现代交换原理实践课程线上线下混合教学模式的研究

郭金翠，周群群

（中国地质大学（武汉），湖北武汉430074）

关于大学课程教学方法的讨论一直是一个热门话题，其主旨是帮助学生们更有效率地学习，理解并且运用专业及非专业知识[1]。这些方法的讨论主要是围绕着：1）如何让学生对课程更加感兴趣。兴趣往往是深入研究的最大动力，如何让一门相对枯燥无味的课程变得有意思、符合大学生们的兴趣话题，这是一门学问。2）如何将理论与实践相结合。对于大多数工科课程来说，让学生能够将所学知识应用到实际生活工作中，往往比纸上谈兵要符合现代社会的需求。所以很多课程的设计都会加入实验室的实践活动来培养学生的动手能力，将理论知识与实际应用相结合起来[2]。3）如何更加高效地将更多相关知识在课程时间内传授给学生。每一门课程所分配的时间都是一定的，学生的精力也是有限的，所以提高学生学习的效率是对于在有限时间内将课程知识尽可能全面且不跳跃地传达给学生们的关键[3]。

2020 年春季学期，教育部下发了《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，在“停课不停学”的背景下，将教学体系中传统的教室内授课改变为远程教学，这给学生与老师的互动以及老师对学生学习状态的观察都带来了难度。[4-5]更重要的是很多课程尤其是实验实践类课程需要一些硬件设备的支持，这就使得很多实践课程需要调整课程设计或者找到其他方法来完成。

2020 年上半年社交隔离期间，学生居家通过网课的方式进行学习交流，这无疑给传统的教学方法带来了影响和挑战[6]。老师和学生之间的互动以及黑板演示的难度有所增加，但很多软件平台如腾讯视频会议、QQ 群视频、学习通等软件可以实现多人交流、分享屏幕、上传文件、签名等。

然而社交隔离给实践课程所带来的挑战难度是很高的。许多实践课程需要一些硬件设施，而给每位居家的学生配备这些硬件条件是不现实的，这使得在社交隔离期间实践课程的开展变得十分困难[7]。针对这一问题，主要的三个解决方案是：缩短原实践课程的内容设计，着重于软件编程部分的设计，学生编写软件的部分完成后与理论结果相校对，硬件部分留到学生返校之后进行；
用虚拟模拟器来取代硬件设备的部分，可以用软件模拟器来取代硬件设备的使用，同时达到测试校对的目的，这一方案的缺点是并非所有硬件设备都有模拟器；
利用远程控制软件控制实验设备，学生通过远程控制方式进行代码编写、输入数据操作，实验室内的工作人员配合学生进行硬件设备的连接，因此原实践课程的内容不需要改变。

2.1 可行性

以W 大学现代交换原理实践课程为案例，这是针对专业教学的实习课程，其主旨是帮助学生更好地理解电话交换设备如何完成两个终端之间信息的传递。实践课程内容由两部分组成：软件部分即通过专用人机语言编写语音信息交换过程中所需要的数据模块，该数据模块再通过特定的关于交换机设备控制的电脑软件（e- Bridge 教学软件）输入到交换机设备中；
硬件部分则需要连接设备上不同的模块结构来完成信号的接入。完成这两部分即完成了交换机系统的组装，即两个信号终端（手机移动终端或者固定电话终端）之间可以进行通讯交流。所以测试验收部分是查看实验室内规定的两个信号终端是否可以进行信息交换。

向日葵远程控制是一款提供远程控制服务的软件，支持主流操作系统Windows、Linux、Mac、Android、iOS 跨平台协同操作，在任何可连入互联网的地点，都可以轻松访问和控制安装了向日葵远程控制客户端的设备。W 大学无线校园网覆盖整个实验室大楼，学生都具有校园网账号，向日葵远程控制软件能够支持实验室Win7 环境，因此这些条件可以满足开设线上实践教学。

对于软件部分的实现，学生居家将自己的个人电脑通过向日葵远程控制软件连接到实验室中分配给自己的电脑上，这样学生可以远程控制实验室的电脑进行代码编写和数据传输。而对于硬件部分的实现，指导老师在实验室按照学生的指示完成具体的物理连接操作即可。

2.2 实施过程

指导老师提前在实验室各台电脑上安装好无线网卡和向日葵远程控制软件，利用学生校园网账号连接校园网，登录向日葵软件，然后告知每个学生连接向日葵软件的控制识别码及其验证码，这样每个学生固定远程控制实验室的一台电脑，并在所控制的电脑上进行代码编写。

针对实验室物理设备，指导老师提前进行视频录制并将视频和实习大纲、实习指导书文本通过已建立的课程QQ 群分享给学生们。介绍物理设备时通过QQ 群视频进行直播讲解，实验原理部分通过QQ 群视频的屏幕分享、白板进行在线讲解。对于难点、重点部分除视频直播外还拍照标注以便学生更好地理解和掌握。学生有什么问题直接QQ 联系指导老师，老师在线一对一地与同学交流，老师也可以通过QQ 群语音通信与同学们共同讨论交流共性问题。

验收阶段：学生通过向日葵远程控制软件将编写好的代码传送到交换机设备，然后指导老师按照学生提供的信息进行硬件之间的连接及对电话终端的实际操作来验收该学生的完成情况，学生也可在其控制的电脑上或通过QQ 视频看到验收结果。

2.3 考核评价

考核评价内容包括 “平时50%+PPT 汇报20%+报告30%”。平时：主要考察学生平时实习态度，提出问题、解决问题的能力，出现错误是否耐心查找、分析，以及实习完成情况；
PPT 汇报：考核分数取决于每位同学通过QQ 群视频汇报所做的实习任务情况，考察学生的表述演讲能力；
实习报告：按照报告格式要求撰写实习报告，考察学生的逻辑表述以及书面报告能力。

2.4 改进方法

上述案例保留了原实践课程内容的完整性，也解决了硬件设备的控制问题，指导老师与学生一对一交流时间变长，所以可以更好地了解以及测试每个学生对理论以及实际应用知识的理解程度，更好地帮助每一位学生。不足之处是学生亲身体验不足，对物理设备全面的感知度不够。改进方法：对于硬件连接以及验收环节，主要的时间消耗在指导老师需要跟每一位学生电话或者视频连线来实时进行硬件模块之间的连接，但因为硬件设备是固定的，这一部分的展示可以通过学生在硬件设备的照片或示意图上标示出连接方法并发给指导老师来缩短硬件连接过程的交流时间，从而提高课程效率；
对于软件编写的部分，由于整个部分是学生在自己的个人电脑上完成，指导老师无法确定学生是否独立完成以及对知识的理解情况，所以可以添加一个分阶段考核环节，让学生以视频或者文字的形式表达他们对于各个阶段实验内容的理解、想法以及分析。

线上线下混合教学给教育资源和教学方法带来了很大的影响和挑战，文章重点分析了实践课程线上线下实施运行的难点以及解决方案。文章介绍了实施远程控制方法的案例，保留了原实践课程内容的完整性，也解决了硬件设备的控制问题。

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