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摘 要： 结合计算机网络课程教学现状，对翻转课堂教学模式应用于教学的可行性进行了分析。针对武警院校学员实际需求，结合教学案例给出基于翻转课堂教学的具体实施策略，将目前热点的翻转课堂教学模式应用到计算机网络课程教学中，对提高教学质量有一定的帮助。
关键词： 计算机网络； 翻转课堂； 教学案例； 教学模式； 教学质量
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）09-66-03
Research on computer network teaching under the flipped classroom mode in CAPF colleges
Dong Siyu
（Department of Information Engineering， Officers College of CAPF， Chengdu， Sichuan 610213， China）
Abstract： With the present situation of computer network course teaching， the feasibility of applying the flipped classroom teaching mode to teaching is analyzed. Aiming at the practical needs of the armed police academy students， combined with the teaching case， the specific implementation strategy of flipped classroom teaching is given. The current hot spot of the flipped classroom teaching mode is applied to the computer network course teaching， which is helpful to improve the teaching quality.
Key words： computer network； flipped classroom； teaching case； teaching mode； teaching quality
0 引言
计算机网络是武警初级指挥生长干部学历教育合训人才培养方案中一门重要的工程技术类基础课程，从武警部队人才培养的角度出发，为学员提供网络应用方面的基本训练。通过本课程的学习，使学员熟悉计算机网络的基本理论知识，掌握常见计算机网络系统的设计、组建、管理方法和技能，为将来从事武警指挥信息化工作打下良好基础。
1 计算机网络的教学现状
目前，计算机网络面向我院所有大三工程技术类学员，共40个课时，20个教学班同时开设。该课程是一门理论与实践结合非常紧密的课程，然而学员人数太多，网络实验设备需要的投入太大，满足不了所有学员同时开设实验课的需求，还是主要以课堂讲授为主。我院学员主要是战士学员和地方高考青年学员，他们从小学到高中，再到部队这个相对封闭的环境，学习、训练、生活，作息时间的安排都很一致，他们已经习惯了被动接受教员所传递的所有信息，加之他们没有就业的压力，对未来的工作目标很明确，如果课堂上一味灌输理论知识，学员不清楚所学知识对他将来工作有何帮助，就失去了学习的推动力，很多人都是仅仅为了通过考试而去学习，期望教员划重点，死记硬背，学习积极性不高。加之学员平时体能训练强度较大，一部分学员课堂学习中表现出疲惫状态，打瞌睡现象时有发生，教学现状不尽如人意。
孔子强调“学而不思则罔，思而不学则殆”。早在3000 年前，古希腊生物学家普逻塔戈就指出：“头脑不是一个要被填满的容器而是一把需要被点燃的火把。”如何改善课堂教学，调动学员学习积极性，让学员将学与思相结合，启发学员独立思考和自主解决问题，同时提高课程的授课质量是我们亟待解决的问题。
2 翻转课堂教学模式在我院的应用
2.1 翻转课堂
翻转课堂（Flipped Class），作为一种新兴教学模式，在2007 年由美国科罗拉多州的两位化学教师提出并应用于教学，取得了令人满意的教学效果[1]，目前已具有蔓延到高校課堂教学的趋势。它是将传统的课堂教学结构翻转过来，教师在教学前将教学视频放在网上，供学生自行观看，即“课前传授”。在课堂上，教师重点讲解学生有疑惑的内容，并用大部分时间辅导学生练习， 对学生的作业给予及时反馈，即“课上内化”。
将翻转课堂教学模式应用到计算机网络教学中，教员可将相关知识点制作成视频，供学员在课外学习，同时提出一些假设、猜想，让学员通过实验验证，分析讨论得出结论。这种方法能有效地提高学员自主学习、实验反思、解决问题的能力。无论学员将来是否从事相关工作，逻辑严谨并且富含创新力的思维都将对其产生非常有益的帮助和影响。
2.2 在我院应用的可行性分析
网络教学平台是翻转课堂教学的基础。目前，我院建有校园网络，并且连入武警部队三级网，有充足的网络学习资源。学员宿舍每人配有计算机，且均可连入校园网。教员可将学习资料和视频上传至校园网上的学院共享服务器供学员下载学习。下午五、六节课大多数是学员自习时间，可每周安排一次让学员在宿舍利用自己计算机自主学习，观看教学视频，进行组网实验，验证猜想，得出结论，提出问题以便课上讨论。这些都可满足翻转课堂的教学要求，所以是可行的。
3 计算机网络翻转课堂教学案例
笔者给出一教学案例来探讨如何将翻转课堂模式应用到计算机网络教学中。其教学内容为如何利用交换机组建简单局域网。 3.1 相关知识点与视频
这部分知识点包括：①二层交换机的工作原理；②ARP协议；③默认网关的作用；④VLAN技术。与此对应，教员需制作四个“微视频”，分别对应四个知识点进行讲解，让学员在课下先自学这些知识点，并巧妙设置问题让学员猜想、验证。
3.2 课堂设计
网络设备是计算机网络应用必须要掌握的知识点，二层交换机是局域网中最常用的网络设备，很多学员都有接触，也知道它是用来直接连接用户主机，实现同一网络下主机之间的直接通信的，对于连接到它上面的主机要想直接进行通信，就要求它们所在的网络地址一致，也就是要处于同一网段。而我们又讲到二层交换机是属于数据链路层的设备，也就是说它是靠MAC地址去进行数据转发的。这时向学员抛出一堆问题：主机通过二层交换机相连只要知道对方MAC地址不就可以通信了吗？为什么对IP地址还有要求呢？如果主机IP地址配置在不同网段就不能直接通信了吗？二层交换机能实现主机之间的跨网段访问吗？通过这一系列问题，让学员首先必须明白二层交换机的工作原理。二层交换机的转发是靠转发表，查找目的MAC相对应的接口来转发数据帧。那主机怎么获取到对方的MAC地址呢？有的学员马上反应过来：是用ARP协议。学员似乎觉得这个问题解决了。主机通过发ARP广播去请求对方主机的MAC地址，而交换机所有端口处于同一个广播域中，所以能收到ARP请求，因而能解析到对方主机的MAC地址，便能直接通信。那究竟是不是这样呢？实际组网测试一下就能得到验证。让学员3-5人组成一个小组，分组展开实际组网验证。对于验证结果及原因开展课堂讨论。
网络拓扑和TCP/IP协议配置如图1所示。
用ping命令测试连通性，在主机A上ping主机B。学员得到这样的结果：“Destination host unreachable.”什么原因呢？ARP只解析本网段的MAC地址。当主机A想访问主机B时会先判断对方主机是不是和本主机在同一网段，如果是，就会发送一个ARP请求来获取对方的MAC地址，如果不是，就直接发送这个访问包到网关去以实现路由，换句话说只能解析到网关的MAC地址。而现在我们没有设置网关，所以网卡会直接告知系统：“Destination host unreachable.”，将通信放弃。这时学员明白了ARP协议的作用范围。接下来教员引导学员做出猜想：既然能解析到网关的MAC地址，那我们何尝不可以利用这个默认网关去实现二层交换机上不同主机之间跨网段通信呢？也就是将每台主机的默认网关设置成对方的IP地址，这样能不能解决呢？让学员分组展开实际组网验证。对于验证结果及原因开展课堂讨论。
网络拓扑和TCP/IP协议配置如图2所示。
在主机B上用ping命令测试与主机A的连通性。结果如图3。Ping测试连通，同时TTL值表明是直接相连。
查看主机B的ARP缓存表，如图4。 主机B通过ARP广播能解析到网关（主机A）的MAC地址。只要能得到对方的MAC地址就能直接通信。
通过实际组网测试使学员认识到，巧妙通过网关的设置能实现二层交换机上主机之间跨网段直接通信。这时，教员又引导学员做出猜想：一台二层交换机可不可以同时承担两个网段的主机各自进行网络通信呢？
让学员分组展开实际组网验证。对于验证结果及原因开展课堂讨论。
学员由前两次实验所学到的知识自然能够解释主机B、D之间能直接通信，主机A、C之间能直接通信，而主机A、B或主机C、D之间不能直接通信。但有个别学员提到了这样的问题：当主机B用ARP广播包去解析主机D的MAC地址时，这个广播信息会扩散到主机A和主机C；数据包被扩散到了别的网络，很不安全。这个问题怎么解决呢？这时学员发现用之前学过的划分VLAN（Virtual Local Area Network）的方法就可以解决，VLAN最重要的一个作用就是分割广播域。可以在交换机上基于IP地址划分VLAN[2]。网络拓扑和VLAN配置如图6所示。
通过几次实际组网验证及课堂讨论，让学员自己动手配置了网络，既锻炼了学员的思维，又将他们学到的理论知识直接应用到实际中，学员很有成就感，也就渐渐喜欢上了这门课，激发了他们的学习热情，增强了他们学习的主动性，达到了很好的教学效果。
4 结束语
本文只是针对计算机网络中几个相关知识点在翻转课堂模式下进行了教学设计与实践，从学员的反馈与教学效果评价来看，翻转课堂作为一种新的教学模式，只有与军校教育实际相结合，激发出学员的学习兴趣并提高教学质量，才能体现其价值，也才能得到推广与应用。在后续的课程教学中还需要进行大量的探索和实践。
参考文献：
[1] Bergmann J， Sams A. Flip your classroom： reach every student inevery class every day[M]. Washington D C： International Society for Technology in Education，2012：1-10
[2] 尚曉航.计算机网络基础[M].清华大学出版社，2012.
关键词： 计算机网络； 翻转课堂； 教学案例； 教学模式； 教学质量
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）09-66-03
Research on computer network teaching under the flipped classroom mode in CAPF colleges
Dong Siyu
（Department of Information Engineering， Officers College of CAPF， Chengdu， Sichuan 610213， China）
Abstract： With the present situation of computer network course teaching， the feasibility of applying the flipped classroom teaching mode to teaching is analyzed. Aiming at the practical needs of the armed police academy students， combined with the teaching case， the specific implementation strategy of flipped classroom teaching is given. The current hot spot of the flipped classroom teaching mode is applied to the computer network course teaching， which is helpful to improve the teaching quality.
Key words： computer network； flipped classroom； teaching case； teaching mode； teaching quality
0 引言
计算机网络是武警初级指挥生长干部学历教育合训人才培养方案中一门重要的工程技术类基础课程，从武警部队人才培养的角度出发，为学员提供网络应用方面的基本训练。通过本课程的学习，使学员熟悉计算机网络的基本理论知识，掌握常见计算机网络系统的设计、组建、管理方法和技能，为将来从事武警指挥信息化工作打下良好基础。
1 计算机网络的教学现状
目前，计算机网络面向我院所有大三工程技术类学员，共40个课时，20个教学班同时开设。该课程是一门理论与实践结合非常紧密的课程，然而学员人数太多，网络实验设备需要的投入太大，满足不了所有学员同时开设实验课的需求，还是主要以课堂讲授为主。我院学员主要是战士学员和地方高考青年学员，他们从小学到高中，再到部队这个相对封闭的环境，学习、训练、生活，作息时间的安排都很一致，他们已经习惯了被动接受教员所传递的所有信息，加之他们没有就业的压力，对未来的工作目标很明确，如果课堂上一味灌输理论知识，学员不清楚所学知识对他将来工作有何帮助，就失去了学习的推动力，很多人都是仅仅为了通过考试而去学习，期望教员划重点，死记硬背，学习积极性不高。加之学员平时体能训练强度较大，一部分学员课堂学习中表现出疲惫状态，打瞌睡现象时有发生，教学现状不尽如人意。
孔子强调“学而不思则罔，思而不学则殆”。早在3000 年前，古希腊生物学家普逻塔戈就指出：“头脑不是一个要被填满的容器而是一把需要被点燃的火把。”如何改善课堂教学，调动学员学习积极性，让学员将学与思相结合，启发学员独立思考和自主解决问题，同时提高课程的授课质量是我们亟待解决的问题。
2 翻转课堂教学模式在我院的应用
2.1 翻转课堂
翻转课堂（Flipped Class），作为一种新兴教学模式，在2007 年由美国科罗拉多州的两位化学教师提出并应用于教学，取得了令人满意的教学效果[1]，目前已具有蔓延到高校課堂教学的趋势。它是将传统的课堂教学结构翻转过来，教师在教学前将教学视频放在网上，供学生自行观看，即“课前传授”。在课堂上，教师重点讲解学生有疑惑的内容，并用大部分时间辅导学生练习， 对学生的作业给予及时反馈，即“课上内化”。
将翻转课堂教学模式应用到计算机网络教学中，教员可将相关知识点制作成视频，供学员在课外学习，同时提出一些假设、猜想，让学员通过实验验证，分析讨论得出结论。这种方法能有效地提高学员自主学习、实验反思、解决问题的能力。无论学员将来是否从事相关工作，逻辑严谨并且富含创新力的思维都将对其产生非常有益的帮助和影响。
2.2 在我院应用的可行性分析
网络教学平台是翻转课堂教学的基础。目前，我院建有校园网络，并且连入武警部队三级网，有充足的网络学习资源。学员宿舍每人配有计算机，且均可连入校园网。教员可将学习资料和视频上传至校园网上的学院共享服务器供学员下载学习。下午五、六节课大多数是学员自习时间，可每周安排一次让学员在宿舍利用自己计算机自主学习，观看教学视频，进行组网实验，验证猜想，得出结论，提出问题以便课上讨论。这些都可满足翻转课堂的教学要求，所以是可行的。
3 计算机网络翻转课堂教学案例
笔者给出一教学案例来探讨如何将翻转课堂模式应用到计算机网络教学中。其教学内容为如何利用交换机组建简单局域网。 3.1 相关知识点与视频
这部分知识点包括：①二层交换机的工作原理；②ARP协议；③默认网关的作用；④VLAN技术。与此对应，教员需制作四个“微视频”，分别对应四个知识点进行讲解，让学员在课下先自学这些知识点，并巧妙设置问题让学员猜想、验证。
3.2 课堂设计
网络设备是计算机网络应用必须要掌握的知识点，二层交换机是局域网中最常用的网络设备，很多学员都有接触，也知道它是用来直接连接用户主机，实现同一网络下主机之间的直接通信的，对于连接到它上面的主机要想直接进行通信，就要求它们所在的网络地址一致，也就是要处于同一网段。而我们又讲到二层交换机是属于数据链路层的设备，也就是说它是靠MAC地址去进行数据转发的。这时向学员抛出一堆问题：主机通过二层交换机相连只要知道对方MAC地址不就可以通信了吗？为什么对IP地址还有要求呢？如果主机IP地址配置在不同网段就不能直接通信了吗？二层交换机能实现主机之间的跨网段访问吗？通过这一系列问题，让学员首先必须明白二层交换机的工作原理。二层交换机的转发是靠转发表，查找目的MAC相对应的接口来转发数据帧。那主机怎么获取到对方的MAC地址呢？有的学员马上反应过来：是用ARP协议。学员似乎觉得这个问题解决了。主机通过发ARP广播去请求对方主机的MAC地址，而交换机所有端口处于同一个广播域中，所以能收到ARP请求，因而能解析到对方主机的MAC地址，便能直接通信。那究竟是不是这样呢？实际组网测试一下就能得到验证。让学员3-5人组成一个小组，分组展开实际组网验证。对于验证结果及原因开展课堂讨论。
网络拓扑和TCP/IP协议配置如图1所示。
用ping命令测试连通性，在主机A上ping主机B。学员得到这样的结果：“Destination host unreachable.”什么原因呢？ARP只解析本网段的MAC地址。当主机A想访问主机B时会先判断对方主机是不是和本主机在同一网段，如果是，就会发送一个ARP请求来获取对方的MAC地址，如果不是，就直接发送这个访问包到网关去以实现路由，换句话说只能解析到网关的MAC地址。而现在我们没有设置网关，所以网卡会直接告知系统：“Destination host unreachable.”，将通信放弃。这时学员明白了ARP协议的作用范围。接下来教员引导学员做出猜想：既然能解析到网关的MAC地址，那我们何尝不可以利用这个默认网关去实现二层交换机上不同主机之间跨网段通信呢？也就是将每台主机的默认网关设置成对方的IP地址，这样能不能解决呢？让学员分组展开实际组网验证。对于验证结果及原因开展课堂讨论。
网络拓扑和TCP/IP协议配置如图2所示。
在主机B上用ping命令测试与主机A的连通性。结果如图3。Ping测试连通，同时TTL值表明是直接相连。
查看主机B的ARP缓存表，如图4。 主机B通过ARP广播能解析到网关（主机A）的MAC地址。只要能得到对方的MAC地址就能直接通信。
通过实际组网测试使学员认识到，巧妙通过网关的设置能实现二层交换机上主机之间跨网段直接通信。这时，教员又引导学员做出猜想：一台二层交换机可不可以同时承担两个网段的主机各自进行网络通信呢？
让学员分组展开实际组网验证。对于验证结果及原因开展课堂讨论。
学员由前两次实验所学到的知识自然能够解释主机B、D之间能直接通信，主机A、C之间能直接通信，而主机A、B或主机C、D之间不能直接通信。但有个别学员提到了这样的问题：当主机B用ARP广播包去解析主机D的MAC地址时，这个广播信息会扩散到主机A和主机C；数据包被扩散到了别的网络，很不安全。这个问题怎么解决呢？这时学员发现用之前学过的划分VLAN（Virtual Local Area Network）的方法就可以解决，VLAN最重要的一个作用就是分割广播域。可以在交换机上基于IP地址划分VLAN[2]。网络拓扑和VLAN配置如图6所示。
通过几次实际组网验证及课堂讨论，让学员自己动手配置了网络，既锻炼了学员的思维，又将他们学到的理论知识直接应用到实际中，学员很有成就感，也就渐渐喜欢上了这门课，激发了他们的学习热情，增强了他们学习的主动性，达到了很好的教学效果。
4 结束语
本文只是针对计算机网络中几个相关知识点在翻转课堂模式下进行了教学设计与实践，从学员的反馈与教学效果评价来看，翻转课堂作为一种新的教学模式，只有与军校教育实际相结合，激发出学员的学习兴趣并提高教学质量，才能体现其价值，也才能得到推广与应用。在后续的课程教学中还需要进行大量的探索和实践。
参考文献：
[1] Bergmann J， Sams A. Flip your classroom： reach every student inevery class every day[M]. Washington D C： International Society for Technology in Education，2012：1-10
[2] 尚曉航.计算机网络基础[M].清华大学出版社，2012.