計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程線上線下混合式教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)踐探究

李雙梅 黃承寧

摘要：結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn)以及工程教育專業(yè)認(rèn)證的人才培養(yǎng)理念，持續(xù)深化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革。依據(jù)本校具體教學(xué)情況，構(gòu)建并實(shí)踐了基于OBE 理念的線上線下混合式教學(xué)模式，在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；OBE 理念；混合式教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）06-0166-03

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，具有較強(qiáng)應(yīng)用性的一門專業(yè)核心課程。就課程內(nèi)容而言，它具有知識(shí)面廣、知識(shí)點(diǎn)抽象、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，它不僅要求學(xué)生掌握理論知識(shí)，還要求能夠應(yīng)用相關(guān)理論去解決實(shí)際工程問題，因此在課程教學(xué)上一般高校都采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，在課程教學(xué)設(shè)計(jì)上分配一定的學(xué)時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，比如整個(gè)課程64學(xué)時(shí)，其中理論48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)。但是鑒于學(xué)時(shí)緊、任務(wù)重、理論復(fù)雜、實(shí)踐環(huán)境受限、理論與實(shí)踐難以協(xié)調(diào)等原因，如何有效的開展這門課的教學(xué)，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力仍然是每個(gè)高校都在探索的問題。很多教師也都進(jìn)行了有益的嘗試，比如：楊敬民等提出，從教學(xué)方法、教師發(fā)展、資源保障及持續(xù)改進(jìn)四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施以提高教學(xué)質(zhì)量[1]；張建忠等提出從“教”入手對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從多維度引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生深層次學(xué)習(xí)[2]；林海等提出通過互動(dòng)式教學(xué)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、培養(yǎng)學(xué)生全面綜合的能力[3]。但是如何針對(duì)本校具體情況來實(shí)施教學(xué)，以高質(zhì)量完成教學(xué)活動(dòng)，體現(xiàn)課程的兩性一度，提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)仍然是值得探究的一個(gè)課題。

當(dāng)前信息技術(shù)高速發(fā)展，教育教學(xué)模式面臨著深刻的變革，傳統(tǒng)的以教師教為主體，課堂講授為主要教學(xué)方式的教學(xué)模式已不適合“互聯(lián)網(wǎng)+”大背景下的教育教學(xué)需求，必須利用信息化手段來輔助教育教學(xué)，借此增強(qiáng)教育教學(xué)效果和提高課程教學(xué)質(zhì)量[4]。

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)人才的“量和質(zhì)”的需求日益增加，如何培養(yǎng)滿足現(xiàn)代化信息社會(huì)需求的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才就顯得尤為重要。

筆者結(jié)合本校實(shí)際情況，持續(xù)深化改革計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)，構(gòu)建并實(shí)踐了基于“學(xué)生為本、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的OBE 理念的線上線下混合式教學(xué)模式。

2 基于OBE 的線上線下混合式教學(xué)方式

OBE（Outcomes-based Education，OBE）教育理念，又稱為成果導(dǎo)向教育、能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育。起源于美國(guó)和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革，該理念將教育的關(guān)注點(diǎn)放在學(xué)生最終的學(xué)習(xí)成果上，它是一種以成果為目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)生為本，采用逆向思維的方式進(jìn)行課程體系建設(shè)的先進(jìn)教育理念[5] 。

OBE理念的教育主要涉及以下4個(gè)問題：

1）是什么：希望學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么？

2）為什么：為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？

3）如何幫助：如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？

4）如何知道：如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？

可以看出OBE理念下的課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)考核等都應(yīng)該以學(xué)生為中心，基于OBE理念的教學(xué)方式以學(xué)生能力得到發(fā)展為目標(biāo)、以學(xué)生為整個(gè)教學(xué)過程的核心，不強(qiáng)調(diào)學(xué)生的統(tǒng)一學(xué)習(xí)過程，即允許學(xué)生采用根據(jù)自身情況來調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)方式和內(nèi)容的“個(gè)性化學(xué)習(xí)”方法，多方位獲取知識(shí)，提升能力。線上線下混合式教學(xué)模式很好地契合了這一點(diǎn)，利用豐富的線上資源，學(xué)生可以自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間，而且不受學(xué)習(xí)空間的限制，是達(dá)成OBE教學(xué)目標(biāo)的有效途徑。

2.1 教學(xué)目標(biāo)

結(jié)合工程認(rèn)證教育標(biāo)準(zhǔn)的畢業(yè)要求，本課程的教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生做到以下幾點(diǎn)：

1）掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)和相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的背景知識(shí)。

2）理解各類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作過程以及應(yīng)用場(chǎng)景。

3）能夠根據(jù)相應(yīng)理論分析和解決具體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相關(guān)的工程問題。

4）具備一定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)能力，掌握中小型網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模型，并能夠進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

5）具有團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，在學(xué)習(xí)和工作中能夠自主學(xué)習(xí)，具有科學(xué)求真、不斷挑戰(zhàn)自我、戰(zhàn)勝困難的品質(zhì)。

可以看出這是一門理論與實(shí)踐密切結(jié)合的課程，要求學(xué)生在掌握復(fù)雜理論的基礎(chǔ)上能夠應(yīng)用這些理論知識(shí)去解決實(shí)際的工程問題。通過合理的課程目標(biāo)設(shè)置可以培養(yǎng)學(xué)生“知識(shí)”“能力”“素質(zhì)”三位一體的綜合能力。

2.2 教學(xué)內(nèi)容

本課程采用線上線下混合式教學(xué)的線上平臺(tái)依托超星學(xué)習(xí)通，在該平臺(tái)上構(gòu)建了完整的在線教學(xué)資源，包括內(nèi)容導(dǎo)學(xué)、課程資料、實(shí)驗(yàn)資料、分組任務(wù)、問卷庫(kù)、討論話題、拓展進(jìn)階、題庫(kù)等。

其中內(nèi)容導(dǎo)學(xué)包括課程整體的導(dǎo)學(xué)和每章節(jié)的導(dǎo)學(xué)，通過課程整體導(dǎo)學(xué)讓學(xué)生明白本課程的整體學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)途徑；章節(jié)導(dǎo)學(xué)提供本章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容概述和重難點(diǎn)，并提供輔助學(xué)習(xí)的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)鏈接供學(xué)生參考。

課程資料包括課件PPT、教案、教學(xué)視頻和案例庫(kù)等，比如IP子網(wǎng)劃分會(huì)提供相應(yīng)的多個(gè)實(shí)際案例。

針對(duì)理論部分，提供一定數(shù)量的按知識(shí)點(diǎn)和章節(jié)構(gòu)建的習(xí)題庫(kù)供學(xué)生自主練習(xí)，當(dāng)前提供的習(xí)題數(shù)量已達(dá)2800多道題，題庫(kù)資源如圖1所示。學(xué)生可以自己組卷練習(xí)，并提供相應(yīng)的章節(jié)測(cè)試題和作業(yè)庫(kù)、試卷庫(kù)等供教師根據(jù)教學(xué)需求來了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提供相應(yīng)的課件、演示視頻、仿真軟件及其使用方法和實(shí)驗(yàn)手冊(cè)或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書等。

2.3 教學(xué)模式

OBE 理念強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中以教育目標(biāo)為框架，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，以學(xué)生為中心，本課程依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，利用線上線下教學(xué)各自的優(yōu)勢(shì)，將知識(shí)點(diǎn)識(shí)記、分析理解、綜合應(yīng)用、評(píng)價(jià)等學(xué)習(xí)目標(biāo)分解到混合式教學(xué)的課前（線上）、課中（線下）、課后（線上）三個(gè)階段，形成三位一體前后融通的教學(xué)方式，以達(dá)到提升學(xué)生綜合能力的整體課程目標(biāo)。

基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn)，本課程的教學(xué)應(yīng)包括理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)三個(gè)部分。在教學(xué)過程中應(yīng)注重以學(xué)生為中心，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性為前提，努力讓學(xué)生的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)、能力和素質(zhì)三個(gè)維度相互促進(jìn)，整體呈螺旋上升。本課程經(jīng)改進(jìn)后的授課方式如下。

整體教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)與培養(yǎng)方案保持一致，仍然為總共64學(xué)時(shí)，包含16學(xué)時(shí)的實(shí)踐，教學(xué)方式改為混合式，相當(dāng)于增加了學(xué)生的線上學(xué)習(xí)時(shí)間。在后期可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。線上線下混合式教學(xué)模式如圖2 所示。

2.3.1 課前，教師發(fā)布學(xué)習(xí)資料和指引，學(xué)生線上學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)

線上部分教師提前一周給出相應(yīng)的學(xué)習(xí)指引和相關(guān)學(xué)習(xí)資料，包括課程要點(diǎn)、PPT、視頻、補(bǔ)充學(xué)習(xí)鏈接等，課前的這些學(xué)習(xí)資料和學(xué)習(xí)指引是否恰當(dāng)，能否激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)積極性是做好線上線下混合式教學(xué)的關(guān)鍵。只有讓學(xué)生找到了學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)可了這種學(xué)習(xí)方式，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，自發(fā)地去認(rèn)真思索，探尋，高效率地完成老師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)而針對(duì)自己學(xué)習(xí)上的疑惑點(diǎn)通過與同學(xué)探討、在論壇上互動(dòng)等方式來拓展學(xué)習(xí)的廣度和深度。這正好吻合了“以學(xué)生為中心”的工程教育理念。

2.3.2 課中，線下課堂教學(xué)，主要講授重難點(diǎn)和綜合應(yīng)用

課堂教學(xué)是線上線下教學(xué)的核心，在這個(gè)階段需要做到承上啟下，“承上”是指針對(duì)課前線上學(xué)習(xí)內(nèi)容的分散性和不同學(xué)生的個(gè)體差異性，教師可以通過學(xué)習(xí)匯報(bào)、研討、交流等方式了解學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的情況，進(jìn)而對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行分析和講授，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合梳理，幫助學(xué)生對(duì)之前所學(xué)知識(shí)進(jìn)行點(diǎn)、線、面的構(gòu)建，獲得完整的知識(shí)架構(gòu)?！皢⑾隆笔侵感枰獮閷W(xué)生課后的拓展學(xué)習(xí)做好支撐，學(xué)生只有在課堂上打好了能力提升的基礎(chǔ)，才能在課后的自由時(shí)間里翱翔。在這里可采用多種教學(xué)方式，比如：項(xiàng)目式、案例式、討論式等，為提高課堂效率和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性盡量創(chuàng)造學(xué)生動(dòng)手做和開口說的機(jī)會(huì)。在教學(xué)的過程中可利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)提供的知識(shí)搶答、隨堂測(cè)驗(yàn)、問卷調(diào)查等手段讓學(xué)生動(dòng)起來。

2.3.3 課后，線上完成作業(yè)，復(fù)習(xí)鞏固，自由拓展

在這個(gè)階段教師通過布置相應(yīng)的練習(xí)幫助學(xué)生鞏固內(nèi)化所學(xué)知識(shí)，同時(shí)引入工程認(rèn)證教育理念。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行行業(yè)認(rèn)證考試，比如思科、華為、華三的網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證考試，將相關(guān)的習(xí)題納入課后作業(yè)，同時(shí)習(xí)題庫(kù)對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生可以自己組卷練習(xí)。鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)競(jìng)賽和認(rèn)證考試，以考促學(xué)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.4 考核方式

考核方式是教學(xué)改革中的重要的一環(huán)，恰當(dāng)?shù)目己朔绞讲粌H能夠真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而且能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。該教學(xué)模式是基于OBE 理念的以“學(xué)生為中心”的線上線下混合式模式。因此既要重視結(jié)果性的期末總結(jié)性考核，也不能忽視平時(shí)的過程性考核。該課程總的考核比例為期末考試占60%；平時(shí)的過程性考核占20%，包括課堂參與度、課前任務(wù)學(xué)習(xí)、課后練習(xí)完成情況；實(shí)驗(yàn)占20%，包括基本實(shí)驗(yàn)完成度和拓展實(shí)驗(yàn)兩部分。

3 教學(xué)實(shí)踐

該課程在本校是開設(shè)在大二上學(xué)期，以計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2021級(jí)的學(xué)生為研究對(duì)象進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。在教學(xué)過程中始終堅(jiān)持以學(xué)生為本的工程教育理念，下面以“子網(wǎng)劃分”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)為教學(xué)案例說明線上線下混合式教學(xué)的組織和實(shí)施方法。

子網(wǎng)劃分是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，是后面學(xué)習(xí)路由轉(zhuǎn)發(fā)的基礎(chǔ)，是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一個(gè)重要組成部分。

該模塊的混合式教學(xué)過程組織如表1所示：

具體說明如下：

3.1 課前階段

課前學(xué)生完成教師通過學(xué)習(xí)通發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù)。包括視頻講解、自測(cè)練習(xí)和學(xué)習(xí)反饋。掌握子網(wǎng)、掩碼、無分類地址、CIDR 記法及地址塊等相關(guān)概念，了解定長(zhǎng)子網(wǎng)劃分和變長(zhǎng)子網(wǎng)劃分的應(yīng)用場(chǎng)景及其實(shí)現(xiàn)方法。自學(xué)后通過測(cè)試練習(xí)來檢驗(yàn)是否達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師通過查看學(xué)生學(xué)習(xí)情況了解課前學(xué)習(xí)效果，為課堂教學(xué)提供依據(jù)。

3.2 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容可采用多種不同的教學(xué)方法，針對(duì)子網(wǎng)劃分這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，它重點(diǎn)是要求學(xué)生掌握劃分的原理和方法，需要學(xué)生熟練計(jì)算，因此主要采用實(shí)際案例來幫助學(xué)生理解劃分子網(wǎng)的目的，通過精講精練來促成學(xué)生熟練掌握該知識(shí)。

1）重難點(diǎn)精講

給出例子，讓同學(xué)先自己嘗試解答，檢驗(yàn)課前學(xué)習(xí)情況，了解本班同學(xué)難點(diǎn)在哪里，有的放矢進(jìn)行講授。

例1：B 類地址子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248 ，則每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)可用主機(jī)地址數(shù)為多少？能劃分成幾個(gè)子網(wǎng)？如果子網(wǎng)掩碼改為255.255.255.192呢？

2）項(xiàng)目1-定長(zhǎng)子網(wǎng)劃分

利用子網(wǎng)、子網(wǎng)掩碼等相關(guān)知識(shí)完成對(duì)某網(wǎng)絡(luò)使用定長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼進(jìn)行劃分。

在這里可以引入話題討論，已知子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)數(shù)或者要?jiǎng)澐殖傻淖泳W(wǎng)數(shù)量，如何合理分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)？劃分子網(wǎng)過多會(huì)不會(huì)對(duì)路由產(chǎn)生不利影響？

3）項(xiàng)目2-變長(zhǎng)子網(wǎng)劃分

給定如圖3所示的某公司拓?fù)?，采用小組討論的方式，讓學(xué)生理解對(duì)于每個(gè)子網(wǎng)主機(jī)數(shù)量不同的場(chǎng)景，使用定長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼劃分會(huì)造成資源浪費(fèi)，進(jìn)而給出變長(zhǎng)子網(wǎng)劃分的方式和方法。

4）總結(jié)分享。各小組分享子網(wǎng)劃分的場(chǎng)景和方式方法，老師點(diǎn)評(píng)。

3.3課后階段

本階段主要通過課后習(xí)題和拓展知識(shí)鏈接讓學(xué)生完成知識(shí)的內(nèi)化和能力的提升。鑒于子網(wǎng)劃分是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要內(nèi)容，要求學(xué)生以小組為單位完成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過變長(zhǎng)子網(wǎng)劃分后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)建，并在華為模擬器eNsp上實(shí)現(xiàn)，同時(shí)思考子網(wǎng)劃分對(duì)路由的影響。

通過以上階段促成學(xué)生完成所學(xué)知識(shí)的點(diǎn)、線、面的連接。

4 改革成效

學(xué)期結(jié)束時(shí)對(duì)參與教學(xué)改革的班級(jí)進(jìn)行了問卷調(diào)查，大部分學(xué)生更加認(rèn)可這種混合式教學(xué)方式，認(rèn)為可以更好地幫助他們完成知識(shí)構(gòu)建和能力提升。

從考核結(jié)果來看，考核的幾個(gè)維度都很好地支撐了改革效果。首先，學(xué)生的課堂參與度相比以前得到大幅提升；其次，學(xué)生能夠在課外主動(dòng)去探索新知識(shí)，參加網(wǎng)絡(luò)競(jìng)賽的學(xué)生數(shù)量有所增加；再次，學(xué)生期末考試成績(jī)相比上屆提高了3個(gè)百分點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

這種混合式學(xué)習(xí)方式讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)參與教學(xué)過程，通過課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)制定、教學(xué)內(nèi)容革新，以及課堂教學(xué)中承上啟下的引領(lǐng)作用，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠更多地自主學(xué)習(xí)，有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 戰(zhàn)德臣，宋文婷.在線教學(xué)新常態(tài)混合金課再出征[J].計(jì)算機(jī)教育，2020（7）：1-2.

[5] 郭銳，梁玉英，張俊林.深入貫徹OBE理念的課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2022（2）：118-123.

【通聯(lián)編輯：光文玲】