網(wǎng)絡工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究

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摘要：翻轉(zhuǎn)課堂是一種先學后教的教學模式，為了保證翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果，一方面要保證學生在課下的學習效果，這是課堂活動能順利進行的前提和基礎；另一方面對于網(wǎng)絡工程專業(yè)學生來說，其專業(yè)課具有實踐性強的特點，對課堂和課后的實踐有著更高的要求。我們首先分析了翻轉(zhuǎn)課堂在實施中遇到的問題，并提出了針對網(wǎng)絡工程專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，設計了與之相適應的云計算與移動學習相結(jié)合的教學平臺，并分析其主要功能模塊，為網(wǎng)絡工程專業(yè)課的教學改革提供參考。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；教學模型；云平臺；網(wǎng)絡工程專業(yè)課

1引言

2010年7月，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》通過審議，正式將教育信息化納入國家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略[1]。為了推進落實《綱要》中關(guān)于教育信息化的總體部署，2011年3月，教育部了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》，要求教育信息化的發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導，以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學習環(huán)境建設為基礎，以學習方式和教育模式創(chuàng)新為核心[2]。在政策支持的大背景下，我國教育改革與教育創(chuàng)新進行得如火如荼。從2010年至今，有關(guān)翻轉(zhuǎn)課堂、微課、移動學習等教學理念與方式的研究呈現(xiàn)出井噴之勢，研究不僅局限于理論研究，更有多所院校加入到翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐中來，并在實踐中積極總結(jié)探索，形成適合本學科實際需求的教學模式[3-5]。目前，關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究已經(jīng)逐漸從理論研究走向教學實踐，其應用范圍從中小學走向高校。從知網(wǎng)上進行論文檢索發(fā)現(xiàn)，關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究，是從2011年以后，在數(shù)量級呈現(xiàn)出較大的增長，但國內(nèi)關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂無論是從理論研究，還是模式支持，或者實踐研究，相對于西方國家起步較晚，深度和廣度都略顯不足。針對某一特定學科，探究與其專業(yè)特點相適應的教學模式，使得翻轉(zhuǎn)課堂在應用過程中避免“水土不服”的現(xiàn)象，是我們亟待解決的問題。網(wǎng)絡工程專業(yè)具有很強的實踐性、工程性和實用性等特征[6]，學生必須通過不斷實踐來掌握網(wǎng)絡工程實施的方法和思維。而目前各高校對網(wǎng)絡工程專業(yè)課的教學方式基本是傳統(tǒng)的教學方式，教學計劃中雖由理論課與實踐課組成，但是理論課中強調(diào)基礎理論知識的講解，以“教師講”為主，實踐課以“學生做”為主，這種方式使理論和實踐相分離，學生不能及時地鞏固課堂知識，連貫性不強。我們針對網(wǎng)絡工程專業(yè)課的特點，提出了適合本專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，并對其支撐平臺進行設計。

2網(wǎng)絡工程專業(yè)實施翻轉(zhuǎn)課堂的可行性

傳統(tǒng)的教學過程包括兩個階段，一是教師作為主導者在課堂上通過講授完成知識傳遞，二是學生在課后通過作業(yè)、練習等活動完成知識內(nèi)化。而翻轉(zhuǎn)課堂是指學生在課下根據(jù)自己的時間安排開展自主學習，實現(xiàn)知識傳遞，而課堂上通過互動交流、合作探究等形式，完成知識內(nèi)化的過程。翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)的教學模式相比，學生可以根據(jù)自身情況，安排學習的時間和進度，學習的自主權(quán)交給自己，體現(xiàn)了學習過程中以學習者為中心，教師作為學習的指導者，這符合建構(gòu)主義理論和自主學習理論；其次，基礎知識的學習要靠學生自己，從某種角度來說，提高了學生的學習能力。高等教育的一個重要的目標應該是學習能力的培養(yǎng)，學習習慣的養(yǎng)成。在嘗試翻轉(zhuǎn)課堂的教學實踐中，為了保證教學效果，我們不僅要考慮翻轉(zhuǎn)課堂應用的專業(yè)特征、課程特征，也要考慮各個學校的具體教學情況[7]。針對網(wǎng)絡工程專業(yè)具有實踐性及工程性的特征及一般高等院校學生的學習狀態(tài)，為了保證學習效果，在實施翻轉(zhuǎn)教學中會碰到如下幾個問題：

2.1如何保證學生的課下學習時間及效果

這是對于我國中小學引入翻轉(zhuǎn)課堂第一個要面臨的問題，他們白天在學校進行學習，晚上回家還要面臨一定的課后作業(yè)，如果再加入學習任務，無疑極大的加大了學生的學習壓力。而高校學生學習時間相對靈活，相對來說有較多的自由時間可供支配。學生充分利用這段時間進行自主學習，是翻轉(zhuǎn)課堂教學能順利進行的基礎。常寶英實證研究表明，大學生中有64.13%的學生能主動完成學習任務，22.43%的能被動完成學習任務，而13.53%要視情況而定[8]。為了保證盡量多的學生能順利完成課前學習任務及測試，一方面可以在教學平臺中對學生的學習路線、學習時間和學習行為進行監(jiān)控，并將學生的學習過程納入到過程考核中，從而促進學生學習的主動性；其次，教師在錄制視頻資源時，基于學生注意力集中時間，充分考慮學生學習的便捷性，錄制的視頻以微視頻為主，主題鮮明，目標明確。學生在課下可以通過多種途徑進行學習，現(xiàn)在計算機類學生電腦持有率在100%，手機持有率在100%，因此學生可以根據(jù)自己的情況不限時空地通過電腦和手機終端進行學習、測試等，保證充分的課前學習。

2.2課堂上如何組織有效的教學活動

教育需要面對面的交流，需要思維的碰撞，教學不應該完全的依賴于課下的視頻學習和練習評測而本末倒置。如果說課下的學習是翻轉(zhuǎn)課堂的基礎，那么課堂學習這個知識內(nèi)化階段就是翻轉(zhuǎn)課堂能順利進行的核心。要保證課堂教學效果，首先教師需要根據(jù)課前學生的學習情況進行總結(jié)歸納，重點突出講解本次教學目標的重難點和學生的疑點；其次，引入基于云計算的實踐平臺，對于本次教學目標進行分組式的項目式實踐，學生要在規(guī)定時間內(nèi)完成相關(guān)任務，在“動手做”中完成知識的內(nèi)化。在此過程中，教師可以跟蹤學生的實踐過程，也可以進行個性的指導，同時分組訓練提高學生的團隊協(xié)作能力。

2.3如何最大程度的提高學生的實踐動手能力

網(wǎng)絡工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，如C語言程序設計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡，專業(yè)課如TCP/IP協(xié)議分析與應用、路由與交換技術(shù)、計算機網(wǎng)絡安全、網(wǎng)絡系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡協(xié)議編程、Linux服務器管理與應用、無線與移動網(wǎng)技術(shù)等課程，都需要較多的實踐，在動手做的過程中加深對理論知識的理解，提高其實際操作能力。但目前在實踐類教學中存在有實驗資源不足、實驗形式單一、教師指導無法滿足學生需求、實驗效果難以檢測等問題[9]。在網(wǎng)絡工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂實施中，一方面可以在課堂上加大實踐環(huán)節(jié)的力度，其次搭建的云計算教學平臺，教師可以不斷完善教學資源案例庫和項目，課下學生可以根據(jù)需要進行項目實戰(zhàn)，提高自己的工程實踐能力。

2.4對于教學效果如何評價

目前有很多學校加入了翻轉(zhuǎn)課堂實踐的大軍，并且也給出比較樂觀的數(shù)據(jù)[10-12]，但這部分數(shù)據(jù)基本是以學生的考試成績?yōu)橐罁?jù)。但也有文獻數(shù)據(jù)表示，翻轉(zhuǎn)課堂中，學生的表現(xiàn)更加活躍，也更喜歡參加課堂討論，然而測驗后，發(fā)現(xiàn)是否采用翻轉(zhuǎn)教學方式對測驗成績影響不是太大[13]。所以在翻轉(zhuǎn)課堂實施中，需要建立一套基于過程的考核體系，一方面需要考慮到階段性的考核成績，如期中考試和期末考試成績，也要將學生課下的學習積極性和學習過程、課堂上的團隊合作能力、課堂實踐完成情況，課堂互動發(fā)言等環(huán)節(jié)納入到考核中，這也離不開完善的學習過程監(jiān)控機制，或?qū)W習監(jiān)控機制進行可視化管理[14]。除此之外，采用翻轉(zhuǎn)課堂，對教師的能力和素養(yǎng)也提出了極大的挑戰(zhàn)[15]。翻轉(zhuǎn)課堂能否有效實施，教師占據(jù)著非常重要的地位。從課前高質(zhì)量教學視頻的制作、問題的歸納總結(jié)，再到課上對課堂的組織掌控能力，都需要教師從各方面不斷學習提高。

3翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的分析與設計

這些年，國內(nèi)外學者們提出了不同的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，比較典型的有美國富蘭克林學院RobertTalvert教授總結(jié)出的翻轉(zhuǎn)課堂的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，它將翻轉(zhuǎn)課堂分為課前與課中兩個階段：課前，學生通過觀看視頻和針對性的練習完成基礎知識的學習；課中，以解決疑難問題，完成知識內(nèi)化為主。在我國比較典型的有張金磊等基于RobertTalvert教授的模型而構(gòu)建的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式[16]，也是將教學分為課前和課后兩個環(huán)節(jié)，簡單易行；還有鐘曉流構(gòu)建的太極環(huán)式翻轉(zhuǎn)課堂模型[17]等。在教學過程中，學校和專業(yè)也應該根據(jù)自己學校及專業(yè)的培養(yǎng)目標和計劃，做出適合自己的教學模式，不能一味照搬。對于網(wǎng)絡工程專業(yè)的專業(yè)課來說，需要有較多的實踐過程以增強學生的動手能力，我們提出了針對網(wǎng)絡工程專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學模型，這種教學模型中，強調(diào)教學平臺的作用、過程的考核及項目的實踐，整個教學過程都依托于教學平臺。

3.1課下學習

課前充分的學習是課堂活動能順利進行的前提，教師根據(jù)教學目標制定教學視頻、音頻、教學課件及參考資料，上傳到教學平臺中，學生在每個教學周期開始時，先查看本次的教學目標及問題，帶著問題觀看教學視頻。之后，完成針對教學目標留下的練習，完成測評，如果有疑問，將問題上傳到交流區(qū)，和老師在平臺上完成互動解惑。這部分內(nèi)容作為一個教學周期的前半部分，不僅有明確的任務完成，還要有時間限制，學生必須在上課前24小時完成所有任務，以便給老師留有一定的時間進行歸納總結(jié)。課前的學習及評測是后面課堂內(nèi)容教學順利進行的基礎，因此學生對系統(tǒng)的每次操作都會被記錄到教學平臺中，作為學生學習的監(jiān)督和督促手段，這也是一直強調(diào)的，不能完全依賴學生的學習主動性。

3.2課上訓練知識內(nèi)化

課堂上是老師和學生難得的面對面交流的時刻，必須珍惜這段時間，不僅完成知識的學習，更是老師傳道授業(yè)解惑的好時機。教師在課前根據(jù)課前對學生在平臺中提出的問題進行整理，并對課后練習錯的較多的部分進行總結(jié)，課堂上的第一個任務，就是完成知識難點的剖析及重點解析，幫助學生深入理解相關(guān)內(nèi)容。在此基礎上，學生對這個教學周期中的教學內(nèi)容已基本掌握。但根據(jù)金字塔理論，我們知道學生要真正地完成知識內(nèi)化，尤其是網(wǎng)絡工程類專業(yè)課，非常有必要通過實踐將理論應用到實際項目中。所以課中的第二個階段是要求學生按組進行項目實踐，每次針對課程目標有一個難度適中的網(wǎng)絡實踐項目要求學生完成，在這個過程中要求組員幫助，有問題組間討論，也可以向老師提出疑問，學生在訓練過程中不斷思考，提高自己的理論水平及動手實踐能力。

4云計算教學平臺的設計

為了保證翻轉(zhuǎn)課堂的順利實施，達到良好的教學效果，離不開教學平臺的支持。構(gòu)建云計算教學平臺就是利用科技顛覆“教”與“學”，是一種有效實施“翻轉(zhuǎn)課堂”的現(xiàn)代技術(shù)手段[18]。尤其對于網(wǎng)絡工程這種實踐性比較強的專業(yè)，更需要教學平臺的支持，國內(nèi)已經(jīng)有不少的先例，如武漢理工大學搭建的基于云計算的計算機類實驗教學平臺[19]，吉首大學搭建的云計算實訓平臺，使學生可以體驗企業(yè)工作氛圍，進行真實項目訓練，有效的提高了教學效果及辦學效益[20]。也有教師或者學者采用已有的教學平臺進行翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐，如基于世界大學城云平臺的教學[21]，結(jié)合本校及本專業(yè)的需求，我們設計將云計算和移動學習相結(jié)合的教學平臺，其主要功能模塊有教學資源管理、實驗平臺、過程考核等。

4.1教學資源管理模塊

學生自主學習新知識的手段是多種多樣的，但經(jīng)過在線調(diào)查，70%以上的同學更喜歡通過觀看視頻，因此教學資源管理首先要關(guān)注的就是教學視頻的與管理。隨著微視頻研究的深入與應用的逐漸普及，我們此系統(tǒng)的教學視頻在制作時將教學目標劃分為若干個知識點，每個視頻圍繞一個知識點展開，切中主題，目標明確，時間控制在10分鐘以內(nèi)。其次是針對性的練習，我們將練習分為兩類，一類是針對知識點的練習，學生如果某個知識點掌握不是很好，可以重復觀看視頻進行學習；另一類是針對課程目標的綜合性練習，考察學生對多個知識點的綜合應用能力，這也避免了翻轉(zhuǎn)課堂中知識碎片化的風險。第三，對于網(wǎng)絡工程學生來說，要通過不斷地項目實踐來提高動手能力，因此項目庫的維護、源代碼的管理也非常重要。

4.2虛擬實驗平臺

云平臺不僅為學生提供了所需的各種學習資源，也提供了必要的實踐上機環(huán)境，學生通過網(wǎng)絡訪問平臺進行實驗，個人的試驗狀態(tài)及用時等信息會被記錄。

4.3過程考核模塊

如果學生自主學習能力較差，不能完成課前的視頻學習以及練習的評測，那么課中的相關(guān)環(huán)節(jié)便無法順利進行，因此，平臺中加入了過程考核環(huán)節(jié)，教師可以通過平臺查看學生觀看教學視頻的時間，練習的完成進度以及對錯等學習結(jié)果，進而了解學生的學習狀態(tài)，監(jiān)控學生的學習過程，并把這部分納入到學生期末的成績考核中，通過這種方式來促進學生的自主學習。隨著移動設備的普及和移動學習研究的深入，除了云平臺，系統(tǒng)提供學習APP，使學生可以不限時空的去學習，平臺中除了實驗平臺，其它的功能都可以用APP實現(xiàn)。

5總結(jié)

云計算平臺上的教學視頻及教學資源都可以重復使用，因此教師的教學更有針對性，針對每批學生的特點進行重點和難點講解，不再局限于基礎知識的重復講解，提高了工作效率，增強了教學效果。我們的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的主要特征：（1）知識傳遞發(fā)生在課前，要求學生在課前完成基礎知識的學習，并完成針對性的練習；（2）通過實踐完成的知識內(nèi)化發(fā)生在課中；（3）加強了實踐的力度，在課上教師布置針對此次課程目標的實踐任務，課下學生通過云平臺進行實踐，提高學生的動手能力；（4）提供了APP，方便了學生不限時空的學習；（5）考核評價貫穿整個教學過程，課前學生的學習過程和狀態(tài)都得到記錄，作為平時考核的參考，課上實踐過程也納入考核環(huán)節(jié)，從各個角度保證了學生學習的自主性。

作者：孫海霞 單位：安徽三聯(lián)學院