翻轉課堂模式下武警院校計算機網絡教學研究

董思妤

摘 要： 結合計算機網絡課程教學現狀，對翻轉課堂教學模式應用于教學的可行性進行了分析。針對武警院校學員實際需求，結合教學案例給出基于翻轉課堂教學的具體實施策略，將目前熱點的翻轉課堂教學模式應用到計算機網絡課程教學中，對提高教學質量有一定的幫助。

關鍵詞： 計算機網絡； 翻轉課堂； 教學案例； 教學模式； 教學質量

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）09-66-03

Research on computer network teaching under the flipped classroom mode in CAPF colleges

Dong Siyu

（Department of Information Engineering， Officers College of CAPF， Chengdu， Sichuan 610213， China）

Abstract： With the present situation of computer network course teaching， the feasibility of applying the flipped classroom teaching mode to teaching is analyzed. Aiming at the practical needs of the armed police academy students， combined with the teaching case， the specific implementation strategy of flipped classroom teaching is given. The current hot spot of the flipped classroom teaching mode is applied to the computer network course teaching， which is helpful to improve the teaching quality.

Key words： computer network； flipped classroom； teaching case； teaching mode； teaching quality

0 引言

計算機網絡是武警初級指揮生長干部學歷教育合訓人才培養方案中一門重要的工程技術類基礎課程，從武警部隊人才培養的角度出發，為學員提供網絡應用方面的基本訓練。通過本課程的學習，使學員熟悉計算機網絡的基本理論知識，掌握常見計算機網絡系統的設計、組建、管理方法和技能，為將來從事武警指揮信息化工作打下良好基礎。

1 計算機網絡的教學現狀

目前，計算機網絡面向我院所有大三工程技術類學員，共40個課時，20個教學班同時開設。該課程是一門理論與實踐結合非常緊密的課程，然而學員人數太多，網絡實驗設備需要的投入太大，滿足不了所有學員同時開設實驗課的需求，還是主要以課堂講授為主。我院學員主要是戰士學員和地方高考青年學員，他們從小學到高中，再到部隊這個相對封閉的環境，學習、訓練、生活，作息時間的安排都很一致，他們已經習慣了被動接受教員所傳遞的所有信息，加之他們沒有就業的壓力，對未來的工作目標很明確，如果課堂上一味灌輸理論知識，學員不清楚所學知識對他將來工作有何幫助，就失去了學習的推動力，很多人都是僅僅為了通過考試而去學習，期望教員劃重點，死記硬背，學習積極性不高。加之學員平時體能訓練強度較大，一部分學員課堂學習中表現出疲憊狀態，打瞌睡現象時有發生，教學現狀不盡如人意。

孔子強調“學而不思則罔，思而不學則殆”。早在3000 年前，古希臘生物學家普邏塔戈就指出：“頭腦不是一個要被填滿的容器而是一把需要被點燃的火把。”如何改善課堂教學，調動學員學習積極性，讓學員將學與思相結合，啟發學員獨立思考和自主解決問題，同時提高課程的授課質量是我們亟待解決的問題。

2 翻轉課堂教學模式在我院的應用

2.1 翻轉課堂

翻轉課堂（Flipped Class），作為一種新興教學模式，在2007 年由美國科羅拉多州的兩位化學教師提出并應用于教學，取得了令人滿意的教學效果[1]，目前已具有蔓延到高校課堂教學的趨勢。它是將傳統的課堂教學結構翻轉過來，教師在教學前將教學視頻放在網上，供學生自行觀看，即“課前傳授”。在課堂上，教師重點講解學生有疑惑的內容，并用大部分時間輔導學生練習， 對學生的作業給予及時反饋，即“課上內化”。

將翻轉課堂教學模式應用到計算機網絡教學中，教員可將相關知識點制作成視頻，供學員在課外學習，同時提出一些假設、猜想，讓學員通過實驗驗證，分析討論得出結論。這種方法能有效地提高學員自主學習、實驗反思、解決問題的能力。無論學員將來是否從事相關工作，邏輯嚴謹并且富含創新力的思維都將對其產生非常有益的幫助和影響。

2.2 在我院應用的可行性分析

網絡教學平臺是翻轉課堂教學的基礎。目前，我院建有校園網絡，并且連入武警部隊三級網，有充足的網絡學習資源。學員宿舍每人配有計算機，且均可連入校園網。教員可將學習資料和視頻上傳至校園網上的學院共享服務器供學員下載學習。下午五、六節課大多數是學員自習時間，可每周安排一次讓學員在宿舍利用自己計算機自主學習，觀看教學視頻，進行組網實驗，驗證猜想，得出結論，提出問題以便課上討論。這些都可滿足翻轉課堂的教學要求，所以是可行的。

3 計算機網絡翻轉課堂教學案例

筆者給出一教學案例來探討如何將翻轉課堂模式應用到計算機網絡教學中。其教學內容為如何利用交換機組建簡單局域網。

3.1 相關知識點與視頻

這部分知識點包括：①二層交換機的工作原理；②ARP協議；③默認網關的作用；④VLAN技術。與此對應，教員需制作四個“微視頻”，分別對應四個知識點進行講解，讓學員在課下先自學這些知識點，并巧妙設置問題讓學員猜想、驗證。

3.2 課堂設計

網絡設備是計算機網絡應用必須要掌握的知識點，二層交換機是局域網中最常用的網絡設備，很多學員都有接觸，也知道它是用來直接連接用戶主機，實現同一網絡下主機之間的直接通信的，對于連接到它上面的主機要想直接進行通信，就要求它們所在的網絡地址一致，也就是要處于同一網段。而我們又講到二層交換機是屬于數據鏈路層的設備，也就是說它是靠MAC地址去進行數據轉發的。這時向學員拋出一堆問題：主機通過二層交換機相連只要知道對方MAC地址不就可以通信了嗎？為什么對IP地址還有要求呢？如果主機IP地址配置在不同網段就不能直接通信了嗎？二層交換機能實現主機之間的跨網段訪問嗎？通過這一系列問題，讓學員首先必須明白二層交換機的工作原理。二層交換機的轉發是靠轉發表，查找目的MAC相對應的接口來轉發數據幀。那主機怎么獲取到對方的MAC地址呢？有的學員馬上反應過來：是用ARP協議。學員似乎覺得這個問題解決了。主機通過發ARP廣播去請求對方主機的MAC地址，而交換機所有端口處于同一個廣播域中，所以能收到ARP請求，因而能解析到對方主機的MAC地址，便能直接通信。那究竟是不是這樣呢？實際組網測試一下就能得到驗證。讓學員3-5人組成一個小組，分組展開實際組網驗證。對于驗證結果及原因開展課堂討論。

網絡拓撲和TCP/IP協議配置如圖1所示。

用ping命令測試連通性，在主機A上ping主機B。學員得到這樣的結果：“Destination host unreachable.”什么原因呢？ARP只解析本網段的MAC地址。當主機A想訪問主機B時會先判斷對方主機是不是和本主機在同一網段，如果是，就會發送一個ARP請求來獲取對方的MAC地址，如果不是，就直接發送這個訪問包到網關去以實現路由，換句話說只能解析到網關的MAC地址。而現在我們沒有設置網關，所以網卡會直接告知系統：“Destination host unreachable.”，將通信放棄。這時學員明白了ARP協議的作用范圍。接下來教員引導學員做出猜想：既然能解析到網關的MAC地址，那我們何嘗不可以利用這個默認網關去實現二層交換機上不同主機之間跨網段通信呢？也就是將每臺主機的默認網關設置成對方的IP地址，這樣能不能解決呢？讓學員分組展開實際組網驗證。對于驗證結果及原因開展課堂討論。

網絡拓撲和TCP/IP協議配置如圖2所示。

在主機B上用ping命令測試與主機A的連通性。結果如圖3。Ping測試連通，同時TTL值表明是直接相連。

查看主機B的ARP緩存表，如圖4。 主機B通過ARP廣播能解析到網關（主機A）的MAC地址。只要能得到對方的MAC地址就能直接通信。

通過實際組網測試使學員認識到，巧妙通過網關的設置能實現二層交換機上主機之間跨網段直接通信。這時，教員又引導學員做出猜想：一臺二層交換機可不可以同時承擔兩個網段的主機各自進行網絡通信呢？

讓學員分組展開實際組網驗證。對于驗證結果及原因開展課堂討論。

學員由前兩次實驗所學到的知識自然能夠解釋主機B、D之間能直接通信，主機A、C之間能直接通信，而主機A、B或主機C、D之間不能直接通信。但有個別學員提到了這樣的問題：當主機B用ARP廣播包去解析主機D的MAC地址時，這個廣播信息會擴散到主機A和主機C；數據包被擴散到了別的網絡，很不安全。這個問題怎么解決呢？這時學員發現用之前學過的劃分VLAN（Virtual Local Area Network）的方法就可以解決，VLAN最重要的一個作用就是分割廣播域。可以在交換機上基于IP地址劃分VLAN[2]。網絡拓撲和VLAN配置如圖6所示。

通過幾次實際組網驗證及課堂討論，讓學員自己動手配置了網絡，既鍛煉了學員的思維，又將他們學到的理論知識直接應用到實際中，學員很有成就感，也就漸漸喜歡上了這門課，激發了他們的學習熱情，增強了他們學習的主動性，達到了很好的教學效果。

4 結束語

本文只是針對計算機網絡中幾個相關知識點在翻轉課堂模式下進行了教學設計與實踐，從學員的反饋與教學效果評價來看，翻轉課堂作為一種新的教學模式，只有與軍校教育實際相結合，激發出學員的學習興趣并提高教學質量，才能體現其價值，也才能得到推廣與應用。在后續的課程教學中還需要進行大量的探索和實踐。

參考文獻：

[1] Bergmann J， Sams A. Flip your classroom： reach every student inevery class every day[M]. Washington D C： International Society for Technology in Education，2012：1-10

[2] 尚曉航.計算機網絡基礎[M].清華大學出版社，2012.