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2021年第46期·“计算机网络”课程在线教学模式探索及实践

2022-7-21 9:45:07点击:

[出处] 教育教学论坛_2021年第46期

郑瑞娟,王勇,吴庆涛,张明川

[关键词] 钉钉直播;雨课堂;PBL任务;过程控制

[基金项目] 2020年度河南省新工科研究与实践项目“面向国家一流计算机本科专业的双创实践能力培养模式改革”(2020JGLX026);2019年度河南科技大学教学改革重点课题“双万计划背景下信息类专业双创实践能力培养模式改革”(2019YBZD-004);2019年度河南科技大学“‘计算机网络’在线开放课程”(2019)

[作者简介] 郑瑞娟(1980—)女,河南获嘉人,博士,河南科技大学软件学院副院长,教授,主要从事网络技术研究;王 勇(1979—),男,河南淮滨人,工学博士,河南科技大学软件学院副教授,主要从事单片机原理及应用研究;吴庆涛(1975—),男,江西九江人,工学博士,河南科技大学科技处教授,主要从事云计算研究。

[中图分类号] G642? ?[文献标识码] A? ? [文章编号] 1674-9324(2021)46-0113-04? ?[收稿日期] 2021-05-28

以互联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术的快速发展,给新时代教育信息化带来了很大的影响。在信息化高度发展的今天,高校教师必须改变原来传统的教学模式,主动适应“互联网+”背景下的新型教育教学模式,利用信息化手段给教师赋能、给课堂赋新,促进课程教育教学质量的不断提升。河南科技大学在线课程“计算机网络”在平时和疫情期间发挥了很重要的作用,根据调研发现学生对线上教学反馈很好。随着网络技术的快速发展,课程涉及知识点多、技术面广,虽然在专业培养方案中分配的学时较多,但总体学时却相对不足,教师需要借助“计算机网络”在线学习资源平台和利用课间时间给学生讲授指导,同时创新教学模式,重视学生创新能力,采用线上线下混合式教学模式,让学生从被动接受知识转变为主动学习,教学效果明显提升,学生学习积极性提高。

一、教学感悟

树立“目标为纲、学生为本、多位一体”的教学理念,在CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式[1]的指导下,针对“计算机网络”课程内容体系复杂、网络协议抽象等特点,课程采用课堂角色一体式、学生思维启发式的在线教学模式[2],完成知识、能力和自主学习目标。

在教学过程中,充分利用各种网络平台和教学环节,注重与学生之间的沟通和互动,尊重学生的现实状况和诉求,克服空间距离的限制,通过幫学生拍摄他们熟悉的校园、宿舍楼、食堂照片等方法,在课间时间采用不同的手段和形式给学生补充一些小小的惊喜,建立师生之间、学生与课堂之间的情感联结,激励学生学习的积极性和主动性。在线教学中,学生的基础水平不一,因此在众多的学习资源中,选择适合学生水平的教学内容,兼顾基础薄弱的学生;课堂内容多实例教学,激发学生兴趣,让更多的学生参与其中,更加喜欢在线课堂学习。在在线教学的过程中考虑学生的感受,了解学生的学习状况及知识掌握情况,并有针对性地给予正面的反馈和引导,受到学生的一致欢迎。

二、课程设计

课程的总体设计思路为:内容为点、平台为基、环环相扣。围绕“计算机网络”的55个核心知识点,基于超星泛雅、钉钉直播、雨课堂[3]和学堂在线平台,设计了“慕课预习—直播课堂—多方互动—线上测试”四个教学环节,涵盖预习、直播、讨论、合作、汇报、撰写小论文、复习、测试等教学手段。慕课预习把握学习内容的概要,通过预习,学生更加清楚需要学习的内容,更加有针对性地学习,提高课堂听课效果,培养学生的自主学习能力;课程直播复现线下的课堂教学,但不同于线下课程的是,师生都更加的自由,学生不会过多地紧张,而是以更加轻松的心态去学习,更好地掌握所学内容,直播课程在线下课程的基础上对教学的内容进行提炼,通过多样化的教学内容,激发学生的学习热情;线上教学没有教师的监督,考验了学生的自律能力,为避免分心增加了多样互动方式。小组互助、课堂讨论、鼓励抢答、随机提问等多方互动激发学生的自主学习、合作创新和思辨表达能力;线上测试评测学习效果,调动学习动力,每章的课程结束后,进行随堂测试,进而了解学生对课堂教学内容的掌握情况,学生考虑到每次的测试,会更加积极地参与课堂互动。各环节互为协作,形成了适合课程特点的闭合反馈式教学方法[4]。

三、特色与创新

(一)自建慕课体系完善

2017—2018年,结合“计算机网络A”课程内容的改革,认真制作、修订了课程的全部多媒体课件,并将课程简介、教师简介、课件、课程视频、作业、题库等比较完善的教学资源上传至线开放课程平台。在制作过程中,了解学生对多媒体课件制作及其内容的具体意见和要求,在教师之间探讨、交流多媒体制作的经验,以动感式页面吸引学生的学习兴趣;重点关注关键技术点,生动展示了较为抽象的基础理论和技术细节。学生可以在预习、巩固、复习和测试等各个环节中随时利用计算机、平板或手机查看在线课件。2018年底,“计算机网络A”慕课在超星上线;2019年底在学堂在线上线,课件和视频的整体质量受到广泛认可,三个月内社会选课量达到2100人。

(二)教学形式丰富灵活

在教学实施过程中,本课程基于钉钉、雨课堂和在线视频,设计了“直播为用、交互为体、成效为道”的教学形式,通过课前、课中、PBL任务、课后四个环节组织“计算机网络A”课程学习,督促学习进度,设定了比较完整的教学环节。充分利用网络的便利性和学习工具的可移动性,进行线上线下混合式教学[5]方式的尝试和探索。

课前,完成慕课预习。要求学生利用本课程组自建的“计算机网络A”慕课资源完成在线预习。在没有教师指导的情况下,学生需独立接受新知识并进行思考,锻炼了独立学习的能力和逻辑思维能力。通过预习,及时发现自己的知识漏洞,同时记录下学习难点。在预习过程中,对所学知识已经有所了解,经过后期教师的讲解和自己的分析,对知识点的记忆及理解会更加的深刻,从而提高学习效率。

课中,钉钉直播和雨课堂双平台齐头并进。首先要求学生带着问题上课堂,在上课之前,要把预习中的问题列出来,以便在课中和其他同学进行探讨,有针对性的学习,同时完成签到,以便教师了解每位学生的出勤情况;展示本堂课程所要学习的大概内容,明确学习目标。然后采用钉钉直播的屏幕共享功能实时传送并录制课堂音视频,同时采用雨课堂的课件展示、随堂小测和弹幕功能进行师生和生生之间的随时互动,包括集体讨论和随机提问等形式,学生通过弹幕发送自己的问题,对于多数线下过于紧张不敢提问题的学生,这一功能很好地调动了他们的积极性。通过课堂的互动,及时了解学生听课难点并加以解决,让学生更多的参与其中,保障学生课堂的整体进度和学习积极性。课堂授课与课堂小测环节如图1所示。

设定PBL任务激发学生内动力。同时,为提高学生主动思考、探究问题、拓展知识和团队合作的能力,在“计算机网络A”教学过程中设定了16个不同的PBL任务,分配给16个学习小组。要求学生根据课程进度,通过小组内部的任务分配、小组讨论、文档撰写、PPT汇报完成对应的PBL任务,并在直播课程中进行课堂展示和全班范围内的讨论。在该过程中,鼓励学生拓展思路,结合网络的发展和实际应用状况展开讨论与分析。对于每组的任务完成情况进行评价,通过组内和各组之间的评价,增强学生自信心和成就感,同时查漏补缺,弥补不足;对于完成好的小组给予表扬,对于表现稍差的学生给予鼓励,使其在接下来的学习过程中更加有动力。

课后,巩固课堂知识,检验学习效果。在课堂教学中,为了让学生更好地理解所学内容,会扩展一些相关的内容,学生在课堂上接收的大量的零碎信息难以消化,因此课后的巩固也很重要。通过推送回顾课件使学生进一步加强对于课程内容的理解和巩固,帮助学生对脑中混乱的信息进行梳理,理清各知识点之间的联系,帮助学生建立一个系统的知识框架,并在此基础上完成在线作业和章节测验,以检验线上线下混合教学过程的实际效果。通过检测,学生对知识的掌握更加牢固,课后可运用所学知识解决一些实际问题,这激发了学生探索新知识的热情和积极性。此外,直播课程具有回放功能,可以供学生进行课后复习和补习;由于在线课堂没有留下太多的时间去做笔记,直播回放使学生可以对不懂的问题多听几次讲解,做好笔记,正所谓温故而知新,对于遗忘的知识,可以通过直播回放快速找到讲解,通过回顾,对遗忘的知识会有更加深刻的理解和记忆,这也是线上课堂的优势。教师可以通过“计算机网络A”课程的微信群在课后与学生进行随时随地的交流和答疑。

在教学过程中有针对性地带领学生进行課堂讨论和分析,并根据学生的回答情况,梳理出讲解的重难点,探索式地解答学生的知识和技术疑惑,并鼓励学有余力的学生继续挖掘技术难度和深度,探求相关技术的本质原理和发展趋势,尽可能将所学知识形成一个有机脉络,并能有所思、有所感、有所悟。课上学习到的知识是有限的,课下通过查阅资料,不仅能加深对课上知识的理解,还能扩展更多的相关知识,产生对未知领域的好奇心,培养积极探索的精神。同时,提供有针对性行的参考资料,避免学生查阅大量不相关的资料,从而节省时间学习更有用的知识。

(三)过程控制效果明显

如何能够与线下教学实现实质等效是在线教学的教学难题。与线下教学不同的是线上的学生都是分散的,师生之间不是面对面的交流,而是通过屏幕进行交流,学生的学习行为和效果难以把控,这时就需要关注学生的需求及学习状态,通过精心设计教学内容和加强互动的方式,实时关注学生的行为和学习效果。本课程采用在线学习进度规划、在线签到、随机提问、课堂小测、在线作业、章节测验等方式进行了比较有效的过程控制。如通过超星泛雅,可以追踪到每位学生当前的学习进度和任务完成情况,并能够查询学生动态的学习效果和累积积分;据此,可以对个别未按时完成教学任务点的学生进行提醒和督促。整体教学效果的跟踪如图2所示,每位学生的成绩跟踪如图3所示。

根据统计,学生的预习平均完成率90%,平均到课率96%、互动806.3人次/课、课堂小测正确率80%。问卷星的调查结果显示:学生对本课程的总体满意度84.31%、互动满意度96.08%、资源满意度95.05%。

四、结语

相较于线下课堂,在线教学对于教学环节的管控要求更高。线下师生面对面交流,教师通过观察学生的反应,实时了解学生听课状态;通过实践与理论相结合,更好掌握学生课堂所学知识。线上教育缺少教师的监督和课堂的实践,对教学的要求更高,而且学生在没有教师课上监督的情况下,很容易分心走神,无法把精力全部放在学习上,这种情况极大的影响了教学效率。因此,需要加强学生的管理,在课上课下提醒和督促学生完成课程任务。“计算机网络”课程组树立学生为主体、教师为主导的观念,利用多种教学平台和教学手段的优势互补,实现线下到线上的逆翻转课堂,要求教师的角色从讲授者向指导者转变,学生的地位从知识技能的接受者向学习的主体转变,媒体的作用从演示工具向认识工具转变。综合多教学环节全面评估学习效果,力争实现在线学习与线下课程教学的实质等效。