李 杰

（北方工業(yè)大學(xué)計算機實驗中心，北京 100144）

基于MOOC的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)研究

李 杰

（北方工業(yè)大學(xué)計算機實驗中心，北京 100144）

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，越來越多的高校重視互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)教育的結(jié)合，打造具有學(xué)校特色的在線教育課程，從而促進了MOOC的快速發(fā)展。為了解決傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中知識點重復(fù)、互動性弱等問題，結(jié)合MOOC的開放性、多元化等特點，提出在線實驗，虛擬展示等方法對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的組織方式，教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法進行改進，從而增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手能力。

MOOC；計算機網(wǎng)絡(luò)實驗；組織方式；教學(xué)內(nèi)容

0 引言

隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)在信息安全、電子商務(wù)等方面發(fā)揮著越來越重要的作用[1]，受到了各行各業(yè)的重視，從而促進了各大高校對計算機網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)。而MOOC具有開放性強，以網(wǎng)絡(luò)為載體等[3]特點受到教育機構(gòu)、團體等的高度支持，從建設(shè)和研究層面積極推動MOOC的發(fā)展。

MOOC的快速發(fā)展，對各大高校來說是機遇也是挑戰(zhàn)[3]。要依據(jù)學(xué)院開設(shè)課程的特色、教師能力及學(xué)生興趣等方面來建設(shè)適合學(xué)生學(xué)習(xí)的MOOC，讓學(xué)生能夠認可并積極的去學(xué)習(xí)，從而與傳統(tǒng)的教學(xué)模式緊密的聯(lián)系起來，為高校的發(fā)展提供重要機遇。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的問題

傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)采用課堂灌輸式的教育方式，讓學(xué)生被動的接受知識，填鴨式的教學(xué)，無法讓學(xué)生能夠正確理解及接受教育的內(nèi)容，從而失去學(xué)習(xí)的積極性。同時計算機網(wǎng)絡(luò)實驗還涉及到《網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計》、《網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)》等課程[1]，知識量大且廣泛，大多數(shù)學(xué)生無法掌握，但又不可能重新進行溫習(xí)，這就進一步降低學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

因多數(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課都有重復(fù)內(nèi)容，如IP配置、劃分，路由器/交換機的配置等，沒有通過有效手段將實驗內(nèi)容進行拆分，重新組織。若有不同的實驗老師來傳授，就會導(dǎo)致基礎(chǔ)知識一遍又一遍的重復(fù)，無法講授較深的網(wǎng)絡(luò)實驗，同時也導(dǎo)致學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)實驗具有一種簡單，不實用的態(tài)度，進而失去學(xué)習(xí)的動力。

因計算機網(wǎng)絡(luò)講授的內(nèi)容大多局限于理論環(huán)節(jié)，無法切身體驗到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)操作的應(yīng)用；同時因網(wǎng)絡(luò)實驗課沒有與理論同步進行，學(xué)生通過死記硬背的方式將計算機網(wǎng)絡(luò)的知識進行記憶，僅僅是為了計算機網(wǎng)絡(luò)的考試準備，而不是考慮到實際的應(yīng)用，這就導(dǎo)致學(xué)生無法將所學(xué)運用到實踐，無法真正的掌握。

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗涉及到路由器、交換機、語音交換機等硬件設(shè)備的使用，還需要對不同的硬件進行配置，但硬件設(shè)備的廠商比較多，且沒有統(tǒng)一的命令配置標準，這就要求學(xué)生在掌握實驗室所配備硬件命令的基礎(chǔ)上，去了解和學(xué)習(xí)其他常用的硬件配置，這需要充分利用MOOC的優(yōu)勢。但當(dāng)前因MOOC內(nèi)容更新較慢，且僅僅只能看到有限的錄制好的視頻和操作，無法預(yù)

北方工業(yè)大學(xué)2016年教育教學(xué)改革和課程建設(shè)研究項目（No.XN093-003）

覽不同的硬件設(shè)備及命令操作，從而導(dǎo)致學(xué)生不能很好的借助MOOC來學(xué)習(xí)，大部分還是通過面對面方式來解決問題，失去了自主學(xué)習(xí)能力。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)組織方式的改進

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗不但與路由器、交換機等設(shè)備關(guān)系密切，還涉及到信息安全技術(shù)、路由與交換技術(shù)等實驗，知識面廣且部分重復(fù)，需要將各部分知識內(nèi)容有效的組織起來，讓學(xué)生能夠盡快掌握所需要的知識。這就需要實驗教師將計算機網(wǎng)絡(luò)實驗用到的各個知識點進行重新組織，按照先后次序進行梳理；因每個學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況不一致，就需要在實驗前對學(xué)生的整體情況進行摸底，大概掌握學(xué)生的基本學(xué)習(xí)能力，有針對性的組織計算機網(wǎng)絡(luò)實驗，讓不同的學(xué)生都能夠進行一定程度的預(yù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識。

為了有效的組織實驗內(nèi)容，就需要通過MOOC將實驗設(shè)備配置和實驗環(huán)境分開，分別進行桌面錄制和教師講解的視頻，同時因每個實驗涉及的知識不同，就需要將關(guān)鍵點的講解附加進來，方便學(xué)生實驗課中自由使用。當(dāng)前MOOC僅限于視頻教學(xué)，屬于理論課程，缺乏交互部分，可嘗試將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和MOOC的先進理念應(yīng)用在計算機網(wǎng)絡(luò)在線實驗教學(xué)中，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)硬件的實驗環(huán)境、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)通信等，使學(xué)生可以遠程在線瀏覽路由器、交換機等硬件設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也可在線完成各種網(wǎng)絡(luò)實驗，不受時間、空間等因素的影響。這樣，可以幫助學(xué)生在實驗前通過MOOC將需要的知識進行預(yù)習(xí)，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)將實驗用到的硬件設(shè)備進行360度旋轉(zhuǎn)，查看內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，這樣不但讓學(xué)生對不同的硬件設(shè)備有個整體認識，也可以提起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

MOOC類似于微視頻，將課程中重要或關(guān)鍵知識點重新組織，以簡潔明了的方式講述同時進行錄制，方便不同的層次的學(xué)生能夠?qū)崟r查看和學(xué)習(xí)。為了更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)路，就需要將相關(guān)的計算機實驗課的知識點劃分的更細，講解的更透徹。因計算機網(wǎng)絡(luò)涉及的課程較多，知識點較為廣泛，對學(xué)生來說，可能覺得雜亂且零散，這就需要在制作MOOC時，對整體的課程做一個整體的介紹，同時也需要將講解的知識點進行標注和說明，尤其是關(guān)聯(lián)比較大的知識點，要標注與書籍相關(guān)的頁面，這樣可以幫助學(xué)生在吸收知識點的同時，也有一個整體的認識，能夠?qū)⒏鱾€知識點串起來，將所掌握的知識內(nèi)容進行升華，同時也發(fā)揮了MOOC的優(yōu)勢。

這里以靜態(tài)路由的配置實驗為例，因路由器主要有思科、華為或H3C等廠商提供，每個廠商提供的設(shè)備都有所不同，可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)將不同廠商的硬件設(shè)備展示出來，讓學(xué)生對不同的設(shè)備有個整體的認識；后接合MOOC提供的路由器操作的桌面錄制及路由器相關(guān)的理論視頻，給學(xué)生灌輸路由器的知識，通過互聯(lián)網(wǎng)將實驗相關(guān)知識進行預(yù)習(xí)，可給學(xué)生留下一定的印象；給學(xué)生留下更深的實驗操作興趣。所以說，靜態(tài)路由實驗主要有三維展示，MOOC教程以及實際操作，其結(jié)構(gòu)圖和流程圖如圖1和圖2所示。

圖1 靜態(tài)路由實驗結(jié)構(gòu)圖

圖2 靜態(tài)路由實驗流程

這樣可以充分借助互聯(lián)網(wǎng)的通信，將不同的實驗內(nèi)容進行整理，讓學(xué)生在進實驗室前將相關(guān)的實驗知識完全吃透及理解，不但能鞏固學(xué)生所學(xué)知識，也能增強對計算機其他方面的興趣。同時因在線實驗需要通過網(wǎng)絡(luò)通信、虛擬化等技術(shù)與真實的硬件實驗環(huán)境結(jié)合起來，既能充分利用實驗室環(huán)境，又能充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)時間。通過虛擬硬件設(shè)備展示，MOOC以及在線實驗方式能夠讓學(xué)生快速了解實驗內(nèi)容，產(chǎn)生積極參與的興趣，也可隨時隨地的讓學(xué)生進行學(xué)習(xí)。

3 計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)內(nèi)容及方法的改進

計算機網(wǎng)絡(luò)理論授課與實踐操作的比重嚴重失調(diào)，部分學(xué)校受場地、設(shè)備等因素限制，無法提供較好的實驗環(huán)境，部分學(xué)校對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗重視度不夠，沒有安排足夠多的課時來進行實驗，從而導(dǎo)致學(xué)生的動手能力較弱；同時，采用較多的是面對面的傳授知識，沒有足夠重視MOOC的優(yōu)勢，也無法隨時給學(xué)生提供進行實驗的場所，只能在規(guī)定的時間和地點來熟悉計算機網(wǎng)絡(luò)實驗所需要的硬件設(shè)備，從而導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)的自主性，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這就需要對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)內(nèi)容及方法的改進。

3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)內(nèi)容的改進

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗重在實踐，與學(xué)生的動手能力關(guān)系密切；但就當(dāng)前來說，學(xué)生大部分時間接受的知識屬于理論范疇，都是被動的吸收知識，從計算機網(wǎng)絡(luò)實驗內(nèi)容來說，大部分實驗都有教師嘗試，按照步驟安排好，學(xué)生只需按照編寫好操作步驟來嘗試編寫及驗證，而無須了解實驗的結(jié)構(gòu)及原理；且實驗內(nèi)容大多比較陳舊，與知識脫節(jié)，從而降低學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。這就要求實驗教師從實驗安排上一方面要考慮學(xué)生的實際掌握情況，如VLAN的使用，通過繪制VALN功能拓撲圖、VLAN原理講解等手段掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，采用分組方式將不同層次的學(xué)生進行分組，將關(guān)鍵的命令語句體現(xiàn)出來，讓學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)去查詢和掌握不同命令的使用，這樣既能讓學(xué)生體驗到實驗成功的快樂，也能提高學(xué)生的動手能力；一方面要根據(jù)當(dāng)前比較新的網(wǎng)絡(luò)知識來設(shè)計，如IPv6的技術(shù)實現(xiàn)等，同時也要借助專業(yè)的實驗軟件，如Wireshark協(xié)議分析軟件可以幫助學(xué)生了解數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接受等。要做到通過計算機網(wǎng)絡(luò)實驗的設(shè)計，讓不同層次的學(xué)生都能感受到計算機網(wǎng)絡(luò)實驗的魅力。

因計算機網(wǎng)絡(luò)實驗涉及的知識面較為廣泛，學(xué)生在做不同實驗需要用到的知識不同；而隨著時間的推移，對部分計算機網(wǎng)絡(luò)知識就變得模糊，這就需要教師將計算網(wǎng)絡(luò)知識點進行詳細劃分，進行視頻拍攝或桌面錄制方式，發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上，形成MOOC。這樣，就可以幫助學(xué)生在做實驗時，可通過互聯(lián)網(wǎng)隨時查看需要的知識點，讓學(xué)生在增強動手能力的同時，也鞏固了理論知識。

在安排計算機網(wǎng)絡(luò)實驗內(nèi)容時，也要考慮到實用性，將企業(yè)等實際使用的案例提取出來，設(shè)計成簡單的實驗，讓學(xué)生認識到計算機網(wǎng)絡(luò)在實際應(yīng)用中的重要性，如通過路由器和交換機，VLAN以及IP劃分等技術(shù)來綜合設(shè)計某公司的網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)，讓財務(wù)部、運輸部、市場部等采用不同的網(wǎng)絡(luò)段來瀏覽和查看信息。

3.2 計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)方法的改進

計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機學(xué)院重要的專業(yè)必修課，學(xué)生能夠全面、系統(tǒng)的掌握計算機網(wǎng)絡(luò)原理和技術(shù)；掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的組成和體系結(jié)構(gòu)及培養(yǎng)解決網(wǎng)絡(luò)常見問題的能力[4]，可以說，計算機網(wǎng)絡(luò)對學(xué)生的培養(yǎng)非常重要。而計算機網(wǎng)絡(luò)實驗是基于計算機網(wǎng)絡(luò)理論的基礎(chǔ)上，與C程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程相關(guān)的實驗，對培養(yǎng)學(xué)生動手能力，提高學(xué)生的認知能力具有非常直觀的作用，故要認識到計算機網(wǎng)絡(luò)在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗中所起到的作用，要合理的，正確的安排計算機網(wǎng)絡(luò)課程，讓學(xué)生對計算機網(wǎng)絡(luò)知識有一定基礎(chǔ)和概括認識，同時也增強學(xué)生對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗的興趣。

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗是教學(xué)的重要內(nèi)容，可以加深學(xué)生對計算機網(wǎng)絡(luò)原理的理解，提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。過去由于計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)需要較高的成本，學(xué)生無法接觸到真實的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，導(dǎo)致對計算機網(wǎng)絡(luò)的重要性認識不足，往往是應(yīng)付了事。為了加強計算機網(wǎng)絡(luò)實驗的操作性，需要從實驗項目設(shè)計、實驗過程管理、實驗的延續(xù)性等方面進行強化。結(jié)合本校學(xué)生的掌握程度，本著難易結(jié)合、基本操作及可編程原則來設(shè)計不同層次的實驗，將實驗的目標、原理及關(guān)鍵技術(shù)點通過MOOC方式展現(xiàn)出來，讓學(xué)生在進行實驗時刻依據(jù)本身的學(xué)習(xí)掌握情況來選擇不同的網(wǎng)絡(luò)實驗；同時在實驗過程中，要實時監(jiān)督學(xué)生實驗過程，了解他們的實驗進度，幫助他們?nèi)ソ鉀Q實驗遇到的問題；若計

算機網(wǎng)絡(luò)實驗都是獨立的，就無法讓學(xué)生意識到計算機網(wǎng)絡(luò)各個設(shè)備間的關(guān)聯(lián)，所以說，在設(shè)計計算機網(wǎng)絡(luò)實驗時，要考慮到實驗的延續(xù)性，可將企業(yè)等已存在的網(wǎng)絡(luò)案例進行拆分，讓學(xué)生按照步驟或計劃來實現(xiàn)，最終呈現(xiàn)出一個完整的解決方案，這樣就可以讓學(xué)生認識到計算機網(wǎng)絡(luò)在實際生活中的作用及意義。

為了提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，鼓勵學(xué)生去學(xué)習(xí)和掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)，鼓勵學(xué)生成立興趣小組等，去學(xué)習(xí)和掌握實驗的專業(yè)軟件，可以通過在線實驗區(qū)自主設(shè)計和驗證網(wǎng)絡(luò)實驗的可行性；給學(xué)生開放計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室，讓學(xué)生有足夠的時間和空間來對實驗進行真實的驗證。因計算機網(wǎng)絡(luò)實驗也涉及到考核，考核可以說是評價學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，一個合理的考核方式可以促進學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在這里可以依據(jù)實驗的難易程度、學(xué)生解決問題能力以及學(xué)生自主設(shè)計實驗等方面來進行考核，在保證實驗基本分的基礎(chǔ)上，可依據(jù)學(xué)生實驗結(jié)果，延伸實驗可行性及獨立解決問題等方面進行加分措施，要盡量通過量化方式來約束和規(guī)范學(xué)生的行為。

4 結(jié)語

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)是一個有趣且又充滿挑戰(zhàn)的工作。隨著MOOC的發(fā)展，越來越?jīng)_擊到傳統(tǒng)的教育方式，應(yīng)當(dāng)順應(yīng)時代的發(fā)展，將MOOC與計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)較好的結(jié)合起來，借助MOOC將計算機網(wǎng)絡(luò)實驗中用到的關(guān)鍵技術(shù)點進行梳理整合，解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的實驗原理不清楚、實驗技術(shù)不了解等問題，為計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)打下基礎(chǔ)，也可幫助學(xué)生鞏固計算機網(wǎng)絡(luò)等方面知識。

[1]孫偉鋒，惠煌，夏鋒.MOOC參與的計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容組織和教學(xué)方法研究[J].計算機教育，2015(22):71-74.

[2]盧慧，李華，王燕.一種學(xué)生為主體的計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法[J].計算機教育，2014(20)：34-37.

[3]劉夏，高榮芳，任長林.淺談慕課在高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J].福建電腦,2016(3):1-3.

[4]張明華，馮國富，周汝雁.新時代背景下計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的問題與對策初探[J].科教文匯,2015(314):63-65.

[5]宋靈青.MOOC時代教師面臨的挑戰(zhàn)與專業(yè)發(fā)展研究[J].中國電化教育，2014(332):139-143.

Research on Computer Network Experiment Teaching Based on MOOC

LI Jie

（North China University of Technology Computer Laboratory Center,Beijing 100144）

With the rapid development of the Internet,more and more colleges and universities attach great importance to the combination of Internet and traditional education,build characteristic of online education courses in school,thus promote the rapid development of MOOC.In order to solve the problems such as the repetition of knowledge and the weak interaction in traditional computer network experiment teaching,combine with the characteristics of openness and diversity in MOOC,pose the method of online experiment,virtual display and so on which improve the organization mode,teaching content and teaching method of computer network experiment teaching,thus enhance students'interest and improve the abilities of students.

MOOC;Computer Network Experiment;Organization Mode;Teaching Content

1007-1423（2016）30-0038-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2016.30.010

李杰（1986-），男（漢族），河南南陽人，北方工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院研究員助理，碩士，研究方向為虛擬現(xiàn)實、數(shù)字娛樂，計算機網(wǎng)絡(luò)等

2016-09-20

2016-10-15