MOOC理念下“计算机网络原理”精品课程的立体化建设

云红艳　李琳　赵志刚　李建波　李强

摘要：MOOC的发展为高等教育课程改革带来了一场革命，翻转课堂作为一种新的课堂教学模式冲击着传统的课堂教学方式。文章分析MOOC和翻转课堂带来的教学模式的转变，探讨如何将MOOC和翻转课堂教学模式的理念融入“计算机网络原理”精品课程的建设，梳理课程知识体系，进行多样化的课程设计，制作课程视频和微课，开发课程辅助教学系统，等等；提出以教师重点知识引导与学生自主学习相结合的教学模式，旨在培养学生创新能力以适应互联网时代大学教育转型改革的趋势。

关键词：计算机网络原理；精品课程立体化建设；MOOC；翻转课程教学模式；微课设计

1.概述

MOOC（massive open online courses）即“大规模开放在线课程”或“慕课”。2011年美国斯坦福大学Sebastian Thrtm教授开设的免费课程“人工智能导论”（introduction to artificial intelligence）吸引了190个国家16万学生网上注册学习，从而使得大学课程及课程资料通过网络免费开放，真正带来了大规模的在线课程学习。可汗学院（Kahn Academy）推出的在线视频课程涉及数学、历史、金融、物理、化学、生物、天文学、计算机科学等科目的内容，吸引了全世界数以千万的学习者注册学习。伴随着MOOC的发展，“nippedclassroom”即“翻转课堂”教学模式开始流行。所谓翻转课堂是指教师提供课程视频等教学资源，学生课前观看视频等教学资料完成课程知识学习，教师在课堂上组织学生对视频课程内容进行深入交流讨论并完成作业习题和答疑解惑的教学形态。这种教学模式颠覆了教师课堂讲授、学生课后作业的教学模式，将传统课堂中知识讲授放在课外完成，知识的内化吸收转移至课堂时间完成。

MOOC和翻转课堂是借助于互联网而产生的新兴教育模式，吸引了全球教育工作者和学习者的关注，大规模互动参与、开放共享教学资源的在线课程教育模式，给高校教育带来了冲击和挑战。基于MOOC理念，以山东省精品课程“计算机网络原理”建设和改革为契机，提升课程开发、教学设计和实施能力，促进“计算机网络原理”课程教学模式的改进，激发学生学习兴趣和主动探索性，培养学生创新能力，提高课程教学质量和教学效果。

2.MOOC和翻转课堂带来的教学模式改变

相比传统的教学模式，翻转课堂教学模式有如下3个方面的不同。师生角色的变化：教师不再是传统的课堂知识传授者，而是作为课堂的组织者，引导学生在课堂上进行交流讨论完成知识消化和吸收。学生从传统课堂上被动的听课者变成课堂交流讨论的主体。教师通过学生课堂交流讨论和习题解答的具体情况，进行课程重点难点知识再梳理或安排答疑解惑来组织课堂教学。②课程教学资源建设的不同：传统课程教学的主要资源是教材和课程课件，而翻转课堂教学的基础是课程教学视频、课程网站和相关课程辅助教学材料的建设。教师根据课程教学大纲和专业学生的具体情况录制教学视频用于学生课前学习，并为学生制作与教学视频相关的多媒体教学课件、习题测试和辅助教学资源。课堂时间的安排：翻转课堂教学模式是通过减少教师课堂教授时间，增加学生课堂参与讨论交流的时间，在课堂上通过学生之间、师生之间的交流与协作来完成教学任务。即将传统教学模式中教师课堂教授变为学生课前观看视频学习；教师通过精心设计课堂讨论内容和话题，让课堂时间真正最大化和有效化。

翻转课堂的教学理念来源于建构主义理论（constructivism）。建构主义理论强调教学应以学生为中心，教学建立在学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动建构，学生在一定的情境中借助教师或同伴的帮助，利用必要的学习资料，主动学习获得知识。翻转课堂理念混合了教师重点讲解和建构主义学习，使教师成为学生身边的“指导者”而不是讲台上的“圣人”；学生可以灵活选择观看课程视频的时间和地点，激发其课前主动学习和课堂讨论积极性；增加课堂上学生和教师之间的互动和个性化交流时间，让学生得到个性化教育。这种翻转课堂的教学模式体现了“以学生为学习主体”的思想。结合传统教学中易于课程知识体系化和具体化的优势以及翻转教学易于增强学生创新性、主动性和个性化培养的优势，在“计算机网络原理”教学中融入MOOC理念和翻转课堂教学模式，确立“教师重点知识引导和学生自主学习”相结合的课程教学模式。

3“计算机网络原理”精品课程立体化建设

“计算机网络原理”是计算机类专业的核心必修课，是一门理论与实践并重、跨学科、知识面广的专业课程。课程教学中确立教师教学的主导地位和学生学习的主体地位，教师不再只是传统意义上的知识传授者，而是知识学习的指引者和引路人，给予学生更多自主学习和探索的空间，引导学生课前观看课程视频、课上进行小组讨论和协作探究、课后思考拓展。

“计算机网络原理”精品课程立体化建设包含：课程知识体系和教学课件优化调整、课程网站平台构建、微课教学设计、教学辅助系统开发等。通过“计算机网络原理”精品课程的立体化建设，可以有效保障学生做好课前预习、参与课堂交流讨论、增强课后实践反馈3个教学环节。

3.1课程知识体系优化调整

为适应计算机类学生的培养目标，“计算机网络原理”课程要求学生掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法；掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议；了解典型网络设备的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理；能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用。以谢希仁的《计算机网络（第六版）》作为教材，基于传统教学与翻转课堂教学相结合的理念，重新梳理课程知识体系。按照计算机网络层次参考模型学习各层的功能、原理、算法和协议，围绕网络各层协议数据封装和各层典型设备组成结构原理这两条主线对课程核心知识点进行组织，确立传统教学与翻转课堂教学知识点比例大致为3：2，课程核心教学知识点划分如表1所示。在教学内容组织方面，强调计算机网络原理是根本，Intemet技术是实例。

3.2课程网站平台建设

课程平台建设是精品课程建设的主要内容。“计算机网络原理”精品课程网站提供了课程主讲教师介绍、课程描述、教学大纲、授课教案、多媒体课件、主讲教师教学录像、实验指导、作业解答、课程参考资料、常见问题解答、研究型教学文档等教学资源，并链接课程检测习题供学生自我测试。主讲教师课程视频（如图1所示）是保障学生课前预习、参与课堂讨论交流的基础。学生通过课程平台可以下载课程课件和参考资料，在线观看教学视频，开展网上讨论，课后通过课程网站平台提交作业或学习总结报告。

3.3微课教学设计

针对课程的难点和重点设计微课教学案例（包含背景、教学目标、教学内容、教学方法、教学总结等），录制微课，便于学生利用碎片时间通过微课学习巩固课程的重点难点内容。

广域网分组转发机制的微课教学案例设计如表2所示。

3.4课程教学辅助系统

掌握计算机网络分层参考模型的各层功能、协议和算法，是学好计算机网络原理课程的关键。由于网络原理协议众多且抽象难懂，设计一个简单实用、直观形象、交互性好的课程教学辅助系统可以帮助学生直观地学习课程内容。利用Authorwarer的交互图标、计算图标和编程接口，通过程序片段的有效嵌入，可以模拟仿真网络原理和协议的复杂工作过程。基于Authorware开发设计了3个功能模块：①课程学习模块用于满足课程学习任务；②习题检测模块用于检测学生对知识点的掌握；③课堂助手模块提供学生考勤、教学公告、轻松驿站等辅助信息。

课程学习模块设计实现了3种信息交换、数据链路层停止等待协议、网络层带有子网划分的分组转发过程、地址解析协议ARP、传输层三次握手的连接过程、应用层STP生成树协议、DHCP动态主机配置协议等计算机网络的典型网络协议和过程原理。使用子网掩码的分组转发模拟过程如图4所示嘲，当用户手动输入主机H1（IP地址为128.30.33.13）要发送分组的目的IP地址为128.30.36.62后，可以仿真模拟分组数据的转发过程，使学生更加直观地掌握分组转发过程的工作原理。

教学实践证明，学生使用这套课程教学辅助系统更易于学习掌握抽象的网络协议、工作过程和算法原理，更好地培养分析问题能力和研究实践能力。

4.结语

基于MOOC和翻转课堂的理念，确立以教师重点知识讲授和学生自主学习相结合的教学模式，重新梳理优化课程知识体系，精心设计课程内容制作微课、录制教学视频、构建课程网站、开发课程教学辅助系统。通过“计算机网络原理”精品课程的立体化建设，改革课程教学模式，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，激发学生的学习兴趣、调动学生学习的自主性和积极性，从而更好地培养学生的创新能力。