时间:2023-11-22 16:04:23
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计算机技术的迅猛发展,网络的普及为初中物理教学提供了很好的教育平台。计算机网络具有强大的采用文字、声音、图表、视频、动画等多媒体形式表现的信息处理功能,包括制作、存储、自动管理和远程传输。这一点是有限空间和有限时间的其它传统教学方式无法比拟的。
计算机网络教学在初中物理教学中起到化抽象为形象、化微观为宏观、化静态为动态、化不可操作为可操作的作用。对化解知识难点,提高综合能力,提高课堂教学效果,推进素质教育具有重要意义。
一、网络教学及计算机辅助教学对物理课堂教学的影响
课堂是学生获取各种知识的最直接场所,课堂教学是实现教师教与学生学的最主要途径,也是计算机实现辅助教学功能的主要场所。利用计算机进行课堂教学,可以变以往学生处于被动学习地位为主动学习,提高学生学习兴趣及求知欲,促进知识和能力的提高。
1、应用网络教学及计算机辅助教学使教学过程实现抽象到具体的转变。
很多物理知识比较抽象,如关于物体相对运动的知识,分子运动及原子结构的知识,大气压强的知识,电、磁场知识。这些物理知识所涉及的物质都是看不见、摸不着的,也就无法直接观察到。牛顿第一定律等规律所描述的则是一种用实验根本无法验证的理想情况。若将多媒体教学技术的研究与物理教学研究整合起来达到优势互补,这样就能够很好的解决这些难题。
2、应用网络教学及计算机辅助教学可以实现动静的相互转化
在物理教学中,有很多物理现象出现的时间极短,当学生还没来得及看清时,该过程就已经结束了。如平抛运动我们就可以使用数码相机把其运动全过程拍下来,然后进行制作,制成网络课件,并利用计算机可反复操作的特点,快放、慢放其运动轨迹,使学生认识其运动过程,同时还可以利用它的某一时刻的静止画面来解释它下落时的特点。教学中的难点就容易突破,省时方便,提高了教学效率。
3、应用网络教学及计算机辅助教学能够实现从微观向宏观转移
由于条件限制,物理教学中有些物理的实验在课堂教学中无法演示,学生只能从理论上了解。为了让学生更直观的了解核裂变的威力,我们可以利用网络视频播放原子弹爆炸的场景;播放大亚湾核电站的工作视频,让学生体会到核武器作为杀人工具的残酷无情,同时也体会到人们利用核能的具大利益。唤起同学们热爱和平,反对核战争,反对使用核武器的觉悟。唤起同学们作为一位中国人的自豪感。
二、网络教学有利于优化课堂教学结构,突破重点难点
传统的教学活动中,教师通过讲解、演示、学生分组实验等方式向学生传授知识,由于学生受思维发展的限制,使得教师必须用许多形象的语言进行描述,同时教师的演示有时受客观条件的局限,效果不够明显,应用信息技术,可以突破时空的限制和语言描述的困难,形象地展示素材,再现前人所做的实验,学生通过对实验的观察,得到对现象的认识。三、利用网络教学能增加课堂的容量,提高课堂教学效果
教学工作是要讲究效率的,根据当前教改的动向,在不增加学生过重课业负担的前提下,使学生学习更多的知识,只靠教科书、黑板、粉笔是比较困难的。采用信息技术后,就可以充分调动学生的各种感觉器官,缩短教学难点的突破过程。这样就有时间讲解更多相关的知识和现实的应用,引导他们理论联系实际,既丰富了课堂内容,而且从根本上改变过去"满堂灌"的教学弊端。利用视频展示可以增加学生练习的机会,从而调动了学生的学习积极性,增加了学生的活动时间,从而达到增加课的容量,提高课堂教学效果的目的。
可以及时评测和反馈,应用操作练习型软件和计算机辅助测验软件,让学生在课堂练习和测验中巩固、熟练所学的知识,选择不同的学习内容和确定学习目标,教师还能在一定程度上注意学生的个别差异,因材施教。
四、利用多媒体进行教学可优化教学过程
使各种教学资源、各个教学要素和教学环节,相互融合,达到整体优化。课件不仅可以模拟物理实验、演示物质变化的情景和过程,还能再现定理、定律、规律的推导过程。对于一些难以用语言描述清楚的物理过程,用多媒体动画技术模拟再现,节约大量的教师口头讲述时间,这些信息具有很强的表现力,节省了大量的板书和画图时间,保持了学生在学习中思维的连贯性,同时调动学生的眼、耳、口、手、脑等多种感官,促使学生主动记忆,认真思考,努力探索,积极参与教学。学生的主体作用得以充分发挥,学得轻松活泼、愉快,对新知识学得快、掌握得快。课件不仅应用于课堂教学中,还可以在课下对学生起到自学辅导作用,使课堂的45分钟有了足够的外延,优化了教学过程。
五、应用网络教学及计算机辅助教学便于师生间双向交流
传统的物理教学过程中,主要是教师讲学生听,不便于学生个性的培养。应用网络教学及计算机辅助教学能够真正改变学生和教师的位置,使学生成为学习的主体。当学生有问题时,可以及时提出或利用计算机网络与同学讨论,从而多渠道寻找解决问题的办法。当学生对某个物理现象有自己的观点时,也可以提供给大家进行研讨和交流,教师提供解答,这样双向交流中使学生的思维更加活跃,有利于培养学生的创新意识,实现学生主体教师主导的现代教学思想。
参考文献
2注重计算机网络教学微课的开发与交流应用
根据微课的教学理念,从微处入手,重视引导工作的要求,在计算机网络微课教学中,我们应该以学生基础知识与掌握能力、学习能力为导向,注重微课开发。由于计算机网络微课开发是一门系统复杂的工作,建设模式通常面向老师本人以及项目开发单位结构,所以在区域性资源建设中,必须努力做好技术培训、宣传活动、课例拍摄、选题设计、在线报送、审核反馈、评价、后续加工等细节环节,从而进一步保障教学质量和应用效益。在微课交流应用中,我们应该结合计算机网络教学实验、教学内容,将理论知识融入微课,通过专家评价、综合展播以及交流共享等方式,向广大学生、老师展示、推荐优秀获奖计算机网络微课作品。通过定期进行老师微课库学习、观摩、评课、研讨、反思等活动,进一步推动计算机网络区域网和本研究区的教学实践模式,从而进一步提高教学质量,保障学生学习成果。
1.概述
MOOC(massive open online courses)即“大规模开放在线课程”或“慕课”。2011年美国斯坦福大学Sebastian Thrtm教授开设的免费课程“人工智能导论”(introduction to artificial intelligence)吸引了190个国家16万学生网上注册学习,从而使得大学课程及课程资料通过网络免费开放,真正带来了大规模的在线课程学习。可汗学院(Kahn Academy)推出的在线视频课程涉及数学、历史、金融、物理、化学、生物、天文学、计算机科学等科目的内容,吸引了全世界数以千万的学习者注册学习。伴随着MOOC的发展,“nippedclassroom”即“翻转课堂”教学模式开始流行。所谓翻转课堂是指教师提供课程视频等教学资源,学生课前观看视频等教学资料完成课程知识学习,教师在课堂上组织学生对视频课程内容进行深入交流讨论并完成作业习题和答疑解惑的教学形态。这种教学模式颠覆了教师课堂讲授、学生课后作业的教学模式,将传统课堂中知识讲授放在课外完成,知识的内化吸收转移至课堂时间完成。
MOOC和翻转课堂是借助于互联网而产生的新兴教育模式,吸引了全球教育工作者和学习者的关注,大规模互动参与、开放共享教学资源的在线课程教育模式,给高校教育带来了冲击和挑战。基于MOOC理念,以山东省精品课程“计算机网络原理”建设和改革为契机,提升课程开发、教学设计和实施能力,促进“计算机网络原理”课程教学模式的改进,激发学生学习兴趣和主动探索性,培养学生创新能力,提高课程教学质量和教学效果。
2.MOOC和翻转课堂带来的教学模式改变
相比传统的教学模式,翻转课堂教学模式有如下3个方面的不同。师生角色的变化:教师不再是传统的课堂知识传授者,而是作为课堂的组织者,引导学生在课堂上进行交流讨论完成知识消化和吸收。学生从传统课堂上被动的听课者变成课堂交流讨论的主体。教师通过学生课堂交流讨论和习题解答的具体情况,进行课程重点难点知识再梳理或安排答疑解惑来组织课堂教学。②课程教学资源建设的不同:传统课程教学的主要资源是教材和课程课件,而翻转课堂教学的基础是课程教学视频、课程网站和相关课程辅助教学材料的建设。教师根据课程教学大纲和专业学生的具体情况录制教学视频用于学生课前学习,并为学生制作与教学视频相关的多媒体教学课件、习题测试和辅助教学资源。课堂时间的安排:翻转课堂教学模式是通过减少教师课堂教授时间,增加学生课堂参与讨论交流的时间,在课堂上通过学生之间、师生之间的交流与协作来完成教学任务。即将传统教学模式中教师课堂教授变为学生课前观看视频学习;教师通过精心设计课堂讨论内容和话题,让课堂时间真正最大化和有效化。
翻转课堂的教学理念来源于建构主义理论(constructivism)。建构主义理论强调教学应以学生为中心,教学建立在学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动建构,学生在一定的情境中借助教师或同伴的帮助,利用必要的学习资料,主动学习获得知识。翻转课堂理念混合了教师重点讲解和建构主义学习,使教师成为学生身边的“指导者”而不是讲台上的“圣人”;学生可以灵活选择观看课程视频的时间和地点,激发其课前主动学习和课堂讨论积极性;增加课堂上学生和教师之间的互动和个性化交流时间,让学生得到个性化教育。这种翻转课堂的教学模式体现了“以学生为学习主体”的思想。结合传统教学中易于课程知识体系化和具体化的优势以及翻转教学易于增强学生创新性、主动性和个性化培养的优势,在“计算机网络原理”教学中融入MOOC理念和翻转课堂教学模式,确立“教师重点知识引导和学生自主学习”相结合的课程教学模式。
3“计算机网络原理”精品课程立体化建设
“计算机网络原理”是计算机类专业的核心必修课,是一门理论与实践并重、跨学科、知识面广的专业课程。课程教学中确立教师教学的主导地位和学生学习的主体地位,教师不再只是传统意义上的知识传授者,而是知识学习的指引者和引路人,给予学生更多自主学习和探索的空间,引导学生课前观看课程视频、课上进行小组讨论和协作探究、课后思考拓展。
“计算机网络原理”精品课程立体化建设包含:课程知识体系和教学课件优化调整、课程网站平台构建、微课教学设计、教学辅助系统开发等。通过“计算机网络原理”精品课程的立体化建设,可以有效保障学生做好课前预习、参与课堂交流讨论、增强课后实践反馈3个教学环节。
3.1课程知识体系优化调整
为适应计算机类学生的培养目标,“计算机网络原理”课程要求学生掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法;掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议;了解典型网络设备的组成和特点,理解典型网络设备的工作原理;能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用。以谢希仁的《计算机网络(第六版)》作为教材,基于传统教学与翻转课堂教学相结合的理念,重新梳理课程知识体系。按照计算机网络层次参考模型学习各层的功能、原理、算法和协议,围绕网络各层协议数据封装和各层典型设备组成结构原理这两条主线对课程核心知识点进行组织,确立传统教学与翻转课堂教学知识点比例大致为3:2,课程核心教学知识点划分如表1所示。在教学内容组织方面,强调计算机网络原理是根本,Intemet技术是实例。
3.2课程网站平台建设
课程平台建设是精品课程建设的主要内容。“计算机网络原理”精品课程网站提供了课程主讲教师介绍、课程描述、教学大纲、授课教案、多媒体课件、主讲教师教学录像、实验指导、作业解答、课程参考资料、常见问题解答、研究型教学文档等教学资源,并链接课程检测习题供学生自我测试。主讲教师课程视频(如图1所示)是保障学生课前预习、参与课堂讨论交流的基础。学生通过课程平台可以下载课程课件和参考资料,在线观看教学视频,开展网上讨论,课后通过课程网站平台提交作业或学结报告。
3.3微课教学设计
针对课程的难点和重点设计微课教学案例(包含背景、教学目标、教学内容、教学方法、教学总结等),录制微课,便于学生利用碎片时间通过微课学习巩固课程的重点难点内容。
广域网分组转发机制的微课教学案例设计如表2所示。
3.4课程教学辅助系统
掌握计算机网络分层参考模型的各层功能、协议和算法,是学好计算机网络原理课程的关键。由于网络原理协议众多且抽象难懂,设计一个简单实用、直观形象、交互性好的课程教学辅助系统可以帮助学生直观地学习课程内容。利用Authorwarer的交互图标、计算图标和编程接口,通过程序片段的有效嵌入,可以模拟仿真网络原理和协议的复杂工作过程。基于Authorware开发设计了3个功能模块:①课程学习模块用于满足课程学习任务;②习题检测模块用于检测学生对知识点的掌握;③课堂助手模块提供学生考勤、教学公告、轻松驿站等辅助信息。
课程学习模块设计实现了3种信息交换、数据链路层停止等待协议、网络层带有子网划分的分组转发过程、地址解析协议ARP、传输层三次握手的连接过程、应用层STP生成树协议、DHCP动态主机配置协议等计算机网络的典型网络协议和过程原理。使用子网掩码的分组转发模拟过程如图4所示嘲,当用户手动输入主机H1(IP地址为128.30.33.13)要发送分组的目的IP地址为128.30.36.62后,可以仿真模拟分组数据的转发过程,使学生更加直观地掌握分组转发过程的工作原理。
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)12-0220-02
0 引言
当前,信息已经成为人类最为重要的资源之一,信息技术的发展得到了空前关注,而计算机网络技术又涉及包括信息技术在内的众多学科领域。在这种情况下,高校越来越重视计算机网络技术课程,对该门课程的要求也越来越高。但事实上很多高校的计算机网络技术教育都存在不同程度的问题,尤其表现在教学内容仍以理论讲授为主,上机操作部分仅仅是形式化的存在,教学方法落后等等,严重阻碍了我国信息化的步伐。
近年来,随着移动网络与Web 2.0技术的发展,MOOC教学体系逐渐被社会熟知,学生们纷纷开始主动在网络上搜索自己所学的微课资源。高校应该应时而起,结合计算机网络专业特点,建设网络辅助教学平台,深化信息技术在计算机课程教学中的应用。因此,笔者将结合计算机网络专业特点,在授课中引入先进的MOOC教学体系,利用先进的计算机网络技术来改革传统计算机网络教学模式,同时对计算机网络技术课程教学方法及思路优化提出一些建议,力图对当下的计算机网络技术教育积聚一些正能量,引发必要而有益的思考。
1 计算机网络专业教学现状
目前大部分高校在计算机网络课程的教学上,采取的方法主要有两种,即传统的教师课堂理论教学与学生上机实践交替进行的方法,以及借助多媒体技术演示加学生练习实践的方法。经过多年的使用与完善,这两种方法确实有可取之处,但随着实践的发展与时代的进步,这两种教学方法的弊端也日益明显。
①教师角色的转换不及时、不到位。新的教育理念肯定教师是课堂教学活动的主导者,同时也肯定学生是学习的主体,学生的课堂行为并非是完全被动的,学生的正当需求理应在教师的教学活动中得到积极正面的回应。但部分教师仍然把学生当作课堂的“观众”,无视其主体地位。
②分层教学的欠缺,使部分教师无法适应与满足学生的个性化学习需求,更无法开展针对性的指导与帮助,从而使学生“吃不饱”与“吃不下”的现象同时存在,严重影响了教学效果。
③新的教育理念下,部分教师仍未建立起正确的学生观,不能认同学生的全面发展、主体发展、独立发展与师生关系平等等观点,仍坚持传统的“分数唯一”“先天定型”“绝对服从”等观念,从而使学生成为知识与技能的被动接受者,导致学生缺少探究的精神与动力。
④部分教师对计算机网络实验重要性的认识不足,使实验课依附于理论教学,实验形式松散,实验内容不成系统。结果普遍导致学生的理论学习与实践脱节,极不匹配,不能学以致用。
这些弊端的存在直接导致了计算机网络教学的低效率,急需得到改善。
2 MOOC教学体系综述
2.1 MOOC概念
MOOC(Massive Open Online Course),全称“大规模开放式在线课程”,是当前最新、最潮的在线学习形式,让你足不出户听遍名校人气课程,学习专业知识,提高职业技能。
“微课”是指教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点或技能等单一教学任务进行教学的一种教学方式。其核心组成内容是课堂教学视频(课例片段),同时还包含与该教学主题相关的教学反思、素材课件、教学设计、练习测试及学生反馈、教师点评等辅教学资源,需要注意的是虽然“微课”包括上述辅教学资源,但是“微课”与这些辅教学资源存在一定区别,它是在辅教学资源的基础上继承和发展起来的一种新型教学资源。
2.2 MOOC的应用特点
①大规模的:只有那些课程是大型的或者叫大规模的,它才是典型的MOOC。②开放课程:尊崇创用共享(CC)协议,只有当课程是开放的,它才可以成之为MOOC。③网络课程:没有时间和地点的限制,只要有一台电脑和网络联接即可。
3 MOOC在计算机网络专业教学中的应用
3.1 计算机网络专业MOOC教学体系
计算机网络专业MOOC的教学体系如图1。在该教学体系中,每门MOOC课程都会有一个中心平台,由课程协调人管理和维护。通过该平台各类课程信息,以此组织整门课程的学习活动。学习者可自由选择论坛、微博、社交网站等个性化学习工具。在MOOC课程中,教师话题和活动,协调学习者的讨论,推动学习进程;学习者则通过各种平台和工具,浏览、讨论、完成作业,最终达到学习的目的。可以说,MOOC是一个集资源分享、社区讨论为一体的教学平台。
3.2 基于 MOOC 理念的“微课”网站设计分析
3.2.1 课前在线自学活动的组织
为了实现个性化的学习策略,在MOOC学习平台上需要设计学生特征分析模块。该模块可采用试卷形式,由校本老师自主出题或者从平台的题库里抽取题目实现对学生初始能力分析、一般特征分析和学习风格分析。通过对学生的特征分析,平台将智能整理及分析学生信息,根据学生不同的初始能力、学习风格等进行学习小组的智能分组。
3.2.2 课中的讨论活动
每个学习小组根据教师安排的线下讨论主题,在线下讨论之前,和自己的学习伙伴事先讨论,准备学习主题任务。当到了线下讨论时间(课堂时间),就可以和其他学习小组、导师、教辅一起讨论。在线下讨论时间可与导师、教辅人员展开充分的交流,如图2所示。
3.2.3 课后的教学评价与监控
MOOC学习中心需要为教师提供评价策略模板,并且允许教师根据课程特点,调整具体各项评价指标的分值比重。教学监控功能模块实时生成教学过程报表,提供给教学及管理人员全面即时的教学信息。教务处通过本功能模块对教学的全过程进行监控管理。具体按照表1进行教学评价。
3.3 应用效果