“云+端”理念下光纖通信實驗課程智慧課堂設計與探索

彭霞　姚玲　史道玲　趙玉榮　張麗華

基金項目：

安徽省級光纖通信智慧課堂試點項目（2017zhkt242）;安徽新華學院重點教學研究項目（2017jy004;2016jy012）;安徽省教育教學研究項目（2017jyxm0531;2018jyxm1077）。

摘 要

面對教育教學信息化快速發展對傳統課堂教育帶來的挑戰，本文立足于光纖通信實驗課程教學方式改革，探討基于“云+端”理念下的智慧課堂教學模式。依托于教學云網絡平臺和智能終端學習設備，進行智慧課堂架構建設、教學內容以及教學環節的設計與探索，提高教學智慧化管理水平和學生個性化自主學習能力。

關鍵詞

智慧課堂;光纖通信;光傳輸實驗平臺

中圖分類號： G642;TN913.7 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.025

0 引言

“互聯網+”背景下，課堂教學與信息技術的深度融合是目前傳統高等教育轉型的重要趨勢。智慧課堂作為一種新的課堂教學模式，將大數據、物聯網等重要新興互聯網技術帶進課堂，充分利用信息技術手段構建以學生為主體的、師生互動更多元化的教學模式，更注重學生個性化發展和學生自主學習的能力培養。

我院《光纖通信》課程所開設的實驗項目并不基于傳統實驗箱，而采用的是我院現代通信省級示范實驗實訓中心光傳輸平臺設備，該平臺設備均華為通信技術有限公司生產的商用設備。該實驗課程要求學生在實驗學時內要完成硬件設備學習、軟件使用學習以及設備組網驗證。實驗平臺采用商用構架組建光纖環型組網配置環境，基本還原了運營商機房配置，實驗存在難度較高和課時有限等問題。在傳統教學模式下，學生按部就班操作實驗步驟，不利于學生全面的深入了解設備配置和設計思想，大大降低學生參與的積極性，因此迫切需要引入先進的網絡技術改變教學現狀。

1 “云+端”理念下的智慧課堂架構設計

圖1 智慧課堂架構拓撲圖

本課題的智慧課堂建設方案如圖1所示，方案采用“云+端”模式，其中“云”網絡平臺負責存儲數字化后的教學資料;學生“端”主要是包括各種智慧教室設備以及智能移動學習設備。首先要由教學團隊整合教學中所需的教學文件做為教學資源，并上傳到由相關技術專家和教學團隊共同搭建的網絡學習平臺。學生“端”裝載相應的學習APP，并訪問“云”平臺設備獲取學習材料，學生不僅可以隨時調閱學習，還能與老師進行線上線下的溝通。這種模式可以實現課前多媒體電子教材預習、課中互動教學、課后微課輔導等功能，為老師和學生提供了一種高效的“教”與“學”模式，不僅且互動性增強，而且不受時間地點的限制。

2 光纖通信課程實驗內容設計

將現代通信實驗實訓中心的光傳輸平臺和程控交換平臺互連起來構成一個模擬長途傳輸的系統，要求學生在熟悉硬件設備和命令行腳本規則的基礎上，通過環型組網配置實現模擬合肥—天津的長途通話光傳輸過程。其傳輸系統硬件連接拓撲如圖2所示，光傳輸平臺和程控交換平臺是兩個獨立的實驗平臺，Metro1000和OSN2000屬于光傳輸平臺，CC08程控交換機屬于程控交換平臺，設備之間采用光纖和2M線連接。實驗內容安排如表1所示。

圖2 實驗設備的物理連接拓撲圖

表1 實驗內容安排

3 基于智慧課堂的課前、課中和課后教學環節設計

在智慧課堂的教與學模式設計中，整個教學過程包含課前、課中和課后教學環節，構成了一個不斷改進的循環過程：

（1）課前：首先教師將需要預習和復習的軟硬件資料和相關參考文獻事先整理好，然后利用相關軟件制作課件、文檔或視頻資料，上傳到云平臺。本課程要求：學生復習硬件設備知識，已錄制設備硬件介紹視頻，學生可以在任何時候查看;預習環型組網原理，并設置一個提問環節，通過問題回答過程的統計來調整課堂教學內容。

（2）課中：根據云平臺軟件統計學生預習的情況并進行的數據分析，教師可以有重點的安排課堂教學內容，也可以決定是先復習提問還是先授新課。教師通過電子教室系統教師端以多媒體來進行教學，學生重點聽取在預習過程中存在疑問的知識點，并積極將自己的問題及時反饋給教師。學生在這個過程中積極參與課堂教學，成為課堂教學的主體。

（3）課后：針對本課程存在“授課時間有限”的問題，教師可以把上課時的講義、知識點用智能學習終端發布給學生，學生課下對課堂上沒弄懂的知識進行有針對性的學習，從而彌補了傳統課堂中這一問題的缺陷，并實現了移動學習方式。教師根據收集到的四類數據（課前預習、課堂互動、課堂實驗操作情況、課后反饋），分析學生的學習效果、學習的方法、學習的習慣，進一步改進教學方法和豐富教學內容，具體實現如表2所示。

表2 課后環節實現設計

4 總結

光纖通信實驗課程智慧課堂是基于大數據、物聯網技術和“云+端”模式的應用，構建的信息化、智能化的課堂教學模式，同時借助互聯網技術，按照學生畢業后從事職業所必需的能力和終身學習所必需的能力，優化教學內容，使之既能適應求職之需，又能適應發展之需。探索新型智慧課堂教學模式，使互聯網技術成為學生與知識的橋梁，實現對學生知識、能力、素質的綜合培養，適應信息社會對高素質工程技術人才培養的需求。

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