網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

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摘要：翻轉(zhuǎn)課堂是一種先學(xué)后教的教學(xué)模式，為了保證翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果，一方面要保證學(xué)生在課下的學(xué)習(xí)效果，這是課堂活動能順利進(jìn)行的前提和基礎(chǔ)；另一方面對于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生來說，其專業(yè)課具有實踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，對課堂和課后的實踐有著更高的要求。我們首先分析了翻轉(zhuǎn)課堂在實施中遇到的問題，并提出了針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，設(shè)計了與之相適應(yīng)的云計算與移動學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)平臺，并分析其主要功能模塊，為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課的教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模型；云平臺；網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課

1引言

2010年7月，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》通過審議，正式將教育信息化納入國家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略[1]。為了推進(jìn)落實《綱要》中關(guān)于教育信息化的總體部署，2011年3月，教育部了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》，要求教育信息化的發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心[2]。在政策支持的大背景下，我國教育改革與教育創(chuàng)新進(jìn)行得如火如荼。從2010年至今，有關(guān)翻轉(zhuǎn)課堂、微課、移動學(xué)習(xí)等教學(xué)理念與方式的研究呈現(xiàn)出井噴之勢，研究不僅局限于理論研究，更有多所院校加入到翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐中來，并在實踐中積極總結(jié)探索，形成適合本學(xué)科實際需求的教學(xué)模式[3-5]。目前，關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究已經(jīng)逐漸從理論研究走向教學(xué)實踐，其應(yīng)用范圍從中小學(xué)走向高校。從知網(wǎng)上進(jìn)行論文檢索發(fā)現(xiàn)，關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究，是從2011年以后，在數(shù)量級呈現(xiàn)出較大的增長，但國內(nèi)關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂無論是從理論研究，還是模式支持，或者實踐研究，相對于西方國家起步較晚，深度和廣度都略顯不足。針對某一特定學(xué)科，探究與其專業(yè)特點(diǎn)相適應(yīng)的教學(xué)模式，使得翻轉(zhuǎn)課堂在應(yīng)用過程中避免“水土不服”的現(xiàn)象，是我們亟待解決的問題。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)具有很強(qiáng)的實踐性、工程性和實用性等特征[6]，學(xué)生必須通過不斷實踐來掌握網(wǎng)絡(luò)工程實施的方法和思維。而目前各高校對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課的教學(xué)方式基本是傳統(tǒng)的教學(xué)方式，教學(xué)計劃中雖由理論課與實踐課組成，但是理論課中強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論知識的講解，以“教師講”為主，實踐課以“學(xué)生做”為主，這種方式使理論和實踐相分離，學(xué)生不能及時地鞏固課堂知識，連貫性不強(qiáng)。我們針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課的特點(diǎn)，提出了適合本專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并對其支撐平臺進(jìn)行設(shè)計。

2網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實施翻轉(zhuǎn)課堂的可行性

傳統(tǒng)的教學(xué)過程包括兩個階段，一是教師作為主導(dǎo)者在課堂上通過講授完成知識傳遞，二是學(xué)生在課后通過作業(yè)、練習(xí)等活動完成知識內(nèi)化。而翻轉(zhuǎn)課堂是指學(xué)生在課下根據(jù)自己的時間安排開展自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)知識傳遞，而課堂上通過互動交流、合作探究等形式，完成知識內(nèi)化的過程。翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，學(xué)生可以根據(jù)自身情況，安排學(xué)習(xí)的時間和進(jìn)度，學(xué)習(xí)的自主權(quán)交給自己，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)過程中以學(xué)習(xí)者為中心，教師作為學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，這符合建構(gòu)主義理論和自主學(xué)習(xí)理論；其次，基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)要靠學(xué)生自己，從某種角度來說，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。高等教育的一個重要的目標(biāo)應(yīng)該是學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成。在嘗試翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實踐中，為了保證教學(xué)效果，我們不僅要考慮翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用的專業(yè)特征、課程特征，也要考慮各個學(xué)校的具體教學(xué)情況[7]。針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)具有實踐性及工程性的特征及一般高等院校學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，為了保證學(xué)習(xí)效果，在實施翻轉(zhuǎn)教學(xué)中會碰到如下幾個問題：

2.1如何保證學(xué)生的課下學(xué)習(xí)時間及效果

這是對于我國中小學(xué)引入翻轉(zhuǎn)課堂第一個要面臨的問題，他們白天在學(xué)校進(jìn)行學(xué)習(xí)，晚上回家還要面臨一定的課后作業(yè)，如果再加入學(xué)習(xí)任務(wù)，無疑極大的加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。而高校學(xué)生學(xué)習(xí)時間相對靈活，相對來說有較多的自由時間可供支配。學(xué)生充分利用這段時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)能順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。常寶英實證研究表明，大學(xué)生中有64.13%的學(xué)生能主動完成學(xué)習(xí)任務(wù)，22.43%的能被動完成學(xué)習(xí)任務(wù)，而13.53%要視情況而定[8]。為了保證盡量多的學(xué)生能順利完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)及測試，一方面可以在教學(xué)平臺中對學(xué)生的學(xué)習(xí)路線、學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)行為進(jìn)行監(jiān)控，并將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程納入到過程考核中，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性；其次，教師在錄制視頻資源時，基于學(xué)生注意力集中時間，充分考慮學(xué)生學(xué)習(xí)的便捷性，錄制的視頻以微視頻為主，主題鮮明，目標(biāo)明確。學(xué)生在課下可以通過多種途徑進(jìn)行學(xué)習(xí)，現(xiàn)在計算機(jī)類學(xué)生電腦持有率在100%，手機(jī)持有率在100%，因此學(xué)生可以根據(jù)自己的情況不限時空地通過電腦和手機(jī)終端進(jìn)行學(xué)習(xí)、測試等，保證充分的課前學(xué)習(xí)。

2.2課堂上如何組織有效的教學(xué)活動

教育需要面對面的交流，需要思維的碰撞，教學(xué)不應(yīng)該完全的依賴于課下的視頻學(xué)習(xí)和練習(xí)評測而本末倒置。如果說課下的學(xué)習(xí)是翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)，那么課堂學(xué)習(xí)這個知識內(nèi)化階段就是翻轉(zhuǎn)課堂能順利進(jìn)行的核心。要保證課堂教學(xué)效果，首先教師需要根據(jù)課前學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)歸納，重點(diǎn)突出講解本次教學(xué)目標(biāo)的重難點(diǎn)和學(xué)生的疑點(diǎn)；其次，引入基于云計算的實踐平臺，對于本次教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分組式的項目式實踐，學(xué)生要在規(guī)定時間內(nèi)完成相關(guān)任務(wù)，在“動手做”中完成知識的內(nèi)化。在此過程中，教師可以跟蹤學(xué)生的實踐過程，也可以進(jìn)行個性的指導(dǎo)，同時分組訓(xùn)練提高學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。

2.3如何最大程度的提高學(xué)生的實踐動手能力

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，如C語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，專業(yè)課如TCP/IP協(xié)議分析與應(yīng)用、路由與交換技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程、Linux服務(wù)器管理與應(yīng)用、無線與移動網(wǎng)技術(shù)等課程，都需要較多的實踐，在動手做的過程中加深對理論知識的理解，提高其實際操作能力。但目前在實踐類教學(xué)中存在有實驗資源不足、實驗形式單一、教師指導(dǎo)無法滿足學(xué)生需求、實驗效果難以檢測等問題[9]。在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂實施中，一方面可以在課堂上加大實踐環(huán)節(jié)的力度，其次搭建的云計算教學(xué)平臺，教師可以不斷完善教學(xué)資源案例庫和項目，課下學(xué)生可以根據(jù)需要進(jìn)行項目實戰(zhàn)，提高自己的工程實踐能力。

2.4對于教學(xué)效果如何評價

目前有很多學(xué)校加入了翻轉(zhuǎn)課堂實踐的大軍，并且也給出比較樂觀的數(shù)據(jù)[10-12]，但這部分?jǐn)?shù)據(jù)基本是以學(xué)生的考試成績?yōu)橐罁?jù)。但也有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)表示，翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生的表現(xiàn)更加活躍，也更喜歡參加課堂討論，然而測驗后，發(fā)現(xiàn)是否采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)方式對測驗成績影響不是太大[13]。所以在翻轉(zhuǎn)課堂實施中，需要建立一套基于過程的考核體系，一方面需要考慮到階段性的考核成績，如期中考試和期末考試成績，也要將學(xué)生課下的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)過程、課堂上的團(tuán)隊合作能力、課堂實踐完成情況，課堂互動發(fā)言等環(huán)節(jié)納入到考核中，這也離不開完善的學(xué)習(xí)過程監(jiān)控機(jī)制，或?qū)W(xué)習(xí)監(jiān)控機(jī)制進(jìn)行可視化管理[14]。除此之外，采用翻轉(zhuǎn)課堂，對教師的能力和素養(yǎng)也提出了極大的挑戰(zhàn)[15]。翻轉(zhuǎn)課堂能否有效實施，教師占據(jù)著非常重要的地位。從課前高質(zhì)量教學(xué)視頻的制作、問題的歸納總結(jié)，再到課上對課堂的組織掌控能力，都需要教師從各方面不斷學(xué)習(xí)提高。

3翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的分析與設(shè)計

這些年，國內(nèi)外學(xué)者們提出了不同的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，比較典型的有美國富蘭克林學(xué)院RobertTalvert教授總結(jié)出的翻轉(zhuǎn)課堂的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，它將翻轉(zhuǎn)課堂分為課前與課中兩個階段：課前，學(xué)生通過觀看視頻和針對性的練習(xí)完成基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)；課中，以解決疑難問題，完成知識內(nèi)化為主。在我國比較典型的有張金磊等基于RobertTalvert教授的模型而構(gòu)建的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[16]，也是將教學(xué)分為課前和課后兩個環(huán)節(jié)，簡單易行；還有鐘曉流構(gòu)建的太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂模型[17]等。在教學(xué)過程中，學(xué)校和專業(yè)也應(yīng)該根據(jù)自己學(xué)校及專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和計劃，做出適合自己的教學(xué)模式，不能一味照搬。對于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)課來說，需要有較多的實踐過程以增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，我們提出了針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，這種教學(xué)模型中，強(qiáng)調(diào)教學(xué)平臺的作用、過程的考核及項目的實踐，整個教學(xué)過程都依托于教學(xué)平臺。

3.1課下學(xué)習(xí)

課前充分的學(xué)習(xí)是課堂活動能順利進(jìn)行的前提，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)制定教學(xué)視頻、音頻、教學(xué)課件及參考資料，上傳到教學(xué)平臺中，學(xué)生在每個教學(xué)周期開始時，先查看本次的教學(xué)目標(biāo)及問題，帶著問題觀看教學(xué)視頻。之后，完成針對教學(xué)目標(biāo)留下的練習(xí)，完成測評，如果有疑問，將問題上傳到交流區(qū)，和老師在平臺上完成互動解惑。這部分內(nèi)容作為一個教學(xué)周期的前半部分，不僅有明確的任務(wù)完成，還要有時間限制，學(xué)生必須在上課前24小時完成所有任務(wù)，以便給老師留有一定的時間進(jìn)行歸納總結(jié)。課前的學(xué)習(xí)及評測是后面課堂內(nèi)容教學(xué)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，因此學(xué)生對系統(tǒng)的每次操作都會被記錄到教學(xué)平臺中，作為學(xué)生學(xué)習(xí)的監(jiān)督和督促手段，這也是一直強(qiáng)調(diào)的，不能完全依賴學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

3.2課上訓(xùn)練知識內(nèi)化

課堂上是老師和學(xué)生難得的面對面交流的時刻，必須珍惜這段時間，不僅完成知識的學(xué)習(xí)，更是老師傳道授業(yè)解惑的好時機(jī)。教師在課前根據(jù)課前對學(xué)生在平臺中提出的問題進(jìn)行整理，并對課后練習(xí)錯的較多的部分進(jìn)行總結(jié)，課堂上的第一個任務(wù)，就是完成知識難點(diǎn)的剖析及重點(diǎn)解析，幫助學(xué)生深入理解相關(guān)內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生對這個教學(xué)周期中的教學(xué)內(nèi)容已基本掌握。但根據(jù)金字塔理論，我們知道學(xué)生要真正地完成知識內(nèi)化，尤其是網(wǎng)絡(luò)工程類專業(yè)課，非常有必要通過實踐將理論應(yīng)用到實際項目中。所以課中的第二個階段是要求學(xué)生按組進(jìn)行項目實踐，每次針對課程目標(biāo)有一個難度適中的網(wǎng)絡(luò)實踐項目要求學(xué)生完成，在這個過程中要求組員幫助，有問題組間討論，也可以向老師提出疑問，學(xué)生在訓(xùn)練過程中不斷思考，提高自己的理論水平及動手實踐能力。

4云計算教學(xué)平臺的設(shè)計

為了保證翻轉(zhuǎn)課堂的順利實施，達(dá)到良好的教學(xué)效果，離不開教學(xué)平臺的支持。構(gòu)建云計算教學(xué)平臺就是利用科技顛覆“教”與“學(xué)”，是一種有效實施“翻轉(zhuǎn)課堂”的現(xiàn)代技術(shù)手段[18]。尤其對于網(wǎng)絡(luò)工程這種實踐性比較強(qiáng)的專業(yè)，更需要教學(xué)平臺的支持，國內(nèi)已經(jīng)有不少的先例，如武漢理工大學(xué)搭建的基于云計算的計算機(jī)類實驗教學(xué)平臺[19]，吉首大學(xué)搭建的云計算實訓(xùn)平臺，使學(xué)生可以體驗企業(yè)工作氛圍，進(jìn)行真實項目訓(xùn)練，有效的提高了教學(xué)效果及辦學(xué)效益[20]。也有教師或者學(xué)者采用已有的教學(xué)平臺進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐，如基于世界大學(xué)城云平臺的教學(xué)[21]，結(jié)合本校及本專業(yè)的需求，我們設(shè)計將云計算和移動學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)平臺，其主要功能模塊有教學(xué)資源管理、實驗平臺、過程考核等。

4.1教學(xué)資源管理模塊

學(xué)生自主學(xué)習(xí)新知識的手段是多種多樣的，但經(jīng)過在線調(diào)查，70%以上的同學(xué)更喜歡通過觀看視頻，因此教學(xué)資源管理首先要關(guān)注的就是教學(xué)視頻的與管理。隨著微視頻研究的深入與應(yīng)用的逐漸普及，我們此系統(tǒng)的教學(xué)視頻在制作時將教學(xué)目標(biāo)劃分為若干個知識點(diǎn)，每個視頻圍繞一個知識點(diǎn)展開，切中主題，目標(biāo)明確，時間控制在10分鐘以內(nèi)。其次是針對性的練習(xí)，我們將練習(xí)分為兩類，一類是針對知識點(diǎn)的練習(xí)，學(xué)生如果某個知識點(diǎn)掌握不是很好，可以重復(fù)觀看視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)；另一類是針對課程目標(biāo)的綜合性練習(xí)，考察學(xué)生對多個知識點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力，這也避免了翻轉(zhuǎn)課堂中知識碎片化的風(fēng)險。第三，對于網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)生來說，要通過不斷地項目實踐來提高動手能力，因此項目庫的維護(hù)、源代碼的管理也非常重要。

4.2虛擬實驗平臺

云平臺不僅為學(xué)生提供了所需的各種學(xué)習(xí)資源，也提供了必要的實踐上機(jī)環(huán)境，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)訪問平臺進(jìn)行實驗，個人的試驗狀態(tài)及用時等信息會被記錄。

4.3過程考核模塊

如果學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力較差，不能完成課前的視頻學(xué)習(xí)以及練習(xí)的評測，那么課中的相關(guān)環(huán)節(jié)便無法順利進(jìn)行，因此，平臺中加入了過程考核環(huán)節(jié)，教師可以通過平臺查看學(xué)生觀看教學(xué)視頻的時間，練習(xí)的完成進(jìn)度以及對錯等學(xué)習(xí)結(jié)果，進(jìn)而了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，并把這部分納入到學(xué)生期末的成績考核中，通過這種方式來促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。隨著移動設(shè)備的普及和移動學(xué)習(xí)研究的深入，除了云平臺，系統(tǒng)提供學(xué)習(xí)APP，使學(xué)生可以不限時空的去學(xué)習(xí)，平臺中除了實驗平臺，其它的功能都可以用APP實現(xiàn)。

5總結(jié)

云計算平臺上的教學(xué)視頻及教學(xué)資源都可以重復(fù)使用，因此教師的教學(xué)更有針對性，針對每批學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)和難點(diǎn)講解，不再局限于基礎(chǔ)知識的重復(fù)講解，提高了工作效率，增強(qiáng)了教學(xué)效果。我們的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的主要特征：（1）知識傳遞發(fā)生在課前，要求學(xué)生在課前完成基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，并完成針對性的練習(xí)；（2）通過實踐完成的知識內(nèi)化發(fā)生在課中；（3）加強(qiáng)了實踐的力度，在課上教師布置針對此次課程目標(biāo)的實踐任務(wù)，課下學(xué)生通過云平臺進(jìn)行實踐，提高學(xué)生的動手能力；（4）提供了APP，方便了學(xué)生不限時空的學(xué)習(xí)；（5）考核評價貫穿整個教學(xué)過程，課前學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和狀態(tài)都得到記錄，作為平時考核的參考，課上實踐過程也納入考核環(huán)節(jié)，從各個角度保證了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

作者：孫海霞 單位：安徽三聯(lián)學(xué)院