慕課背景下利用虛擬仿真技術進行理實一體課程開發初探

蘇東梅

摘 要 慕課是利用網絡技術實現的教學過程，可以為學習者隨時隨地提供良好的開放式自主學習資源。目前，公開的在線開放式課程大多以理論較強的課程為主，對于高職理實一體課程，由于其專業性與實踐性較強，并且對實踐環境的依賴性較強，因此要實現在線理實一體開放式課程具有很大的技術難度。利用虛擬仿真技術可以開發理論與實踐相結合的在線開放式課程資源，促進高職優質教學資源的開放與共享。

關鍵詞 慕課；理實一體課程；虛擬仿真技術；計算機網絡技術專業；高等職業院校

中圖分類號 G710 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2014）29-0022-03

慕課（Massive Open Online Course，MOOC）是近兩年興起的一種在線課程開發模式，是指由主講教師負責的、支持大規模人群參與，由講課視頻、作業練習、論壇互動、郵件和考試相互交織的網絡教學過程[1]。慕課采用短視頻精講，配以測驗和互動，便于讓學習者和教師看到知識與技能的掌握程度，有利于推進高職教學改革、改善教學質量、實現培養模式升級[2]。

一、開放式高職理實一體課程的開發思路分析

理實一體化課程教學就是將理論學習和實踐學習結合成一體的課程[3]。理實一體化課程教學將理論和實踐整合設計加以實施，這能較好的調動和激發學習者學習興趣，促進專業實踐技能培養，實現知識與技能、過程與方法學習的統一。

對于專業性較強的計算機網絡技術專業核心課程來說，由于不同學校網絡設備廠商與型號不盡相同，具有較大差異性，因此開發的實訓教學資源受到特定廠商與型號的網絡設備等實訓條件限制，開發的課程資源很難實現遷移，無法滿足開放與共享的需求。對于網絡技術和協議工作原理的分析、真實網絡設備的配置與調試、網絡安全技術實施、網絡故障的排除方法等實訓教學任務，要通過MOOC平臺實現開放、共享、共用具有很高的技術難度。

借助Packet Tracer、VMWA-RE、NS2和Apache Friends等虛擬仿真技術可以極大降低開放式網絡專業理實一體課程開發的難度。例如利用思科的Packet Tracer虛擬軟件可以設計協議工作原理的模擬分析、網絡設備的模擬配置、網絡安全技術實施、調試與排錯等實訓任務，開發的資源具有很強的遷移性，可以充分滿足開放性與交互性的需求。對于其他高職專業也有相應的虛擬仿真軟件可以滿足同樣的開放性需求。

二、利用虛擬仿真技術實現開放式在線理實一體課程的優勢

（一）開發環節的實現更加快捷

大多數虛擬仿真軟件都提供了模擬分析功能和核心技術相關實踐訓練功能，這是利用真實設備很難實現的。如Packet Tracer軟件可以模擬設備的工作過程、協議數據幀的傳輸過程以及協議數據幀在傳輸過程中的參數變化等功能，使原本不可見的內部原理與工作過程直觀展示給學習者，這對于教師講解專業核心理論、設備的配置與調試方法、網絡故障的排除提供了極大的方便。

（二）配套資源的遷移與開放更加便利

利用真實設備開發的實訓教學資源往往由于不同學校的設備差異性，很難系統地遷移到其他學校供學習者使用。另外，對于復雜的綜合型網絡工程項目需要大量的真實網絡設備，根本無法實現物理實驗環境的遷移。雖然可以通過遠程控制方式進行實驗的配置與調試，但整體實驗環境的設備及連接對于學習者都是不可見的，因而會對學習效果產生很大的影響。利用Packet Tracer虛擬仿真軟件設計的實驗項目可以保存成文件，遷移到學習者計算機上，這為資源的開放提供了便利，也為在線的交互提供極大的方便。

（三）排錯實驗任務、實驗作業及考核環節的實現更加容易

在虛擬仿真技術設計實驗項目中可以根據教學需要設計故障點，由學習者完成排錯任務。這要比在真實網絡環境中設置故障容易得多，并且，這樣的文件可以復制，同時由多個學習者共同學習使用。還可以設計實驗作業項目文件，通過開放的在線平臺與對應的教學內容同步發布，學習者在完成作業后可以通過網絡平臺提交作業。利用Packet Tracer虛擬仿真軟件可以設計能夠自動評分的實驗實訓項目任務文件，此類功能可以大大簡化利用真實設備進行考核的復雜性。

慕課的開放式特點使其具有較好的協同開發和在線交互等特性。對于理實一體課程對實驗設備的要求，利用真實設備是很難做到協同開發與在線交互的系統性與一致性。如果使用虛擬仿真技術，協同開發與在線交互者采用相同版本的同款虛擬仿真軟件即可保障協同開發的系統性與一致性，為高效的在線交互創造條件。

（四）虛擬仿真任務為真實設備的實操任務提供參考

在完成虛擬仿真實驗任務后，為了彌補學習者對真實設備操作掌握的不足，可以參考虛擬仿真任務，利用真實設備完成實驗或實訓任務。對于網絡專業在實訓設備數量有限的情況下，教師可以根據學生完成虛擬仿真任務的效果和時間，控制學生分組分批利用真實設備完成課內的實驗實訓任務?？梢砸氩饸е亟ㄋ枷耄谝唤M學生完成真實設備的網絡組建等任務后將設備連接拆除并恢復設備的配置，下一組學生重復同樣的過程，達到充分利用實訓室設備進行技能訓練的目的。利用真實設備和虛擬仿真技術開發理實一體的開放式在線課程對比分析，如表1所示。

三、理實一體課程的慕課展現方式

（一）網絡專業理實一體的開放式課程資源展現形式

表2結合網絡技術虛擬仿真軟件Packet Tracer的功能，分析如何設計網絡技術專業相關的理實一體課程的開放式課程資源。

（二）以典型項目為背景的網絡專業虛擬仿真教學資源開發案例的設計

借助虛擬仿真技術，配以典型網絡工程綜合項目為背景去貫穿網絡專業核心崗位知識與技能，可以使開放式課程資源的設計更加有的放矢、便于協作、易于學習者接受。因為以典型網絡工程綜合項目為背景進行教學設計遵循整體性、系統性、由簡到繁的教學原則。教學設計者可以多人協作基于整體項目背景拆分設計多個由簡入繁的教學任務，學習者可以在整體項目背景下系統學習網絡協議工作原理、網絡設備配置、網絡服務器工作過程、網絡安全技術實施、網絡故障的排除等職業崗位核心知識與技能。

（三）可以基于現有的即時通信平臺實現慕課的在線交互功能

目前國內外已經建設了多個慕課平臺，如國外的Coursera、edX、Udacity等，國內的慕課網、酷學習等，這些慕課平臺已經上傳了大量教學資源，并提供了交互功能。但是由于其專業性較強，而沒有受到高職院校師生的關注。如果能夠開發更多的適合職業教育的教學資源，并且通過QQ群與微信等成熟的即時通信平臺進行交互，會極大地方便學習者使用，從而促進職業教育優質教學資源的開放與共享。

參考文獻：

[1]鄒景平.我為做中文MOOC 的老師點贊[EB/OL].[2013-12-19].http：//learning.sohu.com/20131219/n392020955.shtml.

[2]中華人民共和國教育部.關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見[EB/OL].[2006-11-20].http：//www.moe.e du.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_745/200612/19288.html.

[3]國務院.關于加快發展現代職業教育的決定[EB/OL].[2014-06-22].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2014-06/22/content_8901.htm.

[4]趙志群，等.職業教育工學結合一體化課程開發[M].北京：高等教育出版社，2009：1-12.