疫情時(shí)期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)模式研究

魏冬梅，鐘世芬，何忠秀，陳紅紅，唐劍梅

（西華大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件工程學(xué)院，四川成都 610039）

0 引言

新冠疫情的爆發(fā)，對(duì)全國(guó)高校教育教學(xué)構(gòu)成了前所未有的挑戰(zhàn)。教育部應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)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(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》（教高廳〔2020〕2 號(hào)）［1］，要求各高校充分利用線上課程教學(xué)資源和平臺(tái)，積極開(kāi)展線上教學(xué)活動(dòng)。中國(guó)大學(xué)MOOC、超星學(xué)習(xí)通、雨課堂和藍(lán)墨云班課等教育部第一批推薦的22 個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)擴(kuò)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(xué)，并取得了較好的效果。

然而，實(shí)訓(xùn)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(shí)訓(xùn)課程，計(jì)算機(jī)專業(yè)類的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)和程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程等，疫情期間在教學(xué)過(guò)程中遇到困境。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)課程作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要專業(yè)課，在專業(yè)學(xué)科建設(shè)中扮演著重要角色。西華大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件工程學(xué)院也開(kāi)設(shè)了該實(shí)訓(xùn)課程，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室配備了思科2621XM 路由器、華為3526 三層交換機(jī)，以及服務(wù)器和終端。疫情期間，如何解決在實(shí)訓(xùn)課程中師生不能面對(duì)面教學(xué)、學(xué)生不能實(shí)際操作設(shè)備以及合理地進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)等問(wèn)題，對(duì)“停課不停教、停課不停學(xué)”是一大挑戰(zhàn)。

通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)檢索2019 年4 月-2020 年4 月，關(guān)鍵詞為“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革”的文獻(xiàn)，以及2020 年2-4 月，關(guān)鍵詞為“疫情期間計(jì)算機(jī)類實(shí)踐課程教學(xué)改革”的文獻(xiàn)，并進(jìn)行梳理。其中，張銳敏等［2］提出以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信課程教學(xué)改革方案，并將混合式教學(xué)應(yīng)用于實(shí)踐，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高、知識(shí)的掌握及能力的培養(yǎng)具有很好的促進(jìn)作用；劉小杰［3］研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全實(shí)踐課程教學(xué)環(huán)境構(gòu)建，通過(guò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)信息安全教學(xué)系統(tǒng)，將理論與實(shí)踐有效結(jié)合，從而更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)；張園莉［4］將任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教學(xué)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)了學(xué)生解決問(wèn)題及團(tuán)隊(duì)合作的能力；黃山［5］根據(jù)計(jì)算機(jī)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(shí)踐教學(xué)體系，在培養(yǎng)高水平應(yīng)用型計(jì)算機(jī)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(kāi)放性的設(shè)計(jì)理念開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，可方便教師、學(xué)生及網(wǎng)絡(luò)管理員三方使用，具有一定實(shí)用價(jià)值；劉許剛等［7］基于高職院校信息技術(shù)專業(yè)課程《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理》在教學(xué)中存在的問(wèn)題，將虛擬化技術(shù)應(yīng)用于課程實(shí)踐教學(xué)，搭建虛擬化教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境與實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)，從而提升教學(xué)效率；魯曄［8］以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程為例，針對(duì)理工類課程設(shè)計(jì)線上教學(xué)方案，結(jié)合理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)給出3 段式教學(xué)法，并給出疫情后恢復(fù)線下教學(xué)工作的3 項(xiàng)原則；齊耀龍等［9］闡述在疫情形勢(shì)下開(kāi)展線上教學(xué)的方案，構(gòu)建以“釘釘（釘釘直播+釘釘群）”與“中國(guó)大學(xué)MOOC”為主、多工具協(xié)同、“同步+異步”混合教學(xué)的本科線上教學(xué)框架。

在全國(guó)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(xué)研討，探索疫情期間的教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法，在短期內(nèi)取得了一定成果，但針對(duì)實(shí)踐類及實(shí)訓(xùn)類課程的解決方案仍相對(duì)較少。本文針對(duì)在線教學(xué)中實(shí)訓(xùn)類課程的教學(xué)困境，通過(guò)“虛實(shí)結(jié)合”，將線上資源與自行構(gòu)建的教學(xué)輔助資源進(jìn)行有機(jī)整合，并應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中，不但保證了疫情期間的課程教學(xué)進(jìn)度，而且能兼顧對(duì)學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，保證了教學(xué)質(zhì)量，對(duì)后期相關(guān)課程的在線教學(xué)具有一定參考價(jià)值。

1 面臨問(wèn)題與對(duì)策

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)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(jìn)行面對(duì)面教學(xué)，學(xué)生親自動(dòng)手操作，教師進(jìn)行輔導(dǎo)并監(jiān)督整個(gè)教學(xué)過(guò)程，記錄教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)并進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)與考核。疫情期間，學(xué)生不能返校，傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課堂模式難以為繼，雖然有各大教學(xué)平臺(tái)保教促學(xué)，但對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類實(shí)訓(xùn)課程的開(kāi)展仍然存在著一定局限。

1.1 主要問(wèn)題與分析

（1）實(shí)訓(xùn)需要的軟硬件環(huán)境要求更高。專業(yè)的實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件等，都是開(kāi)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的必要條件［7］。

（2）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目難以開(kāi)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，需要學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)完成。雖然各大在線平臺(tái)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(xué)，但對(duì)于實(shí)訓(xùn)類課程，仍然存在適用性不強(qiáng)等問(wèn)題，并且很難兼顧實(shí)訓(xùn)個(gè)體的差異化與復(fù)雜性。西華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)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(xué)環(huán)節(jié)難以進(jìn)行。

表1 計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)課程常規(guī)授課模式

（3）教學(xué)評(píng)價(jià)與課程管理不夠完善與科學(xué)。疫情對(duì)實(shí)訓(xùn)類課程教學(xué)影響顯著，由于實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目難以開(kāi)展，對(duì)學(xué)生課程考核的評(píng)價(jià)量化細(xì)則也不夠完善，而且教學(xué)反饋、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控等環(huán)節(jié)缺乏科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)課程應(yīng)急對(duì)策

對(duì)當(dāng)前所面臨的困境進(jìn)行分析，得出將實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目“虛擬化”是解決該問(wèn)境的突破口。制定短期內(nèi)教學(xué)應(yīng)急方案，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合，兼顧線上線下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)課程多平臺(tái)混合教學(xué)模式。

（1）通過(guò)虛實(shí)結(jié)合解決實(shí)訓(xùn)演練問(wèn)題。虛擬化是一種資源管理技術(shù)，其將既有的計(jì)算機(jī)硬件資源在邏輯上進(jìn)行抽象，形成“資源池”，從而打破實(shí)體結(jié)構(gòu)間不可切割的障礙，使用戶能以更好的方式運(yùn)用相關(guān)資源［7］。利用可虛擬仿真、可互動(dòng)的智能實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，可突破空間與時(shí)間限制進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

（2）將線上資源與自行構(gòu)建的教學(xué)輔助資源進(jìn)行有機(jī)整合，關(guān)注教學(xué)過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)。圍繞教學(xué)大綱與教學(xué)計(jì)劃，自行組織構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)專用教學(xué)資源庫(kù)（課件、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、實(shí)訓(xùn)任務(wù)書），可供學(xué)生提前自主預(yù)習(xí)。

關(guān)注教學(xué)環(huán)節(jié)控制，例如：通過(guò)電子簽到統(tǒng)計(jì)出勤率，根據(jù)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況形成學(xué)習(xí)報(bào)告等。教師可通過(guò)平臺(tái)查看課程環(huán)節(jié)記錄與數(shù)據(jù)分析，制定后續(xù)教學(xué)策略，還可通過(guò)直播實(shí)時(shí)答疑，增強(qiáng)師生互動(dòng)，提高教學(xué)效果。

（3）注重師生之間及時(shí)的教學(xué)前饋與反饋。以問(wèn)卷方式對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)條件及學(xué)習(xí)基礎(chǔ)情況進(jìn)行調(diào)查；通過(guò)“騰訊會(huì)議+QQ 在線”進(jìn)行教學(xué)過(guò)程中的即時(shí)反饋；結(jié)合智能平臺(tái)自動(dòng)評(píng)測(cè)功能，以及教師對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)報(bào)告的評(píng)分與學(xué)生評(píng)教反饋對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)課程解決方案

虛實(shí)結(jié)合的多平臺(tái)模式是特殊情況下實(shí)訓(xùn)與教學(xué)深度融合的有效途徑。本文構(gòu)建的實(shí)訓(xùn)模式如圖1 所示。

圖1 虛實(shí)結(jié)合的多平臺(tái)模式

2 具體實(shí)施

通過(guò)調(diào)研、分析與比較，構(gòu)建適合疫情防控期間的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，選用EduCoder 系統(tǒng)作為實(shí)訓(xùn)虛擬仿真平臺(tái)，利用“MOOC+SPOC”提供教學(xué)資源，以及“騰訊會(huì)議+QQ”進(jìn)行在線討論與答疑。

其中，EduCoder 平臺(tái)相當(dāng)于一個(gè)智能的虛擬實(shí)驗(yàn)室，支持交互式通關(guān)型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，從而實(shí)現(xiàn)工程化專業(yè)教學(xué)的自動(dòng)化與智能化，并提供模擬器定制虛擬機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搭建，加載各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及配置等。系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，學(xué)生端可通過(guò)任何計(jì)算機(jī)運(yùn)行Internet 完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，教師端可實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目制定、實(shí)訓(xùn)監(jiān)控及教學(xué)管理等功能。

2.1 教學(xué)改革策略實(shí)施過(guò)程

實(shí)訓(xùn)前，學(xué)生利用MOOC+SPOC 等線上學(xué)習(xí)資源，可以有針對(duì)性地通過(guò)觀看教材、視頻教程、實(shí)踐操作預(yù)演等進(jìn)行提前預(yù)習(xí)。實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，教師組織學(xué)生在指定時(shí)間通過(guò)PC 端登錄EduCoder 平臺(tái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，教師可通過(guò)平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控整個(gè)過(guò)程。學(xué)生在線提交實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)自動(dòng)評(píng)測(cè)學(xué)生提交的實(shí)訓(xùn)結(jié)果。在師生互動(dòng)和答疑環(huán)節(jié)，師生之間可通過(guò)“騰訊會(huì)議+QQ”展開(kāi)交流與討論。最后教師批閱學(xué)生填寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，匯總實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，完善實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)方式，為后期教學(xué)決策作參考。

2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)案例

以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)任務(wù)1 為例，教師首先設(shè)定實(shí)訓(xùn)目標(biāo)，通過(guò)EduCoder 和超星學(xué)習(xí)通發(fā)布課前學(xué)習(xí)資源線索（實(shí)訓(xùn)任務(wù)書、課件）。圖2 為EduCoder 顯示的實(shí)訓(xùn)任務(wù)主頁(yè)。

圖2 EduCoder 平臺(tái)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)訓(xùn)主頁(yè)

學(xué)生通過(guò)查閱MOOC+SPOC 資源，提前預(yù)習(xí)與實(shí)訓(xùn)相關(guān)知識(shí)。實(shí)訓(xùn)任務(wù)1 部分要求如表1 所示。

表2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)任務(wù)1

實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)生登錄進(jìn)入EduCoder 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)后，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目關(guān)卡，如圖3 所示。其中，左側(cè)區(qū)域?yàn)槿蝿?wù)描述和知識(shí)點(diǎn)講解區(qū)域，右上側(cè)為代碼編寫區(qū)域，右下側(cè)為評(píng)測(cè)區(qū)域。用戶根據(jù)任務(wù)要求編寫代碼后，點(diǎn)擊“評(píng)測(cè)”即可進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試。若測(cè)試不通過(guò)，可修改后繼續(xù)測(cè)試，通過(guò)測(cè)試后則自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)任務(wù)關(guān)卡。只有學(xué)生提交實(shí)訓(xùn)任務(wù)后，“參考答案”功能才可用。

圖3 EduCoder 實(shí)訓(xùn)任務(wù)學(xué)生端顯示界面

在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，教師可對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)作在線評(píng)價(jià)，學(xué)生也可以通過(guò)“評(píng)論”功能與大家交流自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困難或?qū)W習(xí)心得。學(xué)生若遇到疑惑，可通過(guò)qq或微信與指導(dǎo)老師及時(shí)交流，如圖4 所示。

圖4 qq 答疑過(guò)程

3 教學(xué)評(píng)價(jià)

鑒于疫情期間的特殊性，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)作特殊處理。對(duì)原教學(xué)計(jì)劃中的考核方式作適當(dāng)調(diào)整，考評(píng)項(xiàng)目指標(biāo)也適當(dāng)調(diào)整了權(quán)重，調(diào)整后的學(xué)生考核細(xì)則如表3 所示。

表3 課程評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

抽取部分學(xué)生評(píng)論并作了簡(jiǎn)單的類型歸納，如表3 所示。從搜集的反饋信息來(lái)看，學(xué)生們對(duì)現(xiàn)階段實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)模式、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、師生交流方式等方面認(rèn)可度和滿意度較高。

表4 部分反饋信息

4 結(jié)語(yǔ)

本文探討在疫情特殊環(huán)境下，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合，兼顧線上線下的多平臺(tái)教學(xué)模式。作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)課程的應(yīng)急解決方案，通過(guò)兩個(gè)多月的實(shí)施與評(píng)測(cè)，該模式優(yōu)勢(shì)明顯。通過(guò)細(xì)化單項(xiàng)目標(biāo)、設(shè)置多元闖關(guān)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)以多種教學(xué)活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的理解能力與實(shí)踐動(dòng)手能力，并通過(guò)測(cè)評(píng)環(huán)節(jié)及時(shí)鞏固教學(xué)內(nèi)容、反饋教學(xué)效果。

由于研究時(shí)間倉(cāng)促，還存在一些不足之處。受疫情影響，實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)體的缺乏，難以兼顧所有實(shí)訓(xùn)類項(xiàng)目教學(xué)。目前學(xué)生尚未返校，仍處于在線教學(xué)階段，本課程期末考試還未進(jìn)行，已作好3 個(gè)備用方案，考試方案的有效性還有待驗(yàn)證。疫情期間，面對(duì)教與學(xué)的各項(xiàng)挑戰(zhàn)，在教學(xué)過(guò)程中如何做到靈活應(yīng)對(duì)，有備而戰(zhàn)，值得作進(jìn)一步思考與研究。