疫情時期計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程教學模式研究

魏冬梅，鐘世芬，何忠秀，陳紅紅，唐劍梅

（西華大學計算機與軟件工程學院，四川成都 610039）

0 引言

新冠疫情的爆發(fā)，對全國高校教育教學構(gòu)成了前所未有的挑戰(zhàn)。教育部應對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導小組辦公室于2020 年2 月4 日發(fā)布了《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》（教高廳〔2020〕2 號）［1］，要求各高校充分利用線上課程教學資源和平臺，積極開展線上教學活動。中國大學MOOC、超星學習通、雨課堂和藍墨云班課等教育部第一批推薦的22 個學習平臺，經(jīng)過擴容調(diào)整優(yōu)化，保障了疫情期間線上課堂的有序組織與教學，并取得了較好的效果。

然而，實訓類課程由于課程內(nèi)容的特殊性，如建筑類專業(yè)的施工實訓課程，計算機專業(yè)類的計算機網(wǎng)絡(luò)實訓和程序設(shè)計實訓課程等，疫情期間在教學過程中遇到困境。計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程作為計算機專業(yè)的重要專業(yè)課，在專業(yè)學科建設(shè)中扮演著重要角色。西華大學計算機與軟件工程學院也開設(shè)了該實訓課程，計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實驗室配備了思科2621XM 路由器、華為3526 三層交換機，以及服務器和終端。疫情期間，如何解決在實訓課程中師生不能面對面教學、學生不能實際操作設(shè)備以及合理地進行教學評價等問題，對“停課不停教、停課不停學”是一大挑戰(zhàn)。

通過中國知網(wǎng)檢索2019 年4 月-2020 年4 月，關(guān)鍵詞為“計算機網(wǎng)絡(luò)教學改革”的文獻，以及2020 年2-4 月，關(guān)鍵詞為“疫情期間計算機類實踐課程教學改革”的文獻，并進行梳理。其中，張銳敏等［2］提出以能力培養(yǎng)為目標的計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程教學改革方案，并將混合式教學應用于實踐，對學生學習興趣的提高、知識的掌握及能力的培養(yǎng)具有很好的促進作用；劉小杰［3］研究計算機網(wǎng)絡(luò)與信息安全實踐課程教學環(huán)境構(gòu)建，通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)信息安全教學系統(tǒng)，將理論與實踐有效結(jié)合，從而更好地實現(xiàn)教學目標；張園莉［4］將任務驅(qū)動教學法應用于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教學中，對實驗教學環(huán)節(jié)重新進行設(shè)計，促進了學生學習方式的轉(zhuǎn)變，增強了學生解決問題及團隊合作的能力；黃山［5］根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的特殊性，構(gòu)建“三維四層”結(jié)構(gòu)的一體化實踐教學體系，在培養(yǎng)高水平應用型計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才方面取得了較好成效；吳楊卿［6］采用開放性的設(shè)計理念開發(fā)計算機網(wǎng)絡(luò)課程實訓平臺，可方便教師、學生及網(wǎng)絡(luò)管理員三方使用，具有一定實用價值；劉許剛等［7］基于高職院校信息技術(shù)專業(yè)課程《計算機網(wǎng)絡(luò)管理》在教學中存在的問題，將虛擬化技術(shù)應用于課程實踐教學，搭建虛擬化教學實驗環(huán)境與實訓管理系統(tǒng)，從而提升教學效率；魯曄［8］以計算機網(wǎng)絡(luò)課程為例，針對理工類課程設(shè)計線上教學方案，結(jié)合理論與實驗教學環(huán)節(jié)給出3 段式教學法，并給出疫情后恢復線下教學工作的3 項原則；齊耀龍等［9］闡述在疫情形勢下開展線上教學的方案，構(gòu)建以“釘釘（釘釘直播+釘釘群）”與“中國大學MOOC”為主、多工具協(xié)同、“同步+異步”混合教學的本科線上教學框架。

在全國上下眾志成城共同抗“疫”的情況下，各高校及教師都積極投入線上授課和在線教學研討，探索疫情期間的教學模式，創(chuàng)新教學方法，在短期內(nèi)取得了一定成果，但針對實踐類及實訓類課程的解決方案仍相對較少。本文針對在線教學中實訓類課程的教學困境，通過“虛實結(jié)合”，將線上資源與自行構(gòu)建的教學輔助資源進行有機整合，并應用于實際教學中，不但保證了疫情期間的課程教學進度，而且能兼顧對學生理論知識與實踐能力的培養(yǎng)，保證了教學質(zhì)量，對后期相關(guān)課程的在線教學具有一定參考價值。

1 面臨問題與對策

計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程原本需要在特定軟硬件設(shè)備支撐的環(huán)境下，師生進行面對面教學，學生親自動手操作，教師進行輔導并監(jiān)督整個教學過程，記錄教學關(guān)鍵環(huán)節(jié)并進行教學評價與考核。疫情期間，學生不能返校，傳統(tǒng)實訓課堂模式難以為繼，雖然有各大教學平臺保教促學，但對于計算機網(wǎng)絡(luò)類實訓課程的開展仍然存在著一定局限。

1.1 主要問題與分析

（1）實訓需要的軟硬件環(huán)境要求更高。專業(yè)的實驗室硬件設(shè)備、由路由交換設(shè)備搭建的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以及計算機網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與實時監(jiān)控軟件等，都是開展計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學的必要條件［7］。

（2）實訓項目難以開展。計算機網(wǎng)絡(luò)實訓項目對實時性要求很高，需要學生現(xiàn)場完成。雖然各大在線平臺可以聚集很多優(yōu)質(zhì)課程資源，從而有效輔助理論類課程教學，但對于實訓類課程，仍然存在適用性不強等問題，并且很難兼顧實訓個體的差異化與復雜性。西華大學計算機學院計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程的常規(guī)授課模式如表1 所示，可以看出，在疫情期間，原有的諸多教學環(huán)節(jié)難以進行。

表1 計算機實訓課程常規(guī)授課模式

（3）教學評價與課程管理不夠完善與科學。疫情對實訓類課程教學影響顯著，由于實訓項目難以開展，對學生課程考核的評價量化細則也不夠完善，而且教學反饋、教學質(zhì)量監(jiān)控等環(huán)節(jié)缺乏科學的評價指標體系。

1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程應急對策

對當前所面臨的困境進行分析，得出將實訓項目“虛擬化”是解決該問境的突破口。制定短期內(nèi)教學應急方案，構(gòu)建虛實結(jié)合，兼顧線上線下的計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程多平臺混合教學模式。

（1）通過虛實結(jié)合解決實訓演練問題。虛擬化是一種資源管理技術(shù)，其將既有的計算機硬件資源在邏輯上進行抽象，形成“資源池”，從而打破實體結(jié)構(gòu)間不可切割的障礙，使用戶能以更好的方式運用相關(guān)資源［7］。利用可虛擬仿真、可互動的智能實訓平臺，可突破空間與時間限制進行計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學。

（2）將線上資源與自行構(gòu)建的教學輔助資源進行有機整合，關(guān)注教學過程每個環(huán)節(jié)。圍繞教學大綱與教學計劃，自行組織構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)實訓專用教學資源庫（課件、實訓項目、實訓任務書），可供學生提前自主預習。

關(guān)注教學環(huán)節(jié)控制，例如：通過電子簽到統(tǒng)計出勤率，根據(jù)每位學生的學習情況形成學習報告等。教師可通過平臺查看課程環(huán)節(jié)記錄與數(shù)據(jù)分析，制定后續(xù)教學策略，還可通過直播實時答疑，增強師生互動，提高教學效果。

（3）注重師生之間及時的教學前饋與反饋。以問卷方式對學生在線學習條件及學習基礎(chǔ)情況進行調(diào)查；通過“騰訊會議+QQ 在線”進行教學過程中的即時反饋；結(jié)合智能平臺自動評測功能，以及教師對學生實訓報告的評分與學生評教反饋對教學效果進行評價。

1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程解決方案

虛實結(jié)合的多平臺模式是特殊情況下實訓與教學深度融合的有效途徑。本文構(gòu)建的實訓模式如圖1 所示。

圖1 虛實結(jié)合的多平臺模式

2 具體實施

通過調(diào)研、分析與比較，構(gòu)建適合疫情防控期間的計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學模式，選用EduCoder 系統(tǒng)作為實訓虛擬仿真平臺，利用“MOOC+SPOC”提供教學資源，以及“騰訊會議+QQ”進行在線討論與答疑。

其中，EduCoder 平臺相當于一個智能的虛擬實驗室，支持交互式通關(guān)型實訓項目，從而實現(xiàn)工程化專業(yè)教學的自動化與智能化，并提供模擬器定制虛擬機進行網(wǎng)絡(luò)搭建，加載各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及配置等。系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，學生端可通過任何計算機運行Internet 完成實訓內(nèi)容，教師端可實現(xiàn)實訓項目制定、實訓監(jiān)控及教學管理等功能。

2.1 教學改革策略實施過程

實訓前，學生利用MOOC+SPOC 等線上學習資源，可以有針對性地通過觀看教材、視頻教程、實踐操作預演等進行提前預習。實訓過程中，教師組織學生在指定時間通過PC 端登錄EduCoder 平臺進行實訓操作，教師可通過平臺遠程監(jiān)控整個過程。學生在線提交實驗項目，實訓平臺自動評測學生提交的實訓結(jié)果。在師生互動和答疑環(huán)節(jié)，師生之間可通過“騰訊會議+QQ”展開交流與討論。最后教師批閱學生填寫的實驗報告，匯總實訓數(shù)據(jù)，完善實踐教學評價方式，為后期教學決策作參考。

2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)實訓案例

以計算機網(wǎng)絡(luò)實訓任務1 為例，教師首先設(shè)定實訓目標，通過EduCoder 和超星學習通發(fā)布課前學習資源線索（實訓任務書、課件）。圖2 為EduCoder 顯示的實訓任務主頁。

圖2 EduCoder 平臺《計算機網(wǎng)絡(luò)》實訓主頁

學生通過查閱MOOC+SPOC 資源，提前預習與實訓相關(guān)知識。實訓任務1 部分要求如表1 所示。

表2 計算機網(wǎng)絡(luò)實訓任務1

實訓過程中，學生登錄進入EduCoder 實訓項目實戰(zhàn)后，會自動進入實訓項目關(guān)卡，如圖3 所示。其中，左側(cè)區(qū)域為任務描述和知識點講解區(qū)域，右上側(cè)為代碼編寫區(qū)域，右下側(cè)為評測區(qū)域。用戶根據(jù)任務要求編寫代碼后，點擊“評測”即可進行自動測試。若測試不通過，可修改后繼續(xù)測試，通過測試后則自動進入下一個任務關(guān)卡。只有學生提交實訓任務后，“參考答案”功能才可用。

圖3 EduCoder 實訓任務學生端顯示界面

在實訓過程中，教師可對學生實訓任務作在線評價，學生也可以通過“評論”功能與大家交流自己在學習過程中遇到的困難或?qū)W習心得。學生若遇到疑惑，可通過qq或微信與指導老師及時交流，如圖4 所示。

圖4 qq 答疑過程

3 教學評價

鑒于疫情期間的特殊性，對學生學習評價作特殊處理。對原教學計劃中的考核方式作適當調(diào)整，考評項目指標也適當調(diào)整了權(quán)重，調(diào)整后的學生考核細則如表3 所示。

表3 課程評分標準

抽取部分學生評論并作了簡單的類型歸納，如表3 所示。從搜集的反饋信息來看，學生們對現(xiàn)階段實訓課程設(shè)計模式、實訓內(nèi)容、師生交流方式等方面認可度和滿意度較高。

表4 部分反饋信息

4 結(jié)語

本文探討在疫情特殊環(huán)境下，構(gòu)建虛實結(jié)合，兼顧線上線下的多平臺教學模式。作為計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程的應急解決方案，通過兩個多月的實施與評測，該模式優(yōu)勢明顯。通過細化單項目標、設(shè)置多元闖關(guān)學習環(huán)節(jié)強調(diào)以多種教學活動引導學生自主學習，鍛煉學生的理解能力與實踐動手能力，并通過測評環(huán)節(jié)及時鞏固教學內(nèi)容、反饋教學效果。

由于研究時間倉促，還存在一些不足之處。受疫情影響，實驗設(shè)備實體的缺乏，難以兼顧所有實訓類項目教學。目前學生尚未返校，仍處于在線教學階段，本課程期末考試還未進行，已作好3 個備用方案，考試方案的有效性還有待驗證。疫情期間，面對教與學的各項挑戰(zhàn)，在教學過程中如何做到靈活應對，有備而戰(zhàn)，值得作進一步思考與研究。