彭霞 姚玲 史道玲 赵玉荣 张丽华
基金项目：
安徽省级光纤通信智慧课堂试点项目（2017zhkt242）;安徽新华学院重点教学研究项目（2017jy004;2016jy012）;安徽省教育教学研究项目（2017jyxm0531;2018jyxm1077）。
摘 要
面對教育教学信息化快速发展对传统课堂教育带来的挑战，本文立足于光纤通信实验课程教学方式改革，探讨基于“云+端”理念下的智慧课堂教学模式。依托于教学云网络平台和智能终端学习设备，进行智慧课堂架构建设、教学内容以及教学环节的设计与探索，提高教学智慧化管理水平和学生个性化自主学习能力。
关键词
智慧课堂;光纤通信;光传输实验平台
中图分类号： G642;TN913.7 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.025
0 引言
“互联网+”背景下，课堂教学与信息技术的深度融合是目前传统高等教育转型的重要趋势。智慧课堂作为一种新的课堂教学模式，将大数据、物联网等重要新兴互联网技术带进课堂，充分利用信息技术手段构建以学生为主体的、师生互动更多元化的教学模式，更注重学生个性化发展和学生自主学习的能力培养。
我院《光纤通信》课程所开设的实验项目并不基于传统实验箱，而采用的是我院现代通信省级示范实验实训中心光传输平台设备，该平台设备均华为通信技术有限公司生产的商用设备。该实验课程要求学生在实验学时内要完成硬件设备学习、软件使用学习以及设备组网验证。实验平台采用商用构架组建光纤环型组网配置环境，基本还原了运营商机房配置，实验存在难度较高和课时有限等问题。在传统教学模式下，学生按部就班操作实验步骤，不利于学生全面的深入了解设备配置和设计思想，大大降低学生参与的积极性，因此迫切需要引入先进的网络技术改变教学现状。
1 “云+端”理念下的智慧课堂架构设计
图1 智慧课堂架构拓扑图
本课题的智慧课堂建设方案如图1所示，方案采用“云+端”模式，其中“云”网络平台负责存储数字化后的教学资料;学生“端”主要是包括各种智慧教室设备以及智能移动学习设备。首先要由教学团队整合教学中所需的教学文件做为教学资源，并上传到由相关技术专家和教学团队共同搭建的网络学习平台。学生“端”装载相应的学习APP，并访问“云”平台设备获取学习材料，学生不仅可以随时调阅学习，还能与老师进行线上线下的沟通。这种模式可以实现课前多媒体电子教材预习、课中互动教学、课后微课辅导等功能，为老师和学生提供了一种高效的“教”与“学”模式，不仅且互动性增强，而且不受时间地点的限制。
2 光纤通信课程实验内容设计
将现代通信实验实训中心的光传输平台和程控交换平台互连起来构成一个模拟长途传输的系统，要求学生在熟悉硬件设备和命令行脚本规则的基础上，通过环型组网配置实现模拟合肥—天津的长途通话光传输过程。其传输系统硬件连接拓扑如图2所示，光传输平台和程控交换平台是两个独立的实验平台，Metro1000和OSN2000属于光传输平台，CC08程控交换机属于程控交换平台，设备之间采用光纤和2M线连接。实验内容安排如表1所示。
图2 实验设备的物理连接拓扑图
表1 实验内容安排
3 基于智慧课堂的课前、课中和课后教学环节设计
在智慧课堂的教与学模式设计中，整个教学过程包含课前、课中和课后教学环节，构成了一个不断改进的循环过程：
（1）课前：首先教师将需要预习和复习的软硬件资料和相关参考文献事先整理好，然后利用相关软件制作课件、文档或视频资料，上传到云平台。本课程要求：学生复习硬件设备知识，已录制设备硬件介绍视频，学生可以在任何时候查看;预习环型组网原理，并设置一个提问环节，通过问题回答过程的统计来调整课堂教学内容。
（2）课中：根据云平台软件统计学生预习的情况并进行的数据分析，教师可以有重点的安排课堂教学内容，也可以决定是先复习提问还是先授新课。教师通过电子教室系统教师端以多媒体来进行教学，学生重点听取在预习过程中存在疑问的知识点，并积极将自己的问题及时反馈给教师。学生在这个过程中积极参与课堂教学，成为课堂教学的主体。
（3）课后：针对本课程存在“授课时间有限”的问题，教师可以把上课时的讲义、知识点用智能学习终端发布给学生，学生课下对课堂上没弄懂的知识进行有针对性的学习，从而弥补了传统课堂中这一问题的缺陷，并实现了移动学习方式。教师根据收集到的四类数据（课前预习、课堂互动、课堂实验操作情况、课后反馈），分析学生的学习效果、学习的方法、学习的习惯，进一步改进教学方法和丰富教学内容，具体实现如表2所示。
表2 课后环节实现设计
4 总结
光纤通信实验课程智慧课堂是基于大数据、物联网技术和“云+端”模式的应用，构建的信息化、智能化的课堂教学模式，同时借助互联网技术，按照学生毕业后从事职业所必需的能力和终身学习所必需的能力，优化教学内容，使之既能适应求职之需，又能适应发展之需。探索新型智慧课堂教学模式，使互联网技术成为学生与知识的桥梁，实现对学生知识、能力、素质的综合培养，适应信息社会对高素质工程技术人才培养的需求。
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