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關鍵字: NGB; 接入網; DVB; IPTV
中圖分類號: TN964?34 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2013)24?0032?03
Design of teaching and and scientific research network platform for network
engineering course
LU Quan?he1, FENG Li1, MIAO Fang2
(1. The 573 Station of State Press and Publication Administration of Radio, Film and Television, Beijing 102209, China;
2. College of Information Engineering, Communication University of China, Beijing 102218, China )
Abstract: In combination with characteristics of short creation time, incomplete teaching experimental conditions, and weak scientific research of network engineering course, according to the experimental teaching demands of network engineering course, a experimental network platform was designed to meet the curriculum and scientific research needs related to network engineering course by means of variety of techniques in NGB application environment. The platform consists of the front end section of business system, transmission system and access network system, can carry out experiment and research of broadband network access systems, interactive digital TV system and IPTV system. The establishment and improvement of the system are a great help to carry out the development of experimental teaching and scientific research projects, and have a certain reference value for the planning and design of the next generation IOT platform.
Keywords: NGB; access network; DVB; IPTV
0 引 言
寬帶網絡作為實現信息化的重要載體,是經濟社會發展的關鍵基礎設施,也是提升國家競爭力的關鍵要素[1]。在三網融合、NGB、物聯網的研究和應用迅速發展的背景下,信息工程學院新開設了網絡工程專業。目前其他專業課程同網絡專業課程一樣,一方面需要一個網絡平臺進行教學、實驗;另一方面相關科研項目的研發、測試、演示的過程中也需要網絡環境的支持。
目前學院還沒有比較完備的科研、教學網絡平臺,只有一些分散的和使用多年的設備或系統。比如涉及接入網相關的課程,只有一套ADSL教學系統。當涉及寬帶網絡,數字有線電視系統,廣電網雙向改造等教學實驗時,僅是去學校的計算機網絡中心進行參觀,無法進行更深入的實驗,這主要是因為網絡中心的系統和設備不能改動和調試。在科研項目中當需要網絡支持進行開發或測試時只能為每個項目臨時搭建環境,利用率不高[2]。因此,設計和搭建一個能夠作為日常教學和科研、測試使用的網絡平臺具有現實意義。
1 現狀和需求
目前校內計算機網絡由網絡中心統一管理,采用實名制上網,端口結合賬號的管理方式。校園網的核心由三臺Cisco 5609交換機組成萬兆光纖環狀拓撲。辦公區和教學區內主要采用100M以太網,家屬區有部分PON光纖到戶和CMTS的部署。主樓、綜合樓等主要區域通過Cisco4506,5750等交換機由千兆光纖接口匯入核心網絡。校內有線電視信號也是網絡中心提供。網絡中心的有線信號,模擬頻道資源比較豐富,以及少量數字節目源。業務上只有直播節目,沒有點播互動等應用。
學院目前沒有專門實驗網絡。有一套xDSL的接入實驗系統,包括6個ADSL/VDSL終端和MA5300DSLAM以及BRAS設備。涉及有線電視或交互電視類的項目多采用碼流播放器、調制器等搭建測試環境。網絡平臺的設計主要是面向學院相關課程實驗教學和相關科研項目的需求。應用電信寬帶網絡和廣電寬帶網絡的較新技術,能夠開展主流的業務。
目前與網絡相關的科研項目主要集中在新媒體、新業態、接入技術、雙向改造技術、智能家居,物聯網等方面。由于學院的歷史積累和定位,在骨干網方面開展的研究較少,因此骨干網絡簡略設計,主要是接入網和前端業務系統,將來再根據需要進行擴展[3]。
該實驗網絡涉及接入網主流技術包括xDSL,DOCSIS,PON,EOC,WiFi等。網絡能開展的業務包括寬帶網絡接入,高標清電視節目直播,雙向互動業務,點播時移,以及配合終端的融合通信,物聯網應用等。包含DVB系統和IPTV系統。接入終端面向個人電腦,機頂盒,電視機,智能手機,平板電腦等。
2 網絡平臺規劃與設計
網絡平臺按功能區域分為前端業務系統部分,傳輸系統和接入網系統部分。按業務系統來劃分可以分為寬帶網絡接入系統,交互式數字電視系統和IPTV系統。
實驗網絡在實際系統中屬于接入層到匯聚層,前端業務系統和接入網之間省略了骨干網,城域網的基礎設施,以及針對互聯網和流媒體業務的內容分發網絡。網絡出口是通過匯聚層交換機和寬帶接入服務器接入校園網,校園網作為該實驗網絡平臺的外網[4]。
2.1 前端業務平臺
前端業務系統包括DVB系統和IPTV系統,信號源來自校園網有線電視信號,衛星接收機,自辦節目或是科研項目需要的自備碼流,并且采用全IP的組網形式。
對于數字的有線電視信號,采用RF接口卡的多路編碼器,輸出IP封裝的MPTS/SPTS流到千兆交換機。每塊接口卡能夠接收一個頻點的多路復用TS流。
對于模擬的有線電視信號,采用解調器輸出視頻信號,再用AV接口卡的多路編碼器進行MPEG2編碼,輸出IP封裝的SPTS流。每塊接口卡能夠接收一套模擬節目。
對于自備的碼流通過碼流播出卡ASI接口輸出,以ASI接口卡進入多路編碼器,輸出IP封裝的MPTS/SPTS流。
多路編碼器對多種接口的視頻源進行綜合處理,統一成MPEG2編碼的IP流,方便后續的處理。實際上起到DVBIP網關的作用。
多路編碼器的輸出流通過千兆交換機配置組播,同時供DVB系統和IPTV系統作為節目源。根據需要每路碼流組播到IPQAM通過DVB系統進行廣播。同時組播到轉碼服務器,由轉碼服務器轉碼為H.264或WMV9的碼流,再以單播或組播的形式推送到OLT進行IPTV的直播。IPTV業務流和數據業務一起通過PON傳輸。根據業務系統的配置,轉碼后的視頻節目可以存在流媒體服務器供點播業務使用。
2.2 接入網平臺
接入網的設計包含主流的接入方式,包括xDSL,EPON FTTH,EPON+EOC,EPON+LAN,CMTS+CM,WiFi等。除ADSL以雙絞線傳輸至DSLAM接入前端外,傳輸系統以單纖三波的EPON的方式實現,以節省PON口和光纖。IPQAM和CMTS的下行使用1 550 nm,OLT下行采用1 490 nm,經過WDM混合后通過PON網絡傳輸至用戶端光節點。實驗網絡光分路器采用1∶16分光即可滿足一般的實驗和測試需要。
接入終端選擇不同配置的ONU。
對于光纖到戶的接入用戶端,ONU直接輸出RF接口的有線電視信號到機頂盒,以太網接口供PC上網。ONU下也可以接以太網交換機或WiFi無線路由器帶更多用戶。
對于EOC方式,可以選擇HiNOC或MOCA等幾種方式,方便開展相關的實驗和研究。ONU下接EOC局端設備,再經同軸電纜網絡分配到EOC終端設備,供計算機接入和收看電視應用。
對于CMTS+Cable modem方式,CM的上行信號和ONU的上行信號一起使用1 310 nm波長。CM上行信號經OLT、交換機以及LMSR(Last Mile Subscriber Return)進入CMTS處理。
系統通過劃分VLAN對數據業務和IPTV業務進行隔離。以劃分子網隔離前端系統和傳輸系統以及用戶。IPQAM也可以直接通過同軸電纜接機頂盒,構成不經過光傳輸的數字電視系統。實驗網絡平臺的系統示意圖如圖1所示。
3 結 語
本文所述實驗網絡平臺適用于網絡工程相關課程的實驗教學需要,綜合了多種主流的接入技術,以及實現了數字電視系統和IPTV系統的主要功能。可以為計算機網絡,寬帶接入網,有線電視網,NGB相關應用,廣電網雙向改造,三網融合等相關科研項目提供基礎平臺。
該網絡主體使用光纖接入技術,帶寬設計滿足NGB需要[5]。本文所設計討論的部分為一個基礎的框架,還有如交互業務系統,EPG系統,后臺管理系統,認證鑒權,條件接收等功能需要進一步擴充。作為實驗室的系統不太可能使用運營商的完整業務系統,可以直接購買輕量級的軟件產品,也可以考慮自行開發軟件來實現基本的業務功能,有助于提升自身科研和創新能力??紤]到循序漸進的原則,本文沒有涉及到物聯網平臺的規劃設計,可以在以后的平臺建設規劃中逐步完善。
參考文獻
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關鍵詞:計算機網絡;教學;措施
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)25-5695-02
1 概述
隨著計算機網絡技術的迅速發展,各行各業都需要融入大量高素質的網絡人才。因而,社會對各個高校在計算機網絡課程的教學和人才培養上提出的要求越來越高。作為計算機、通信及信息類專業的重要必修課,計算機網絡是計算機與通信交叉學科,具有實踐性、復雜性、更新快的突出特點,被公認為是一門較難學好的課程。
2 網絡教學過程中存在的問題
1) 教學內容繁雜零碎,難以重點突出。在計算機網絡課程中,教學內容包括了大量的概念、原理、協議等基礎知識,且以錯綜復雜的方式彼此交織在一起。授課過程經常局限于各種協議數據格式和技術細節上,忽視了基本概念和工作原理的重要性,很難突出授課的重點內容。
2) 難以建立完整的網絡知識體系。該課程包含大量的概念和協議,教師在授課過程中通常會有意識的減少基本原理的敘述和該理論的分析過程。許多學生認為計算機網絡是一些概念,太簡單,但遇到實際問題,卻不知如何解決,缺乏對知識體系的建立和知識間的融會貫通。事實上,任何計算機網絡的前沿技術都是以基本原理為基礎的,只有重視基本原理的學習,學生才能快速掌握計算機網絡的最新技術。
3) 實驗環境過于落后。大多數高校的網絡實驗室設備陳舊,與現實的網絡應用不同步,僅能進行較基礎的實驗,不能勝任當前需要的實驗。然而,若投巨資購買大量的網絡設備構建高水平的實驗室,不是所有高校都能承擔的。因此,利用有限資源,構建合理實驗平臺是必須解決的問題。
4) 教學模式過于單一,難以調動學生的學習熱情。在計算機網絡教學活動中,由于授課學時有限,通常以教師的“教”為主,學生只能被動地接收,缺乏互動,難以激發學生的學習熱情。特別的,該課程包含了大量比較抽象的基礎理論知識,例如數據通信、體系結構、路由原理和協議等,學生很難理解和掌握,比較排斥該類知識的學習。
3 教學改進措施
針對上述的計算機網絡課程教學過程中存在的問題,我們首先審核了計算機網絡教材的理論教學內容,并對其進行合理分類,列出了教學內容的重點和難點;根據網絡實驗的基本功能,對其合理分類,使其更好地輔助網絡課程的教學;其次,提出教學過程應遵循理論教學與實際應用相結合的教學理念;最后,為了充分調動學生的學習熱情,我們對教學手段進行了不同層面的改進和優化。
1) 理論內容分類,突出重點和難點。將教材[1]中復雜的理論內容進行整理,教學過程應放在網絡的基本概念和工作原理上,重點講解網絡體系結構、ISO/OSI和TCP/IP參考模型、各個分層中的協議、以太網、TCP/IP 協議族以及網絡的典型應用,其中,TCP/IP參考模型、路由協議、TCP 差錯控制、流量控制和擁塞控制、Socket編程、TCP/IP 協議族各層之間交互等教學內容存在一定的難度,適當增加課時和教學實例,便于學生對這些難點教學內容的理解。
2) 網絡試驗合理分類。網絡實驗[2]有助于對網絡原理進行深刻理解,提高網絡的使用技能,培養動手能力。根據網絡實驗的這些特點,我們將計算機網絡實驗分為原理驗證型、應用實踐型和研究探索型三種類型。原理驗證型實驗一般需要借助于基本的網絡硬件設備或仿真實驗系統,再現網絡原理的工作過程,有助于學生理解計算機網絡原理;應用實踐型實驗有助于學生更深入理解網絡原理,提高應用和維護計算機網絡的技能;研究探索型實驗通常用于探索新知識、協議或某種猜想的驗證,適合于研究生或網絡專家,也是促進計算機網絡學科快速發展的主要手段。
在教學實踐過程中,將所有網絡實驗劃分成原理驗證型、應用實踐型和研究探索型三種類型,依據具體的教學內容,選擇最適合的實驗類型,強調“原理為本,實踐并重”的教學理念,合理組建網絡平臺。
3) 理論與實際應用相結合。在《計算機網絡》教學過程中,我們通常采用“自底向上”逐個介紹各層的概念和工作原理,同時利用一些常用的網絡應用(比如郵件發送等)來講解各層協議的工作原理和它們的交互過程。此外,為了使學生了解網絡的實際工作過程,以學生熟知的中國教研網為例,講解TCP/IP 協議是如何交互的,便于理解其工作原理;將交換機、路由器、各種網卡及各種網線等網絡設備現場組網,并演示路由器和交換機的配置過程,使交換機和路由器的工作原理更直觀、更有效地呈現在教學課堂。理論與實踐相結合的教學方法有助于學生更深刻理解教學內容的重點和難點??傊?,在教學方法上,摒棄填鴨式教學,提倡案例啟發式、討論式、引導式教學,培養學生積極動手和創新思維能力。
4) 改進教學手段。為了提高教學效果,我們不斷改進教學手段,采用各種逼真的模擬軟件演示網絡設備的工作過程,使學生更形象直觀地掌握這些設備對數據傳輸中的處理過程。為了鞏固和驗證學生掌握知識的情況,針對計算機網絡各章的重點和難點教學內容,我們開發了各章的試題庫,并分發給學生使用,學生可以及時對所學內容進行測試。借用計算機網絡課程輔助教學系統-NetDemo[1],該系統以動畫形式將常見問題及其相應方法呈現出來,提高學生思考和解決問題的能力。構建開放學習的網絡平臺,便于師生及時交流和共享教學資源,使學生不僅學習計算機網絡的理論,還使用隨手可觸及的網絡,隨著現實生活方式的變化,這種環境將極大地激發學生對網絡的創新需求,也是計算機網絡理論向前推進的動力。
4 結束語
近年來,計算機網絡課程作為高校計算機及相關專業的核心課程,受到了極大地關注。針對該課程教學過程中普遍存在的問題進行了深入的分析和總結,提出一些改進的措施和方法。希望能給該課程的教學改革提供一點借鑒。
參考文獻:
[關鍵詞]網絡課程;教學設計;應用現狀
[中圖分類號]G431 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2013)26-0152-02
1 教學設計在網絡課程中的重要性
1.1 教學設計的概念
教學設計是運用系統方法分析教學問題和確定教學目標,建立解決教學問題的策略方案、試行解決方案、評價試行結果和對方案進行修改的過程[1]。
教學設計是教學目的的預演,在整個教學過程中發揮前導和定向功能,決定著教學過程和教學效果的優化與否,直接決定了整個網絡課程的好壞。依據網絡課程設計的理論指導和原則,要求在教學設計階段,以系統方法設計網絡課程,優化教學環境,達到最好的學習效果。
1.2 教學設計是將現代教與學的理論與網絡教學實踐相聯系的橋梁
教學設計作為一門“橋梁學科”,它旨在通過精心設計的教學系統為學習者提供最佳的教學條件,用以解決教學問題,完成教學任務,取得最優的教學效果。教學設計為了追求教學效果的優化,不僅關心如何教,更關心學生如何學,在其設計過程中,注意把人類對教與學的研究結果和理論綜合應用于網絡課程的設計之中。如建構主義學習理論、人本主義學習理論、認知彈性理論、加涅的學習條件理論、贊可夫的發展教學理論等。教學設計吸取各學習理論、教學理論的精髓作為自己的科學依據并將其運用到網絡課程的教學設計實踐之中,從而保證了網絡課程教學功能的實現。
1.3 教學設計有助于促進網絡教學系統的整體優化
網絡課程設計中的教學設計是應用系統方法來研究、探索網絡教學系統中的各個要素:如教師、管理者、學習者、信息資源、教學目標、教學方法、教學組織形式、網絡平臺等之間的本質聯系,使各要素有機結合完成網絡教學系統的功能;同時,教學設計將網絡教學系統作為一個整體來進行設計、實施和評價,使之實現網絡教學系統的整體優化[2]。
2 網絡課程教學設計的原則
為了提高網絡課程的質量,最大限度地發揮網絡課程的作用,筆者認為對于網絡課程中的教學設計要重視以下幾條原則。
2.1 個性化設計原則
網絡課程要體現學生學習的個性化。學生是學習的認知主體,學習的過程是學生主動探索、發現問題、意義建構的過程。所以要重視學生作為認知主體的作用,體現學生個性化學習的特點,發揮學生在學習中的首創精神。
2.2 多媒體化設計原則
由于Internet的高速發展,加上網絡傳輸與流媒體技術的進步,使網絡課程中多媒體教學內容的高效率傳輸成為可能。為提高學生的學習興趣,應根據教學需要提供圖、文、聲、像、動畫等并茂的教學內容。
2.3 交互性設計原則
將課程內容以超文本方式呈現,提供良好的導航系統和功能,賦予學生串聯知識和網絡瀏覽的自。另外,設計靈活多樣的學生練習和訓練內容,提高網絡課程的交互性。
2.4 開放性設計原則
提高網絡課程內容結構的開放性,提供相關的參考資料和相應的網址鏈接,對于同一知識內容提供不同角度的解釋和描述,讓學生在對多樣看法進行的交叉思考中提高分析問題和解決問題的能力,產生閃光的思想火花。重視評價反饋的設計,及時了解學生的學習情況,客觀評價學生對課程教學目標的達到情況[3]。
3 網絡課程的應用研究
目前已開發的網絡課程種類繁多,涉及各個學科領域,從網絡課程的應用來看主要有兩種形式:一種是基于課堂的教學,網絡課程只是作為課堂教學的一種補充方式;另一種是網絡課程作為整個教學過程的主要形式。但是,從當前實踐來看:網絡課程的開展,許多活動的展開還沒有充分利用網絡的優勢,許多學校都正在積極地開設網上課程,但是還沒有形成一個濃厚的遠程學習的氣候;從網絡技術的應用來看,目前網絡技術的應用還只是停留在課程內容的上,網絡只是一種信息傳遞的媒體而沒有被當作一種通訊平臺來使用。縱觀目前網絡課程建設情況,現階段的網絡課程建設良莠不齊,在繁榮的背后仍存在著許多不足,其中最突出的就是網絡課程的應用問題。
3.1 網絡課程在應用中存在的問題
(1)網絡課程質量不高。網絡課程前期建設力度大、投入多,制作完成、驗收合格后便萬事大吉,各級管理部門和一線教師都沒有在如何用好網絡課程,提高教學質量上下功夫,致使網絡課程成了擺設,其效益不能得到充分發揮;加之少數網絡課程沒有反映本門課程的發展前沿,一些功能模塊幾年如一日,內容不能及時更新和充實,管理維護的水平較低,不能滿足學生的學習需求,導致學生學習興趣下降,使得學?;ㄙM大量人力物力建設的網絡課程使用效率低下。
(2)學生對網絡課程的利用率不高。調研發現,有較多的學生經常使用的網絡課程資源是模擬試題、習題答案。盡管不少網絡課程上設計了各種交互平臺,如人機交互、師生交互、生生交互等,但參與的學生并不多。教師們研制的許多教學資源,并沒有被學生充分利用。網絡課程站點的訪問,學生主要是在復習時使用,對自測練習題、試卷、素材庫及課程實驗設計部分的相關內容比較感興趣;不同學科的學生獲取信息內容也不盡相同,理科生傾向于實驗示范、三維演示、flash演示等內容,而文科生比較關注案例分析等內容,學生參與網絡課程中論壇討論并不普遍,大部分被訪學生對“學習資源滿意度”和“資源更新滿意度”僅為一般。
(3)網絡課程的共享性不夠。各高校之間尚未建立統一的網絡課程管理,也沒進入到互開課程、互認學分的層面。各高校主要由學校教務處統一協調網絡課程資源的共享,使用的教學平臺各異。有的高校的網絡課程資源只供校內系統共享,校外無法看到。即便是校內,網絡課程的入口也需輸入密碼或路徑才能正常登錄。由于各高校所使用的網絡教學平臺的不一致也導致了各自系統不能完全兼容,影響網絡課程的共享[4]。
3.2 網絡課程應用存在問題的對策
(1)重視“雙翼”。網絡教育是一種新型的教育模式,這種教育模式必須以現代教育思想為理論基石,以現代信息技術為技術手段。正如南國農教授所說的“依靠兩只翅膀,一只是現代信息技術,另一只是現代教育思想,靠一只翅膀,飛不起來,雙翼才能騰飛”。提高教育理論水平,轉變教師觀念。首先我們要從思想理論上改變教師們對網絡教育的錯誤認識,提高教師的理論水平,用正確的教育教學理論指導我國的網絡課程建設。網絡課程的設計與開發可以基于建構主義的學習理論、人本主義課程論和教學設計理念。
(2)統籌規劃,加強協作。加強現代信息技術培訓,提高教師的應用技能。鑒于我國網絡課程設計開發中散亂的現狀,國家有關職能機構應組織專門的部門,負責網絡課程開發的規劃協調工作。全國統一制訂大的開發計劃,再依據各地區各學校實力,分配任務,采取課程開發模塊化。這樣既有效利用了教育資源,充分發揮了各校優勢,又可以開發出高質量的課程。
(3)應用平臺操作簡單化。網絡課程的應用平臺應朝著功能完善、操作簡單的方向發展,應盡可能以簡捷明了的形式展示各種功能。這樣教師就不會因雜亂的界面、復雜的操作分散精力,可以更好的組織教學,學生也能集中注意力把精力放在知識的掌握、能力的提高上。
(4)表現形式多樣化。隨著網絡帶寬的拓寬和網速的全面提升,基于Web的多媒體教學將是網絡教學的趨勢。以課堂教學為基礎的課程強調課程的內容設計,而以Web為基礎的教學不應是傳統課程內容的照搬。今后網絡課程的設計應結合Web的具體特點(資源共享、交流通訊等),轉向以E-mail答疑、電子論壇、計算機視頻會議等學習活動為中心的設計。交互方式多樣化:交互有同步、異步形式,交互方式不僅是基于文本的電子郵件、討論區BBS等,還將出現基于文本和圖像的電子白板、應用進程的共享等方式。
(5)注重績效。建設網絡課程要從社會和學習者角度考慮績效問題,首先,課程是否對社會的發展有用。教育行政部門和各網校應該從社會的實際需要來設置合理的課程體系。其次,學習者通過該課程的學習是否獲得自身的發展,包括學習能力、解決問題能力和情感的發展。
4 結 論
網絡課程的教學設計與網絡課程最終的樣式、質量直接相關。因此,要想實現網絡課程品質上的飛躍,在很大程度上要從教學設計層面下功夫。
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網絡課程教學設計相關概念界定
(一)教學設計定義
教學設計是指運用現代學習理論、教學理論、教育傳播學、媒體理論等相關理論和技術分析教學中的問題,設計解決問題的策略和方案,并對策略和方案進行試行和評價。
(二)網絡課程教學設計與網絡課程設計
1.網絡課程教學設計廣義上界定
網絡課程是一個系統,一個復雜的課程教學動態過程,因此對于網絡課程的設計即總體設計也是一個教學設計的過程。網絡課程的教學設計應該在現代教育理念指導下,通過對網絡媒體和遠程教育特點的分析,確定網絡課程的課程目標,對網絡課程的整體結構進行設計,包括教學內容、教學活動和網絡教學環境的設計,在原有的基本要素下增加新的實體要素,如:導航設計,界面設計,頁面設計,技術設計等,將網絡課程總體設計等同于教學設計。
2.網絡課程教學設計狹義理解
指對課程的教學目標、教學過程及教學測評方法的合理設計,這是決定網絡課程質量的關鍵,是網絡課程區別于一般網絡軟件的特殊維度。它通常包括:學習目標、學習者控制、內容交互性、交流與協作、動機興趣、信息呈現、媒體選用、學習指導、練習與反饋、追蹤、測評等方面內容。網絡課程總體設計是形成軟件總體思路的過程,一般包括:教學設計,內容組織,內容表現,內容導航,將網絡課程教學設計包含于網絡課程總體設計。
綜上所述,本文將高等學校網絡課程教學設計界定為學習內容的設計和基于此學習內容的學習活動的設計,學習活動包括對學習者的學習策略的考慮和相應的學習評價的設計,并不包括網絡課程頁面實體元素的設計,界定此范圍是為了突出教學設計在網絡課程設計中的重要性。
高校網絡課程設計與開發的理論基礎
網絡課程的教學設計理論基礎:以建構主義為主要理論基礎,同時參考認知心理學、信息傳播學以及教學和學習理論,注重多元與一元的統一。
建構主義強調:(1)強調以學習者的學習為中心進行教學設計。(2)注重教師的引導作用。(3)注重對網絡教學交互環境以及學習支撐環境的設計。(4)強調非量化的整體評價,反對過分細化的標準參照評價。(5)注重個別化自主學習策略的設計,學習活動是知、情、意、行共同參與。
高校網絡課程教學設計
(一)教學內容的確定、組織、設計
網絡課程的內容設計是網絡課程建設的主體,也是網絡課程教學設計的重要組成部分,它將網絡課程所表現的知識內容按照網絡教學環境的需要和網絡課程的教學目標進行分解、重組,使教學內容更適宜用網絡教學的形式表達。包括前期分析和內容設計階段:
1.前期分析
前期分析包括網絡課程的需求分析和學習者分析兩要素。
(1)網絡課程需求分析
網絡課程需求分析是教師作為管理者的身份進行對學生學習需求和網絡課程內容和任務活動需求的分析。對于遠程教學而言,遠程學習者能夠通過網絡進行課程的學習、交流和活動,網絡課程實現大部分或全部教學活動完成教學功能,本身是一種非面授的教學,而對于高等學校開設網絡課程進行教學主要是為了教學或輔助教學,實質是校園之內的教學,實現的是信息技術與課程的“整合”,這種“整合”并非適用于所有的課程內容,因此應批判地考慮提供某種形式的網絡課程或項目是否有意義,而不是假設它對所有人都有效。因此應考慮制作一門校內網絡課程的必要性,在此基礎上進行網絡課程教學功能分析,是網絡課程輔導教學還是網絡課程主導教學,最后進行制作和應用的可行性分析,包括人力資源物質資源是否保證,以及技術條件是否成熟,以及在教學活動中網絡課程的運行是否可行的分析。
(2)學習對象分析
一門優秀的網絡課程應該有其一定的適用范圍,對所有對象都適用也就是沒有教學對象。在高校,網絡課程的學習者大致可以分為兩類,一是本專業的學生,二是為補充知識的其他專業的學生。這兩類學習者在認知結構、學習目標、學習內容和學習方式上都存在差別,第一類學生具有相關的專業知識基礎,學習此課程的網絡版是為了作為課堂學習的輔助學習材料與老師和同學進行交流;第二類學習者是為了進行擴充學習,學習方式比較自主,在進行教學設計時候要分別對學習者的心理特點和學習動機等進行分析以考慮。
2.教學內容的設計
教學內容的設計包括教學目標確定、教學內容的選擇和表現形式的設計。
(1)教學目標確定
明確的教學任務目標設計有利于學習者的學習方向。宏觀上,教學目標的設計要綜合考慮教學大綱,進行總體教學目標的引導設計,除了要完成傳統課程教學知識目標、技能目標以及情感目標外,還要考慮培養學習者的元認知能力以及信息素養的提高。微觀上,進行具體的單元模塊以及知識點的教學目標設計。高校網絡課程教學由于學生的易召集性以及教學場所的便利條件,教師應根據具體的教學進程和學生的學習狀態,動態地進行教學目標的設計,可根據細化理論進行教學目標的分層設計以及細化設計,因此高校網絡課程教學目標的設計應具有一定的進程性和動態性。
(2)教學內容的優化選擇
網絡課程教學內容不是書本搬家,不是課堂搬家,也不是電子講稿演示,需要任課教師對教學內容的優化選擇,刪除不必要的信息,簡化教學內容,加入學科發展前沿的教學內容,做到教學內容的優化選擇。
(3)內容的組織和表現形式的設計
內容的組織上:在將教學內容制作成網絡課程前,首先根據所提供的課程內容的實質(比如:結構不良的或結構良好的知識領域)確定內容的組織表達方式,如并列結構、層次結構或復合的網狀結構,可通過結構圖或概念地圖的方式對課程內容進行概括,提供課程內容組織的多種結構視圖,允許學習者進行線性學習和跳躍式學習。
教學內容的表現:內容的表現形式有文字、圖形圖像、動畫、視頻和音響。心理學研究表明,學習者注意力的保持不僅與材料的性質有關,還與材料的變化有關,在進行媒體表現形式選擇時候,注重目標導向下的內容的多種表現形式,有效地利用教育資源優勢和技術優勢,盡可能為教師和學生提供不同層次的多媒體選擇,力求多種媒體的一體化安排是進行教學設計的基本原則。
(二)教學活動、過程的設計
高校網絡課程設計目的不同于商業網站的網絡課程,也不是一般輔網絡教學資料,其定位在網絡“課程”上,因此教學活動是建立在課程之上的,且活動策略的設計與教學進程相聯系,不能僅僅停留在內容或教學資源的分析上,應該以系統的觀點,從過程的角度分析網絡課程的活動和實施過程。高校網絡課程的教學過程設計包括教學內容傳遞策略的設計、學習活動策略的設計和基于此的學習評價活動的設計。
1.教學內容傳遞策略的設計
在網絡課程教學過程,教師是活動設計的主導者,發揮其教學過程中的促進和督導作用,在進行網絡課程內容的傳遞策略設計時,首先確定是按教學過程將教學內容分批到網上,還是全部教學內容全都是網絡版。在此基礎上分析是否一門課的所有教學活動都通過網絡課程進行傳遞,還是教學活動的部分通過網絡課程傳遞。
2.學習活動策略的設計
在進行學習策略設計時要根據網絡學習的特點提供形式各異的學習策略,如自主學習策略、協作學習策略、基于資源學習的策略和案例學習策略等,例如對于協作學習的策略的設計,首先確立學習小組、建立學習論壇在于建立共同的學習群體,然后通過有效的組織學生進行協商和辯論,達到整個學習小組共同完成對知識的意義建構,其中要充分利用網絡學習的優勢,以使學生有效地完成學習任務。
3.學習活動評價的設計
評價是根據某些標準對一個人或他的業績所進行的一種鑒定或價值判斷。高校網絡課程學習評價注重評價人員多元化,評價內容多方面化,評價方式多渠道化,從多方面收集評價信息,真正做到以評促學、評教結合的動態網絡課程評價體系。
源于建構觀的評價應該較少使用強化和行為控制工具,而根據認知心理學理論,網絡課程的學習評價更多使用自我分析反思和元認知調控。根據教學目標設計出一些結構化的定量評價標準,或適當增加提示和引起注意的信息,引導學習者自我反思評價。同時注重評價過程和學習過程的結合,將評價并非獨立于課程內容之上,而是位于課程內容學習之中,課程實施的各個階段,進行發展性評價。
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216(2016)07B-0046-01
在小學數學教學中,教師除了要向學生傳授知識,還要有意識地培養與訓練學生的邏輯思維,確保其掌握一定的邏輯思維能力,并且能夠靈活運用于數學題目的解答過程中。這樣在遇到各種數學問題時,學生才能迅速理清思路,聯想到與此相關的生活經驗或數學模型,找準數量關系,高效解決問題。
一、營造良好課堂氛圍,促使學生思維發散
小學階段,學生的心智尚未發育成熟,習慣通過形象思維認知新事物,而數學教學的開展直接影響著其思維的開發程度。教師不能被傳統教學觀念限制,而應引導學生掙脫束縛,敢于質疑周圍的事物,勇于表達自身觀點,這樣學生才會對自己好奇的事物保持較強的求知欲望。為了做到這一點,教師要營造良好的課堂氛圍,具體而言,教師應根據教學內容創設教學情境,活躍課堂氛圍,營造輕松、和諧的氛圍,通過調動學生的學習興趣,使其注意力集中、參與積極性提高,充分發散思維,發揮主動學習能力。
例1:在超市買4塊橡皮要花2元錢,如果要買15塊同樣的橡皮,一共需要多少錢?
這是小學數學課程中常見的應用題,由于涉及到兩次計算,對學生而言有一定的難度。為了幫助學生理解題目,教師可以要求學生兩人一組,現場模擬在超市購物的情境,“收銀員”要思考計算買15塊橡皮的總費用需要知道什么條件,接著分析這些條件是否已知,如果是未知的應怎樣求。通過分析,學生有了比較清晰的思路,即先求每塊橡皮的單價:2÷4=0.5(元),再求買15塊橡皮的總價:0.5×15=7.5(元)。在這種情境中解題,學生不僅會將學習當作責任,也會將其作為一種娛樂,享受學習過程的樂趣,收獲情感體驗。在數學教學中,通過引導學生提出質疑,挖掘其學習潛力。
二、合理選擇教學方法,引導學生積極思考
教學方法是教師完成教學任務、達到教學目的的有效手段。為了訓練學生的邏輯思維,教師必須合理選擇教學方法,精心設計教學環境,打造有趣、形象的數學課堂。通過教學內容激發學生的思維興趣,從已學知識過渡到未知的新知識,引導學生獨立思考和自由探索,享受探究的樂趣,收獲成功的滿足感。例如,講解平行四邊形面積的計算方法時,先引導學生回憶已經學過的矩形面積公式和推導方法,接著鼓勵其用割補法自由切割、重組平行四邊形,觀察能得到怎樣的新圖形。學生在動手操作過程中發現平行四邊形變為矩形,并嘗試列出了面積計算式,進而歸納出平行四邊形的面積公式。在這個過程中,學生不僅認真思考了問題,還做到了手腦并用,鍛煉了動手能力。也訓練了邏輯思維能力。通過這種方式,教師能夠有效調動學生的思維積極性,保持其思維活躍。在教學過程中,教師應把握時機,靈活提出問題,這些問題最好具有開放性,不是教材中死板的問題,能夠使學生充分發揮聯想能力,體驗探索的樂趣。另外,教師可以針對某個知識點設置懸念,為學生留出一定的時間,引導其展開思考、發散思維,培養思維的獨立性,提高創新能力與邏輯思維能力。
三、 有效把握學生特點,運用多元方法解題
學生的數學基礎、學習能力、性格、愛好等都有很大差異,教師在小學數學教學中不能直接講解解題方法,而要尊重學生的差異,結合學生的實際情況給予引導,鼓勵其思考新的知識點,通過分析和探索得到不同的解決方法。
例2:某工程隊計劃修一條200米長的路,前5天修完了全長的25%,如果施工效率不變,那么還需要多少天能修完這條路?
關鍵詞:大學生 性別 學科 網絡人際信任
1 引言
人際信任是個體在人際互動過程中建立起來的對交往對象的言詞、承諾以及口頭或書面的陳述的可靠程度的一種概括化的期望。信任可減少處于人際互動過程中個體間由于時空分離所造成的距離感,它是良好人際互動的前提,是健康心理的前提,同時信任是一個社會是否文明、是否進步、是否穩定的一個標志。隨著信息時代的到來,人類的生活世界不再是一元的,互動的場域也由單一的現實社會變為現實和虛擬的雙重情境。因此,信息時代,對信任的劃分應該考慮到互動的不同情境特征。如此,按照互動場域的不同,信息時代的信任可以劃分為在網絡互動中的網絡人際信任(簡稱為網絡信任)和現實互動中的人際信任兩大類?,F實中的人在網絡虛擬生活空間中,借助信息交互行為而表現出的對交往對方能夠履行他所被托付之義務及責任的一種預期和保障感,并通過特定的網絡信任行為體現出來。雖然網絡中的互動主體隱藏了真實的身份背景信息,但是他畢竟是生活在現實社會中的活生生的人,每一個虛擬的符號下面都對應著一個現實社會中的生活實體。但是,網絡社會畢竟具有許多與現實社會不同的特征,網絡信任也必將呈現獨具的特征。
大學生的人際信任正處在走向成熟而同時又未真正的完全發展到成熟的階段,對他人的行為模式的值得信賴性、承諾和陳述的可實施性、以及誠實善良的可靠性等均缺乏綜合性的認知與評估,面對網絡這個虛擬的環境,大學生在網絡人際信任中也同樣如此。因此,經常會發生大學生在網絡被騙,包括感情、金錢、求職等各個方面。
本研究從虛擬的社會情境出發探索性別及學科與大學生網絡人際信任之間的關系,為進步探討網絡信任的特性提供理論參考。
2 研究方法
2.1研究工具
研究采用自編的《網絡人際信任問卷》,本問卷包括33個題目,采用5級計分,部分題目采用反向計分的方法,得分越高,網絡人際信任的程度越高。
2.2被試選擇
本研究分別隨機抽取文科和理科大學一年級至四年級學生各50人,共400人。
2.3研究程序
本研究采用集體實測的方式,研究者親自擔任主試,向所選取的被試發放420份問卷,以班級為單位填寫,要求被試按照自己的實際情況回答,不計時間,當場回收問卷。收回有效問卷367份。
2.4 統計方法
采用SPSS11.5 for windows統計軟件包進行數據處理。
3 結果分析
3.1不同性別大學生網絡人際信任的差異
統計結果表明,男生網絡人際信任平均分為91.42,女生為83.11。男生與女生在網絡人際信任方面存在顯著差異(t=5.95,p<.05),見表1。
3.2不同學科大學生網絡人際信任的差異
文科學生網絡人際信任平均得分84.49,理科學生平均分為89.95,不同學科大學生在網絡人際信任方面存在顯著差異(t=―3.61,p<.05),見表2:
4 討論
4.1性別與網絡人際信任的關系
本研究證實了不同性別的大學生的網絡人際信任程度有顯著的差異,即男生的網絡人際信任得分顯著高于女生。社會對女性和男性的要求不同,女性比男性的機體能力也較差,因此女性被認為是弱勢群體,女性的自我保護意識應該更強,無論是在現實生活中還是在網絡世界里,女性應該時刻提高警惕,避免受到傷害。這可能是女生網絡信任程度低于男生的原因所在。值得提醒的是,無論女生還是男生在網絡交往中都應該時刻保持較高的警惕,虛擬的網絡僅僅是通過一些語言符號進行交流,彼此的相關信息具有隱匿性,交往存在很大的風險。因此在網絡交往中,不能輕信他人,尤其是陌生人,避免造成不必要的傷害。
4.2學科與網絡人際信任的關系
本研究結果也證實了不同學科的大學生的網絡信任程度有顯著差異,即文科學生的得分顯著低于理科學生。不同的學科涉及的領域不同,對人個性、人生觀、價值觀的影響也不同,而這些方面能直接或間接地影響個體對他人的信任程度。
5 結論
5.1女大學生的網絡人際信任程度顯著低于男大學生。
5.2學習文科的大學生的網絡人際信任程度顯著低于學習理科的大學生。
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關鍵詞:網絡環境;化學課堂;研究性學習;探索
一、網絡環境在化學課堂研究性學習中的功能和意義
網絡環境下開展化學研究性學習活動是從學科教學的角度,為學生提供互動流環境,最大限度地調動學生學習過程中的多感官協調參與,有效地培養學生主動進行科學探究的意識和協同學習的團隊精神,增強學生克服困難的勇氣和自信心。因此,它不僅可以改變學生獲取知識的方式與途徑,培養學生科學態度、科學道德與科學素養,而且還能提高發現問題和解決問題的實踐能力,讓學生學會合作與分享,建立學生對社會的責任心和使命感,喚醒學生自主學習的主動意識和學習體驗。有效借助網絡進行個性化的學習,完善學生的智能結構,促進學生人格的健康發展。
1.增強學生學習化學知識的主動性
知識的學習應以學習者為中心,教師是知識學習的組織者、促進者、幫助者和指導者,而學生則是學習過程的參與者、探究者與實踐者,即學生是學習主動參與的主體。學生通過計算機媒介以情境、協商、對話、重組的學習方式,進行研究性學習活動,開展專題研究,從而在活動中突出學生的主體地位。
2.創設情境,體現研究性學習的探究性
以學為主,注重探究,是在化學課堂教學開展研究性學習的根本。通過網絡引導學生自主探究科學事實、化學現象,通過探究科學真理的過程,自然地進入科學學習的軌道上。因為知識的獲取固然重要,但掌握知識如何獲得的過程卻更為重要。同時能對所觀察和獲取的現象及數據進行分析、比較、評價和分類,通過推斷最后概括出結論。這樣以網絡環境及研究性學習活動為載體,通過情境、協商、對話、重組等學習方式,讓學生在局域網的網絡環境下,主動開展富有個性化的研究性學習活動,在活動中成為學習的實踐者和探究者,從而形成主動獲取化學知識的意識,養成主動利用信息技術自主學習的終身習慣和科學探究能力。
二、網絡環境下研究性學習開展的教學方法與策略探索
利用網絡開展化學課堂研究性學習,需要我們積極探索課堂教學的新形式,進行課堂教學改革。
1.主動探索,變學會為會學
在化學課堂教學中要能指導學生利用網絡進行主動探索,變學會為會學,通過觀察探究使學生成為認識的主體、發現的主體、實踐的主體。
在此過程中,充分發揮了學生的主觀能動性,通過學生的主動探索,變學生為會學,不僅激發了學生學習化學的興趣,更重要的是這種研究性學習方式,體現了學生對問題的提出、解決等過程的主動體驗,有助于學生深刻理解知識。這種手段,不僅僅是關心學生“學會了多少”,更關心學生“學會了什么”“怎樣學會的”,它追求的不僅僅是證明,更重要的是理解、發現和創造,是解決問題的精神和樂趣,有利于培養學生的求真務實的精神,有利于磨煉學生不斷追求、勇于克服困難的意志品質。
2.互助協商,合作交流
在網絡環境下開展化學課堂研究性學習,還可以以合作小組的形式進行。具體講,教師事先將研究課題、相關資料、背景素材以及課件(或積件)制成網頁在網絡上,學生則以學習研究小組為單位下載背景素材和課件、查閱相關資料,對課題展開研究,并對研究成果進行協商、交流,互相補充,從而得出全面的結論。當然,在這個過程中,教師是作為學生的一員參與到研究活動中,對學生的研究給予必要的指導。
三、應用網絡教學的思考
1.應選擇一個好的課題
作為化學課題研究性學習課題,不宜過大,關鍵是要找準切入點,使學生能夠利用網絡平臺,體驗化學活動的過程,從根本上講,研究性學習的課題不宜由教師指定某個結論或方程式讓學生理解、記憶,而應充分利用網絡的功能,通過呈現一些需要學習、探究的問題,由學生自己探究、歸納,自己得出結論。
2.注意與傳統化學教學的結合
網絡的物理載體是計算機,而計算機畢竟是機器不是人,不可能代替人類進行所有的工作,這主要表現在認知和思維方面。網絡教學不能代替教師進行所有的教學,還必須與傳統化學教學相結合而進行。唯此,它才能避開自身固有的化學“盲點”,使其在研究性學習中的功能得以充分發揮。
3.重視對教學目標的分析,加強備課
一、正確認識網絡
互聯網的作用以及與人類的關系已毋庸贅言,由于其匿名性、瞬時性、開放性等特征,一方面,極大地拓展了人類生存領域,維人類進步和人的全面、自由發展提供歷史機遇;另一方面,也給人類帶來了一些不安定因素,如病毒肆虐、黑客橫行、各種垃圾信息污染等。作為伴隨網絡長大的中學生,個性心理和人格結構尚不成熟,容易接受新事物,自律能力、分辨是非善惡的能力較差,網絡空間的種種不安定因素對他們的成長無疑有這消極的影響。利用好網絡,做網絡的主人,去其糟粕取其精華,網絡可以成為中學生的學習工具、伙伴,教他們做人,助他們成長,反之,沉迷于網絡,做網絡的奴隸,只對網絡的負面感興趣,尋求刺激,則容易造成他們道德規范的缺失。
二、了解中學生的思想動態
1.中學生為什么很容易沉溺于網絡?中學生在成長的過程中沉溺于網絡的成因是多方面的。如:是不是學業壓力過大,促使孩子對學習產生了厭倦,繼而通過上網來逃避現實生活的壓力?是否青少年心理脆弱,心理壓力煩惱無處宣泄造成的沉溺網絡?還是家庭教育的缺失,父母與子女溝通存在障礙,導致親子關系緊張而造成上網成癮?青少年的自制能力較差,當他們在現實生活中感到苦悶、孤獨時,就會尋找發泄的途徑,而網絡恰恰能滿足青少年這方面的需求,從而造成青少年沉溺網?
2.中學生為什么很容易受網絡的影響?是否因為平時太注重對中學生的智力教育而忽略了他們的情感需要?是否因為家長、教師和中學生的交流溝通不夠,讓他們找不到正常的和成年人相處的渠道,只好通過網絡來宣泄自己的壓力、煩惱?
三、如何引導學生上網,利用網絡學習
據問卷調查和個別走訪,大多數沉迷于網絡游戲的學生,開始上網的時候并不知道網絡是可以用來學習的,他們在網吧環境和同學的影響下,上網的時候只知道可以玩游戲、聊天。針對這一現象,我們做了大量工作,在學校網站上存放了大量學習資料,在上信息技術課的時候,引導學生到學校網站上自主學習,下載學習資料。還推薦了幾個比較好的學習網站,比如“中學生學習網”、“語文教育網”、“牛津英語網”、“學樂中國”等,要求同學們都注冊賬號,有條件的同學每天到網站上學習一兩個小時。2009年12月,“學樂中國”網站和淮安市交通局聯合舉辦了“交通安全知識競賽”,我校很多同學參加了比賽,有的還獲了獎。其中有個叫馬軍的同學,我是他的信息技術課老師,獲獎后找到我,要和我說說心里話。他是個單親孩子,媽媽在匯通市場做生意,平時根本沒有時間過問孩子的學習。在對孩子的教育上有心無力,為了補償孩子,讓孩子在家不至于太寂寞,06年給孩子買了臺電腦,還上了網。沒想到,從此馬軍迷上了網絡,每天一放學,第一件事就是上網,就是玩游戲。常常玩到凌晨2、3點鐘,周末和放假的時候,更是所有時間都放在網絡游戲上,媽媽多次勸說甚至打罵,一點效果也沒有。為此媽媽傷透了心,找到他們班主任哭訴。班主任正好是我們課題組的核心成員成立家,成老師和我商量了下,決定通過班主任、家長、信息技術老師三方來共同教育他。成老師讓他找我,我決定使用激將法,我說你玩游戲玩來玩去玩出什么成果來?他說我有多少裝備,等級多高等等,我說那你很厲害,老師不如你,不過最近網絡上有個安全知識競賽,你敢參加嗎?別看你游戲打的好,天天上網,未必比別人厲害。他也是個不服輸的孩子,說是嗎,那就試試看。我就把淮安市交通局舉辦的交通安全知識競賽頁面告訴他,還順便告訴他網站上有很多同學學習的等級多高,學識值多少,暗暗刺激一下他。他回家后就開始上了這個網站,開始時為了賭一口氣,不僅參加知識競賽,還每天去到各門學科板塊參加學習,目的就是提高學識值和等級,趕上同學們。成老師和她媽媽也經常鼓勵他,表揚他,讓他獲得了認同感和成就感。不知不覺,他喜歡上了這種學習方式,完全自主,進度可以隨時調節,后來不僅在期末考試的時候成績有了很大的進步,還獲得了知識競賽的二等獎。他告訴我,現在他已經完全對玩游戲沒興趣了,上網的時候也只會找一些學習類型的網站來學習,最多看看新聞。
課題研究過程中,我們舉辦了多次活動,對學生的思想道德建設起到了巨大的作用。比如“告別網癮、遠離網吧”千人簽名活動,“向陋習說不”主題班會活動等,通過這些活動,學生認識到加強自身思想道德建設的重要性和必要性,在網絡上會自覺遵守公德,不道德現象越來越少。
四、存在問題
當然,在課題研究的過程中,也發現了一些問題,雖然大多數老師都認識到網絡的巨大正面作用,但仍然有部分老師不太愿意接受新事物,片面的認為中學生不應該接觸網絡,把網絡對中學生的負面影響估計過高,而對中學生利用網絡學習、加強思想道德的積極作用估計過低。另外也仍然有部分學生仍然把網絡作為消遣娛樂的主要用途,在自主學習和網絡道德上不能夠讓人滿意,個別同學在網絡上會說臟話,沉迷于暴力游戲。
鑒于以上情況,我們認識到要繼續加強教師的信息技術教育理論和技術的培訓,促進教師專業化發展,進一步解放思想,攻堅克難,加強對學生網絡道德的教育。我們相信,在廣大教師的不懈努力下,一定會讓大家認識到網絡及其資源的積極作用,而利用網絡及其資源促進中學生思想道德建設是時展的需要,是我們新時代教師的歷史使命。
【參考文獻】
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關鍵詞:計算機網絡;教學改革;基于問題的學習方式;教學質量
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)01-0122-02
目前,國內《計算機網絡》的教學基本都圍繞計算機網絡體系結構的“層次”來組織教學內容,《計算機網絡》課程具有很強的理論性和實踐性,雖然在理論上學生能夠較好地掌握計算機網絡七層體系結構的內容,但如何將知識進行融會貫通并將其應用于實際應用卻顯得非常薄弱。因此,如何培養出能適應社會實際應用需求能力的計算機網絡應用人才是《計算機網絡》課程教師需要深思的問題。在多年的《計算機網絡》課程教學中,我們發現理論分析、感性理解和實際應用是急需解決的關鍵問題。為此,我們在教學過程中將基于案例的教學方式融入整個教學過程中,通過教學實踐取得了良好的教學效果。該文以《計算機網絡》課程教學中的“網絡工程實踐與應用”為案例進行分析。
1 基于PBL的計算機網絡課程教學改革研究
1.1 教學思路
該文中,我們選取“網絡工程實踐與應用”作為教學案例,并在教學的過程中采用基于PBL (problem-based learning, 基于問題的學習)的項目教學法,PBL教學法是一種基于問題學習的教學方法,PBL旨在使學習者建構寬厚而靈活的知識基礎,發展有效地解決問題的技能。在《計算機網絡》課程中運用PBL教學法,使得我們在教學的時候能夠很好的將計算機網絡的各個知識點融會貫通,使得學生在學習理論知識的同時能夠及早的接觸實際的網絡應用環境,提高其實際應用的綜合素質。通過在教學中提出實際的網絡應用項目,讓學生進行自主學習和協同學習,了解和掌握實際網絡工程應用中需要的相關知識,為未來從事網絡工程應用打下良好基礎。PBL教學的基本思路如圖1所示。
1.2 教學目的
本案例將PBL項目教學法應用于《計算機網絡》課程的教學中,其教學指導思想是:突出項目式教學、強化能力培養、體現認知規律。在教學中,通過基于問題的優化和知識點的重構與整合,使學生加強對計算機網絡體系結構的理解,并提高有效地解決實際網絡工程問題的技能,有效地培養學生網絡工程設計和網絡應用的能力。
1.3 教學設計
1)“問題”設計?!皢栴}”設計是PBL教學法中最關鍵的一環,在進行問題設計時應該以教學大綱為準則,此外還要考慮學生的實際掌握的知識和能力,并注重“問題”的難度。
案例:項目背景設計——為了提升校園網的信息化建設,校園網將建設一個以教務管理、數字圖書館、辦公自動化、教學資源、一卡通系統為一體的數字化校園網絡。
2)搭建學習小組。為了有效地解決問題,教師需要根據學生不同的學習層次、能力、興趣、愛好進行分組,每個小組最好不要超過5個人。好的學習小組是解決問題的重要保障。
案例:根據項目需求要求,在教學中可以將班級成員分成若干小組,并在小組中設立項目組長(經理),負責本小組人員協調,工作分配,保證項目實施進度;小組中的項目成員承擔項目實施中網絡規劃、網絡實施、設備配置等工作。
3)確定學習目標。搭建好學習小組后,教師應就“問題”為各小組進行分析、引導。通過討論能夠為每個小組確定一個明確的學習目標和學習計劃。
案例:
項目目標――構建單核心大型校園網,滿足客戶所有需求,通過驗收網絡能可靠運行。
需求分析:
需求1:采用先進的計算機網絡通信技術進行校園網的建設,實現各分校區網絡信息化。
需求2:實現校園網中所有部門的辦公自動化,以提高工作水平和服務效率。
需求3:在整個校園網內實現資源共享、產品信息共享、實時新聞。
需求4:在關鍵區域,網絡鏈路故障時能夠不影響網絡使用。
需求5:在整個校園網內實現財務電算化。
需求6:申請不到足夠的公網IP,但是要全校都能上網。
4)獨立學習。各小組確定學習目標和學習計劃后,小組成員可以自由進行探索、討論和分析,尋求解決問題的方法。在學習過程中,老師可以為學生提供相關的學習資源,為他們提供相關的網絡實踐環節。在學生遇到問題的時候,老師可以適當的進行引導和啟發,盡可能的讓學生發揮最大限度的自主學習能力。
案例:
實施準備——網絡設備——網絡規劃——實驗室使用——基本網絡構建——劃分VLAN控制廣播流量——路由技術實現VLAN間路由。
5)匯報、討論和評價。各小組經過自主學習后,老師可以叫各小組就學習的結果進行匯報、討論和交流,老師可以就每個小組的匯報過程中存在的問題和不足之處進行總結、評價和建議。各小組可以就老師提出的建議對學習的目標和計劃進行適當調整,并進行反復討論,直至解決問題。
案例:對學生按照教學內容進行理論考核、實驗考核和試講考核。
2 結束語
PBL是一種新型的以學為主的教學模式,通過以映射真實世界問題為學生提供學習情境。
通過問題引起學生的學習興趣,促進并維持學生學習行為的發生,解決問題—促進學生理解和應用。通過基于PBL的《計算機網絡》教學改革的實踐證明,以問題作為PBL成功實施的首要因素,根據實際情況進行精心的案例設計,能夠很好地提高《計算機網絡》課程的教學質量,在提高教學系統性的同時,有助于學生個性的形成和集體協作能力的提升。
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