突破线上教学“操作”瓶颈
物理与信息工程学院 王立华
王立华：男，生于1970年11月，沧州师范学院物理与信息工程学院信息工程教研室主任，网络安全工程师，信号与信息处理重点学科学术带头人，主讲信息论基础、移动通信、防火墙技术等多门课程，获迎评促建先进个人、优秀教研室主任、优秀专业竞赛指导教师、记功奖励、优秀共产党员等多项荣誉称号。
在以习近平同志为核心的党中央领导下，全国人民齐心协力，共同抗疫，教育部和河北省教育厅统一部署，最大程度减少疫情对教学工作的影响，我校全力开展线上教学，经过一段时间的线上教学实践，总结了一些经验做法，和大家分享。以本学期教授的《防火墙技术》课程为例，本课程重在培养学生防火墙技术操作技能，应用性实践性很强，原计划在学院新建的信息工程实训室上课，操作性很强的课程怎样“搬到网上”？通过艰苦实践探索，找到了把信息工程实训室“搬到网上”的方法，突破了线上教学“操作”瓶颈。总结就是“一个平台，三个侧重，多项技术，反思改进”，一个平台就是建立学生虚拟实训操作平台，三个侧重就是课前侧重线上教学流程设计、课中侧重交流互动操作指导、课后侧重单独技术辅导，采用多项线上教学技术，课后及时反思总结，不断改进，不断提高。
我所教授的《防火墙技术》课程是2017级信息工程专业信息网络安全方向专业方向必修课，原计划在信息工程实训室（蓝盾信息安全产教融合创新实践基地）上课，本课程多数内容需要基于计算机网络的防火墙配置操作，实践性操作性很强，而信息工程专业又是省一流本科专业建设点，所以对该课程进行线上授课具有一定的难度和挑战。下面以本课程“第5章Red Hat Linux系统安全”为例，介绍一下线上教学的过程及做法。
图1 课程流程
一、课程信息
课程编号：DJX104308 中文名称：防火墙技术
英文名称：Firewall Technology 适用专业：信息工程本科
课程性质：专业方向必修课 总学时：34 总学分： 2
第5章 Red Hat Linux系统安全
在线课程资源：腾讯视频，防火墙概述（华为安全系列课程 罗军），防火墙的基础概念和技术.qlv
图2 线上教学
二、课程准备
1.线上教学准备充分：
我为线上教学配置了专业耳麦、摄像头、专业手写板，iPad和另外一部手机作为学生机监控上课状态。组建了课程QQ群、微信群，使用专业录屏软件、视频编辑工具制作授课视频。对于线上授课平台的测试和选用，首先我根据课程在人才培养中的任务设计授课内容，并根据课程内容和教学目标选用合适平台。防火墙课程以机房练习操作为主，综合课程特点，前期测试了学习通、雨课堂平台，了解到中小学普遍使用钉钉，又安装了钉钉。当测试各平台时QQ新版本推出群课堂功能，ios版相继推出，测试发现QQ群课堂功能接近钉钉，并且后台服务器群强大，最终决定使用QQ群课堂，授课视频录屏分享给学生。
图3 QQ群课堂平台
2.一个平台（学生虚拟实训操作平台）搭建：
为突破学生线上学习没有操作环境的难题，我给学生设计了虚拟实训操作平台，平台由虚拟机、各类操作系统、各种防火墙软件组成，和自制视频教程及各类资料等，上传到百度云盘，提供学生下载。具体包括VMware Workstation Pro虚拟机、win7、Windows Server 2003、Windows Server 2008、Red Hat Enterprise Linux、各类防火墙软件等，其中虚拟机和操作系统配置和信息工程实训室计算机配置相同，学生下载到自己电脑，安装上虚拟机打开各操作系统就能直接使用，实现了把信息工程实训室操作资源完全搬到线上教学中来。
图4 VMware虚拟机中Linux系统
3.重视学情调查：
为了解学生线上学习情况，了解学生计算机操作条件，我专门召集学委和部分学生了解情况，听取意见建议，并进行了QQ群内投票调查，分析学生在家计算机操作的各种问题，提供线上学习的各种方案和操作练习的技术解决方案，要求有计算机同学必须完成课内和课后操作作业，少部分没条件同学可以有条件时或正式开学后补做操作作业。
图5 学情调查
4.侧重课前线上教学流程设计
每次上课前，我都对线上教学流程和教学方法进行设计，明确写下来，严格按流程教学。下面是本章线上教学设计内容：
① 作业分析：上次课内作业，课上操作练习项目（也可以课外完成）：虚拟机Vmware操作、Windows server 2003防火墙操作、瑞星个人防火墙操作、360安全卫士防火墙操作，每个练习作业上传不少于2张截图。只有16位同学完成，有什么问题？上次课后任务，下载虚拟机安装，自己下载WIN7系统安装，下载Red Hat Enterprise Linux 4、Windows Server 2003 Enterprise Edition、Windows Server 2008 R2 x64，用虚拟机打开，完成上次课上作业，多少同学完成，有什么问题？连麦讨论......
② 公布网上调查结果：完成课后操作作业情况调查（匿名投票），解释调查结果。给学生具体建议，提出具体要求。
③ 课程导入：和上面知识有何关系，在整个课程内容中的重要性，本章重点难点，学习要求。
④ 本章课程重点内容讲授和操作演示：QQ群课堂分享屏幕授课。以第5章 Red Hat Linux系统安全为例：首先对Linux 教程.docx，Linux 简介、Linux的发行版、Linux应用领域、Linux vs Windows、Linux 安装(虚拟机安装，复制，启动)、启动过程、Red Hat Linux环境介绍、Red Hat Linux网络设置和终端命令窗口进行介绍。随后讲本章PPT，5.1 Linux系统的安全，iptables详解.doc，聊聊Linux的iptables。然后与学生连麦互动，查看学生对这部分内容掌握情况。接着讲完本章PPT，5.2 Iptables防火墙，iptables详解.doc，iptables详解（2）：iptables实际操作之规则查询、演示iptables命令、结合虚拟机Red Hat Enterprise Linux 4命令操作演示。并再次进行连麦互动，交流学生对这部分内容掌握情况。
⑤ 课程思政：着重讲下Linux在网络安全和专业岗位中的重要性，并对我国网络安全政策进行宣讲。
⑥ 本章总结：
课后操作练习作业：Red Hat Enterprise Linux，上传至少2张操作练习截屏图片。
课后自学任务：要求学生自学Linux和Iptables，自学文件为Linux 教程.docx、iptables实用教程.docx、iptables详解.doc
上课情况统计：对成功打卡人数，课上作业完成情况，学生课内得分情况进行通报。
三、课前自学
1.提供资源、明确要求
我尽可能给学生充足的课前自学资源和教程，提供资源下载链接，提倡锻炼学生自学能力，为线上教学做好充分准备，线上教学时检查自学效果，只讲解重点难点。课前自学包括分享视频教程、文本教程、学生自主软件安装、自主学习基本操作、课程内容预习等环节。在此我给学生推荐下载网站，并分享百度云资源供学生下载。
图6 上传课程资料
2.课前提醒、打卡考勤
每节课前，我会在QQ群内公布上课时间、打卡方式、教学方式、教学要求、课上成绩统计方式等，让学生能够认真对待线上网课的学习，培养他们的自律意识。
图7 布置考勤打卡
四、课程教学
整个线上教学过程由课程导入、作业分析、课程讲授、操作演示、课上互动、课上作业、课程思政、效果分析等部分组成，针对操作性强的课程，教学中侧重于交流互动和操作指导，采用多项线上教学技术，时刻吸引学生注意力。对于课程导入，不仅要对本次授课内容和前面课程关系进行说明，还要讲明本章内容在整个课程知识体系中的作用，讲明本章的学习对学生将来的发展和工作岗位技能要求的重要性，讲明本章内容在考核中的比例，讲明学习方法和重点难点。对于课程讲授过程，要多学习平台的使用技巧，学习网课技术，熟悉网课设备性能，合理使用。比如利用QQ小程序进行打卡收集、群接龙、限时投票、课上作业，群内文件共享、随机抽签等。并在教学设计中增添与学生的课堂互动，合理布置限时课上作业，吸引学生注意力。
图8 线上教学
图9 学生认真听讲
图10 群内分享讲课录屏视频
图11 课上操作作业布置
五、课后辅导
线上教学结束前，我会布置课后操作作业，提出课后自学任务，课后侧重于技术辅导，并使用课程QQ群、微信群随时解答学生提出的技术问题。
图12 课后给学生辅导操作
六、教学反思
为了突破线上教学“操作”难题，我在线上教学中采用了多种方法，给学生推送操作视频教程，给学生分享教学资源教程，给学生分享虚拟机、操作系统和防火墙软件资源，让学生在自己电脑上构建实验室机房的软件环境，线上教学以分享屏幕操作演示为主，课下分享上课的操作演示视频，课后单独操作指导，等等。但由于少部分学生没有电脑，不能完成操作练习任务，部分同学网络条件较差，不能下载大型文件。所以针对不同的学生情况，我也提出了具体的要求和解决方案，并在每次课后都会认真总结反思，填写教学日志总结。
最后，针对线上教学，我在这里想谈一下自己的心得体会：通过线上教学学生反馈，QQ群课堂适用于有老师画面的直播教学，分享大型文件、分享视频和分享屏幕效果较好，适于操作性强的课程线上教学，直播时配齐摄像头手写板等工具，教学效果接近于传统计算机机房教学，作业统计分析功能稍差，正在改进完善。QQ群课堂平台偶尔有卡顿现象，学生容易遗漏知识点，可以采用讲课视频录屏的方式分享给学生，平台最新版增加课程视频回放功能，弥补了上述不足。另外的想法，对于在机房上课操作性强的课程，是否可以考虑技术手段解决线上教学的问题，比如QQ远程协助功能加微信语音指导，有待我们去探索研究。
新冠肺炎疫情促使我们深入开展线上教学实践和研究，线上教学技术手段容易掌握，结合新一代信息技术的先进线上教学理念更需强化。通过一段时间的探索实践，我总结出突破线上教学“操作”瓶颈的方法，建一个学生虚拟实训操作平台，重视教学中三个环节，努力学习线上教学技术，不断反思改进提高。当前，全国人民众志成城，抗击疫情胜利在望，我相信，在师生的不断努力下，我们也必将迎来教育教学改革的春天。
