基于SPOC的递进式计算机网络课程教学研究与实践

董铮 郑毅 金鑫

摘要：针对当前计算机网络教学中学生存在的学习不能深入、理解不够透彻、知识内化不到位等问题，提出基于递进式的计算机网络课程教学研究。以计算机网络课程的教学内容、教学设计的与实施过程进行细致分析，并对教学改革效果及教学意义进行总结。

关键词：计算机网络；递进式；教学改革

近年来，随着信息化技术的不断快速发展与普及，基于网络化的线上、线下混合式课堂等各种教学形式层出不穷，实现了学生与教师的高效互动，随之而来的教学形态也日新月异。自2019年教育部提出“双万计划”以来各高校积极响应，其中打造“金课”即为“双万计划”下的一流课程，然而MOOC等线上精品资源的应用要靠线上线下相结合来实现[1]。SPOC 本身自带资源丰富优质，为学生营造了线上真实课堂，教师在其中扮演着指导者督促者的形象[2]。

典型的教学模式分为三个阶段：课前认知、课内强化和课后拓展，在认知过程中，学生登录在线学习平台，根据老师的要求或学习列表观看教学视频。独立学习后根据材料内容完成课后测试。在课堂上，学生与老师就他们的学习问题进行交流和互动、小组讨论或展示学习成果来吸收所学知识[3]。在课后的拓展过程中，学生通过课后学习或实践进一步探索知识，将所学知识运用到实际应用中，纠正对核心知识的理解，实现知识的升华，这种模式体现了“以学生为主体，以教师为主导”的教学理念[4]。

但根据对几届毕业生反馈及教学过程中的教学反思，发现在教授课程中有如下问题：

第一，学生学习不能有效深入课程本身，例如：对于计算机网络课程整体把握不够，学习中“只见树木，不见森林”现象严重，对整个课程认识不足、知识应用到实际差距较大；

第二，对没有网络基础的学生学习计算机网络时遇到的困惑，如刚开始对学生讲OSI参考模型和TCP/IP分层，对于一个还没有TCP/IP基础的学生来讲， 顿感计算机网络比较抽象。

针对上述存在的问题，构建基于SPOC的递进式计算机网络课程体系

一、构建SPOC递进式教学模式学习规律课程教学体系

通过将遵循递进式学习规律，贯彻逐层分解的教学思路于教学当中，以适应产业需求和毕业能力达成目标构建课程体系。结合SPOC应用场景，自上而下将计算机网络知识点逐层分化后用于工程问题的推理和计算，建构起计算机网络课程的理论体系和知识思维导图，从而加深学生对于各部分间关系的理解。课程教学设计按照达成课程目标的成果导向自上向下设计教学流程，《计算机网络》课程设确定了如下表1所示的课程目标与内容。

课程内容将遵循认知规律，从物理层到应用层，再到网络安全，树立基于认知规律的递进式知识体系结构，培养新时代的创新型人才。

二、具体重点研究对象和内容

以计算机通信协议为例，计算机通信使用的协议按功能分为应用层、传输层、网络层、数据链路层协议。课程内容强调实践回馈理论，在理论中进行实践的验证；重点使用头歌实践教育平台，从应用层协议入手，使学生按照认知规律逐层递进地在实践平台中验证原理知识，真正做到“做中学，学中做”；对讲解课程内容材料做到“取其精华”，保障重点内容突出；“去其糟粕”，对底层实现细节的原理进行精简，针对大多数学生，在有限时间里按照SPOC特点来进行分阶段、分重点讲授，让学有余力的学生自行选学更深入的内容，使各类学生都能“按需所学”。

现已路由选择教学内容为例，采用SPOC逐层递进的引导学生。以问题为驱动，引导学生自己提出解决问题的方案，并逐步完善该方案。

（一）课前布置研讨

课前首先布置思考题让学生对问题进行充分地思考和研讨并设计方案。充分利用校校合作资源，引入线上优秀教学课程，并利用智慧树、超星等平台建立自己的SPOC课程资源，来指导学生进行课前研讨学习。通过平台，开设微课视频、习题库、资源库、知识库等多元素材，使学生能很好的进行知识拓展和深层次的理解，使学生能有针对性的有所选择的学习相关内容，同时也避免的一些基础理解性知识重复教授的问题。

（二）课堂教学

充分启发创新思维，课上利用SPOC引导学生了解课前准备情况，采用形象思维方法，考虑如何通过与邻居的互相交流来获得到所有目的地的最短路径。利用形象思维更具创新性的特点，激发大胆创新，提出自己的方案。其次，在课堂上沿着课前思考题提供的思考方向进行研讨，发表自己的想法和方案。老师及时对学生提出方案进行总结和点评，鼓励学生的创新思维成果。在研讨成果的基础上，提出所有路由选择协议要解决的如下5个重要问题：1.什么是最佳路由？2.和谁进行交换信息？3.交换什么信息？4.何时进行交换信息？5.如何计算和更新路由表？最后讲解RIP是如何解决这5个问题，并通过启发与提问将RIP协议更新路由表的方法总结出来。

在讲解完RIP协议的要点后，利用一个例子让学生发现RIP的缺点：“坏消息传播得慢”的问题。然后启发学生去解决该问题，并分析引起该问题的实质，并将彻底解决该问题留为作业让学生课后思考。

由此通过这种SPOC的层层递进式的课程体系构建，使学生达到以下目标：

（1）从问题案例入手，结合应用场景，构建起为学生所需的知识框架和理论体系。

（2）通过实施使学生清晰理计算机网络基础理论，掌握体系结构，数据传输的方法，具备设计和研发计算机网络应用于系统的工程能力。

（3）引导学生在练中求学、学中求练、边练边学，最后达到学以致用的终极目标，确实能将平时所学与实践所用统一结合，做到知行合一。

（三）课后引导学生自主学习

通过线下教学，找出学生容易忽略的问题。并合理设计课后作业让学生完成。借助线上丰富的资源设计单元测试或小测验，检测学生理解和掌握的情况，并将学生分为若干小组进行线上讨论并进行互评，有争议的问题可以留言待下次线下解决。

三、研究与实践的意义

（1）从实践能力培养角度，通过专业课程实践，让学生作为设计者构建计算机网络，采用问题驱动的启发式教学方法，通过精心设计一系列有一定坡度的问题，鼓励学生提出自己解决问题的方法，在教师引导下，逐步“设计”出计算机网络。让学生在学习过程中作为一个技术发明者去进行科学发现和科技创新，而不是作为一个知识灌输的对象被动接受知识，真正做到学为主体，学为我用的境界。

（2）始终贯穿科学思维的培养。科学思维是科学工作者重要的科学品质，培养具有科学思维的综合性素质人才是大学的任务[5]。无论在在平时理论教学中，还是实验实践中，将科学思维溶于其中。要大胆鼓励学生奇思妙想，进行发散思维和创新思维看待周边事物，激发学生学习与实践的充分热情。

结语

递进式的教学模式拟通过将由原来抽象的从TCP/IP模型改为计算机网络应用层案例导入理论知识，既能激发学生兴趣，也能潜移默化地将理论知识传授给学生；这种启发式的教学模式不但能应用于计算机类课程，也能广泛应用于其它课程；不仅可以实践于计算机类相关专业，也可以广泛实践于人工智能等新开专业。因此，本项目的教学模式探究对于提升教学质量具有较深远的意义。

参考文献：

[1]段爱峰，赵旭平，史宇航.“双万计划”背景下高校“金课”建设质量评估维度——基于学习者体验视角的扎根理论分析[J].高等理科教育，2023（02）：90-97.

[2] 陈平.基于MOOC+SPOC的“大学计算机基础”课程混合教学模式研究[J].信息系统工程，2023（04）：164-166.

[3]刘全忠，李彪，郑智颖.基于MOOC+SPOC的混合教学模式改革与实践[J].教育教学论坛，2019（47）：93-94.

[4]王雨婷，杨蓉.“以学生为主体、教师为主导”理念下高职课堂教学模式探索[J].成都航空职业技术学院学报，2019，35（04）：39-41+80.

[5]崔杰.谈C程序设计对大学生科学思维的培养[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2022，24（03）：131-133.

项目基金： 2023年度湖北文理学院教学研究项项目（编号JY2023028）

作者简介： 董铮（1980－  ），男，汉族，湖北襄阳人，硕士，副高，研究方向：计算机网络。