计算机网络课程混合式教学模式研究

关键词：混合式教学；计算机网络；教学设计；教学资源

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）08-0080-03

在移动互联网、人工智能、大数据等新一代信息技术飞速发展的支撑下，数字经济和新产业不断发展和涌现。为了应对新兴技术的发展和产业变革，教育部积极推进“新工科”建设[1]，深化教育改革，重塑教学形态，强调创新人才的培养。混合式教学将传统教学方式与网络化教学方式的优点结合，有机地融合了教学内容、教学平台、教学方式，是实现新工科人才培养的有效模式[2]。各种移动智能终端设备的普及与应用，为混合式教学模式提供了便利的基础条件。

在高校中，传统的教学方法侧重针对教材和实验任务进行面对面的讲授，而混合式教学模式具有开放性、个性化学习、多样化教学以及教学资源共享等特点，增加了教学在时间和空间上的灵活性。现在的学生都具有良好的信息素养，能够通过在线课程和其他学习资源对课程内容的主题进行更加深入的探索，并把握自己的学习节奏。在开放式的空间中除了和班级同学讨论还可以与其他学习该课程的人组成小组一起学习和在线讨论和交流。学生可以根据自己的兴趣来选择是否深入地学习，并合理选择线上资源，混合式教学模式有利于学生个性化学习。

计算机网络课程是信息技术类专业的核心课程，涉及的内容非常丰富，既包括协议、原理，也包含基础的工程知识及应用，知识面较广。如何在大力发展新工科的背景下，对计算机网络课程采用混合式教学模式，应对新时代对计算机网络技术人才的需求，是值得不断深入探讨的问题。

1 混合式教学过程设计

混合式教学不是简单地增加课程学习的内容，而是针对课程的目标，以学生能力培养为导向。传统的教学模式主要聚焦在线下课堂的讲解和课后的练习，教师的主导地位太强，缺乏对学生思维的启发、主动发现问题和解决问题以及拓展学习能力的培养。随着学习环境的转变和学习条件的支撑，混合式教学模式使教学的过程发生了深刻的转变。混合式教学模式以学生为中心[3]，突出学生在教学活动中的主体作用，结合线下和线上学习各自的优点，从学生的能力培养需求到完成学习目标重新设计整个教学过程。线下教学在某些方面是不可替代的，例如思政教育、合作解决问题能力的培养、师生情感交流等[4]。混合式教学也丰富了教师角色的内涵，不只是知识的传授，还对教学活动的组织设计、教学资源的建设、教学过程的协调与监管提出了更高的要求。

混合式教学不是线上和线下教学活动简单的叠加，也没有统一固定的标准，强调的是它们之间的有机融合，发挥各自的优势，以此让学生获得最佳的学习效果。教学过程的时间线贯穿课前、课中和课后，各自的教学侧重点完全不同，教学的组织形式、教学资源的建设也要随之匹配。针对学生的不同需求，在教学内容上，根据混合式教学模式的需要重新对计算机网络课程的知识点进行分割，组织和设计知识体系结构，使学生更加清晰地了解学习内容的整体框架。混合式教学过程设计整体结构如图1所示。

与传统的课前预习不同，需要在课前预习中设计一些导引型问题[5]，让学生熟悉教学目标中主要内容的背景知识和基本概念，对重点和难点问题有初步的了解，带着问题进入课堂。课前阶段的学习效果将直接影响课中阶段教学计划的实施，在课前预习的基础上，课中可以收集在主要知识点碰到的问题，然后直接面向目标问题进行讲解，对学生碰到的问题进行强调，从而可以充分利用课堂的时间分析和讨论，使课堂时间比传统教学模式更加充足，不用面面俱到。

在混合式教学模式中，课堂教学依然有其特定的地位。教学内容的针对性更强，更加聚焦于重点内容的讲解和难点内容的分析，促使知识点的内化。根据计算机网络体系结构中每层的主要功能讲解，以典型协议作为例子讲解，做到举一反三，在案例的基础上，让学生能够理解协议要解决的主要问题、设计的基本思想、设计的方法、具体实现等环节。如果学生在课前阶段的知识准备充分，课堂上采用主题讨论、小组协作等多样化的组织形式就有了良好的基础，经过教师精心的设计，课堂的教学效果则会大大增强。

课后可以通过教材上的习题、实验以及编程来巩固和消化课程内容。在每一章结束的时候，可以利用一些在线小测试来完成学习效果的评估。对课后布置的内容进行线下课堂研讨，通过制定一定的考核激励机制，鼓励学生主动完成课后的学习材料，能够检查学生课后拓展学习的情况。采用多样化的讨论形式，对于拓展知识的掌握，采用简单问答的方式；对原理过程的程序实现采用现场展示的方式；探究式的内容采用PPT汇报的方式，培养学生的逻辑组织能力。这种讨论有利于加深对知识点的理解和应用，也能提升学生对自己学习结果的表达能力。

2 课程内容分解与重构

计算机网络课程主要以因特网作为网络实例、因特网协议栈的架构来组织教学内容。随着混合式教学过程的重新设计，对课程整个教学内容也需要进行优化。依据教学过程设计的时间先后顺序，控制教学内容的粒度，将每章的内容按照基础知识、重点难点、拓展深入学习内容以及它们对应的实验部分进行重新组织，并选择合适的教学资源来支撑教学目标的达成。通过经典内容的学习，保障课程知识体系的完整性[6]；通过网络前沿新理论和新技术的拓展学习，扩大学生的视野，激发学生的兴趣点，也能体现和满足学生在课程中个性化学习的需求。

（1） 课程基础和常识性内容：这部分内容主要包含基本概念、专业术语和专业常识问题，一般都比较浅显易懂，学生可以通过课前预习教材和课件来完成。教师可以通过课堂简单提问的方式来了解预习的情况，只需要对其中容易混淆的概念等内容做适当的讲解。除了教材之外，可以提供相应的教学资源给学生去自学。

（2） 课程重点和难点内容。这属于课程体系中的核心部分，这一部分内容还是需要强调传统的课堂教学模式。从教学目标的角度，这一部分涉及对主要问题的理解和掌握。学生在预习阶段能够了解到这些课程内容的概要，这些知识点的难度并不统一，但需要在课堂上进一步深化和巩固，教会如何去运用这些核心的原理与方法。在学习课程中的难点内容的时候，容易产生理解上的偏差，需要老师进行详细的讲解和交互，从而达到掌握的要求。每个重要主题都要精讲精练[7]，需要和学生互动，利用现场反馈，准确地把握学生学习这些知识点产生的偏差在哪里，并进一步解决难点问题。

（3） 拓展内容。随着软件定义网络、物联网、工业互联网等新型网络技术迅猛发展，在很多场景都会遇到新型网络及应用，这些较新的知识可以作为课后拓展学习的内容，特别是针对于对计算机网络有浓厚兴趣的学生。这一部分内容适合采用研究性学习的方法，从问题入手，通过收集与阅读一些相关文献，了解目前问题研究与发展的现状，提出自己的解决方案并进行验证比较，从而培养主动发现问题、积极分析问题和正确解决问题的能力。

（4） 实验内容。实验内容按照教学内容分为验证性实验、基本设备操作工程性实践、网络编程等几个方面。网络原理部分主要对应着验证性实验，通过对细节内容的掌握，能够加深学生对基本原理和协议等相关理论知识点的理解和掌握，例如捕获数据包进行网络协议分析。在学生完成知识点的理论学习后，可以通过布置相关的编程练习来模拟原理的过程，例如传输层的滑窗流水线工作过程、网络层的缓存处理过程等。通过编程来检验学生的理解是否正确，并提高软件开发能力。

3 教学平台与资源

为了高质量完成教学目标，混合式教学需要选择合适的教学平台和教学资源来支撑。头歌、智慧树等教学平台都为课程建设提供了完整的功能，还有Ka⁃hoot等一些在线学习平台可以结合使用，因此需要从教学平台与教学资源的可用性、内容的质量、适用性等方面考虑。混合式教学涉及线上和线下，为了使教师能够及时发现和纠正学生学习过程中出现的问题，需要结合网络教学平台、及时通信软件、在线会议系统来建立高效的反馈机制，实现一对一和一对多的指导。

教学资源主要分为理论教学与实践环节两个部分。在理论教学资源中，主要包括基础教学资源和拓展教学资源。基础教学资源主要包括教学大纲、实验大纲、教学日历等教学文件以及课件、讲义、视频、软件资源等，这些教学资源主要由授课教师上传到教学平台，便于学生平常的查阅和使用。以满足线上线下混合式教学为出发点，按照颗粒化资源的建构原则，确定各个知识点的合适资源类型和标准，按照详细的知识点将教学内容碎片化形成基本资源。最后，将其应用到不同的教学阶段。

实践环节部分可以利用平台提供的，由其他老师开发的实验资源或者自行开发的资源，主要的目的是将抽象的原理转换为具体实现的细节，在具体的实践过程中掌握计算机网络的基本原理和技术。实践环节首先需要掌握流行的网络应用软件，例如网络协议分析工具Wireshark，通过捕获真实网络中传输的数据，增加学生对计算机网络协议的理解；Packet Tracer能够帮助学生学习如何构建和配置整个网络。在头歌平台上也提供具体的实践项目，采用上面的工具进行模拟实现，因此可以根据学生的能力采用渐进式学习。

4 教学考核与评测

为了保证混合式教学模式的质量，就需要了解学生对知识掌握情况，然后针对存在的问题去解决。采用多种方式和手段进行评测有利于及时跟踪学习效果，便于查漏补缺，分析问题的存在。随着教学内容的重构，以及在不同的时间来实施，因此需要对每一个时间阶段的内容进行检测，所以要准备足够的问题来评价每个时间阶段学习的成效。对照着教学目标，通过问题来发现在前一个时间阶段学习完成的效果，以便在接下来的阶段动态调整教学的形式。通过问题的提出和探讨，促进学生主动或者被动思考，保障前一阶段的学习效果。

问题的发现主要通过每章的课后习题以及小测试来实现。例如采用Kahoot的工具开展测试，测试主要涉及基本概念和基础知识，以判断、选择题的形式出现，并进行具体的数据分析。测试结果能够反映出没有经过专门复习情况下掌握的情况，能够反映基本概念的理解和偏差情况。课后习题是学生经过复习情况下完成的，能反映出学生课后复习的情况，阶段性的学习效果评价通过期中和期末考试来实现。

为了正确评估学生在课程中的学习情况，需要保证课程考核的科学性和规范性，课程考核平时成绩、期中考核和期末考试分为三个部分，占比为20%～30%、30%、40%～50%。平时考核也按照课前、课中、课后三个阶段进行评价。每章学习结束后，会利用教学平台的测试工具在课堂对该章的基本概念和基础知识进行简单的测试，对所有同学的测试结果进行记录和分析。课后主要分为课后作业、课后实验以及编程练习三个部分。课后作业和课后实验作为主要的评价依据，编程练习一般作为对课程非常感兴趣的学生的一种提升，在考核中的占比很小。

5 结束语

混合式教学模式能够充分利用互联网环境以及线上资源，根据课程的目标以及学生的需求灵活地开展教学活动，有效地突破了传统的教学思维框架，促进教学改革。在混合式教学中通过合理的教学设计，扩展了课程及相关领域的知识，逐步激发了学生的兴趣，培养了学生自主学习、拓展学习的能力。混合式教学模式还具有很大的发展空间，在教学的各个方面仍然具有很大的挑战，在今后的教学中，将不断提升团队协作能力的培养，融入更多学生感兴趣的内容，保证课程的品质。