補缺，分析問題的存在。隨著教學內容的重構，以及在不同的時間來實施，因此需要對每一個時間階段的內容進行檢測，所以要準備足夠的問題來評價每個時間階段學習的成效。對照著教學目標，通過問題來發現在前一個時間階段學習完成的效果，以便在接下來的階段動態調整教學的形式。通過問題的提出和探討，促進學生主動或者被動思考，保障前一階段的學習效果。

問題的發現主要通過每章的課后習題以及小測試來實現。例如采用Kahoot的工具開展測試，測試主要涉及基本概念和基礎知識，以判斷、選擇題的形式出現，并進行具體的數據分析。測試結果能夠反映出沒有經過專門復習情況下掌握的情況，能夠反映基本概念的理解和偏差情況。課后習題是學生經過復習情況下完成的，能反映出學生課后復習的情況，階段性的學習效果評價通過期中和期末考試來實現。

為了正確評估學生在課程中的學習情況，需要保證課程考核的科學性和規范性，課程考核平時成績、期中考核和期末考試分為三個部分，占比為20%～30%、30%、40%～50%。平時考核也按照課前、課中、課后三個階段進行評價。每章學習結束后，會利用教學平臺的測試工具在課堂對該章的基本概念和基礎知識進行簡單的測試，對所有同學的測試結果進行記錄和分析。課后主要分為課后作業、課后實驗以及編程練習三個部分。課后作業和課后實驗作為主要的評價依據，編程練習一般作為對課程非常感興趣的學生的一種提升，在考核中的占比很小。

5 結束語

混合式教學模式能夠充分利用互聯網環境以及線上資源，根據課程的目標以及學生的需求靈活地開展教學活動，有效地突破了傳統的教學思維框架，促進教學改革。在混合式教學中通過合理的教學設計，擴展了課程及相關領域的知識，逐步激發了學生的興趣，培養了學生自主學習、拓展學習的能力?；旌鲜浇虒W模式還具有很大的發展空間，在教學的各個方面仍然具有很大的挑戰，在今后的教學中，將不斷提升團隊協作能力的培養，融入更多學生感興趣的內容，保證課程的品質。