基于OBE-TC 的计算机网络课程教学改革

孙清闻，王 红

（大连东软信息学院 计算机与软件学院，辽宁 大连 116023）

0 引 言

计算机网络课程是网络工程、软件工程、计算机科学与技术等计算机相关专业的一门重要的专业基础课程，更是很多计算机相关专业的专业核心课程，在课程体系中有着十分重要的地位，且对很多专业课起到重要的支撑作用。2016年6 月，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式成员，大连东软信息学院在此契机下，发出了以成果导向教育理念引导工程教育改革的倡导。成果导向教育（outcome based education，OBE）是一种以学生的学习成果（learning outcomes）为导向的教育理念，认为教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果[1]。它由Spady 等人于1981年首次提出，此后很快得到了人们的重视与认可，现已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念。美国工程与技术教育认证协会（ABET）全面接受了OBE 的理念，并将其贯穿于工程教育认证标准的始终。实际上，成果导向教育所倡导的以学生为中心，以产出为导向，注重对目标达成的支撑、持续改进等思想与CDIO工程教育理念是等效的，但在教学设计上，其所强调的反向设计、扩大机会、提高期望等实施原则，给教育目标的达成带来了新的改革思路。

1 基于OBE-TC的课程设计

1.1 制订以毕业要求为导向的课程教学目标

OBE 理念强调反向设计，首先要综合分析国家、社会、行业、职场等对人才的需求，据此确定培养目标，然后根据培养目标确定毕业要求，并将毕业要求逐条分解，细化成可测性的指标点，最后根据指标点确定课程体系[2]，因此，对于一门课程来说，所要支撑的毕业要求指标点是在设计培养方案时就已经确定了的，以此为依据，结合TC 能力指标点确定学生最终达到的学习效果，这个学习效果就是课程的教学目标。表1 是根据OBE 的反向设计原则，推导出的课程教学目标与TC 能力指标及毕业要求指标的对应关系。

1.2 根据教学目标设计教学活动

教学目标是学生要达到的顶峰成果，确定好教学目标后，即可以此为起点反向设计出达成目标所需的教学活动。OBE 强调以学生为中心，教师不该是课程的主宰者，而应该是课程的指导者。教师的主要任务不是讲授知识，而是利用示范、监督、评价、诊断、建设性介入等策略引导和协助学生达成预期成果[3]。基于这样的思想，需要详细设计教师以及学生在课前、课中、课后这3 个时间节点所要完成的任务，具体任务见表2。课前，教师需要以细致的提问形式为学生列出预习清单，并为学生提供相应的测试题，引导学生做有效、深入的预习，将识记性、易理解的知识消化于课前。课上，教师引领学生对知识做二次加工，做归纳总结，做多角度的讨论，进行更有深度的学习，并可适当选取知识单元做翻转课堂，进而将知识课堂转型为学问课堂。课后，学生需要对所学知识进行梳理，绘制思维导图，通过完成教师提供的练习题做有效的复习，进而保证在下次课的随堂测试中能取得好的成绩。教师在课后的主要任务是针对预习测试、随堂测试、阶段测试的结果进行适当的成绩分析，通过分析结果发现薄弱环节，以此为依据对授课内容作微调，有的放矢地解决问题，提高课堂效率。

OBE 强调人人能成功，但不一定同时采用相同的方法，因此，在课程设计和教学上需要考虑学生的个体差异，要以更加有弹性的方式配合学生的学习能力差异。教师可以为课程的重点及难点知识制作微课视频，学生可以结合自身需要充分利用好个人的碎片化时间，利用视频进行课前预习或课后知识回顾，以此保障每名学生都有达成学习预设学习效果的机会。

达成知识目标只是课程学习的第一步，OBE强调能力本位，强调提高期望，因此，教学目标的达成也包含能力目标的达成，应针对每项能力为学生制订明确的任务要求，且每项任务的最终成果都融入一定的挑战性。表3 给出了课程能力目标与学生任务的对应关系，学生需要学习使用Ethreal 抓包软件和Packet Tracer 软件分析网络数据包，将理论与实践相结合，并能够在实验室中使用真实设备搭建简单的网络。

表1 课程教学目标

表2 知识目标培养路径

表3 能力目标培养路径

1.3 根据预期成果设计考核体系

在反向设计原则中，确定好课程的教学目标后，需要根据教学目标推导出教学活动以及预期学习效果，并针对预期效果制订有效的考核方法。考核一般分为过程考核和终结性考核两大类，考核项目的设计应具有多元化、包容性的特点，既要能评价学生知识、能力、素质等多方面学习效果的达成情况，又要能帮助学生逐步缩小距离顶峰成果的差距、缩小彼此之间的差距，同时也能满足个体自我发展的差异。在过程考核中，教师的重要作用是要为学生创造各种成功的机会，使学习能力强者更强，从而引导每一名学生都成为学习的成功者，使每名学生都能在学习中获得成就感，让成功的学习体验激发学生想要更成功的学习热情。

表4 是课程的过程考核设计，测试贯穿于课程始终，学生每次根据预习任务完成预习后需要在网络平台上完成预习测试，课堂上需要在规定时间内完成已学内容测试，每次测试以后网络平台会根据学生做答给出成绩，并显示标准答案，相当于对学生进行了简单的一对一辅导。采用本学期所有测试的平均分作为测试成绩，既可以避免学生只一时努力三分钟热情，又可避免学生因一段时间的成绩不佳，严重影响最终成绩而自暴自弃提前放弃努力。实验室实验和三级项目均需要分组完成，在学期初教师会以自愿为主、教师辅助调剂的方式为学生分好组并下发任务内容和考核要求，同时为学生提供配套的指导书和重要知识点微课视频。随着学期的推进，学生逐渐清晰完成实验室实验和三级项目所需的知识与能力，此时学生便可根据小组自身需要决定是否提前动手实施实验及三级项目。实验室实验及三级项目任务均采取半开放方式，允许学生在满足任务要求的基础上引入新技术，对实验及项目进行补充扩展，甚至重新规划设计给出更好的答案。实验室实验和三级项目均采用小组评分制，同组成员需共同协作完成任务，评测时教师会随机指定某位小组成员完成任务评价，所得评价结果将代表全组成绩，以此激励学生团队协议、协同学习，在彼此的扶持下持续提升自己，并愿意尝试具有挑战性的任务。

终结性考核是对学生顶峰成果达成情况的测评，要能反映学生知识目标及能力目标的达成情况。首先制订试卷设计规则，规定其考核内容应该覆盖课程全部知识点的85%，且对重要知识及能力点的覆盖应该达到100%；规定每个章节的题目分数占比范围；规定考试题型及各题型满分分值，见表5；规定不同知识点及能力点的可用考核题型。在此规则基础上，由多名教师共同出5 套试卷，最后由组长平衡各试卷的重复率不超过50%。期末考试时随机抽取一套试卷作为终结性考核试卷。

表5 终结性考核设计

2 质量保障措施

一个好的教学体系应该具有“闭环”特征，即能够通过监督及检查发现问题，通过反馈及调控纠正问题，通过分析问题产生的原因及纠正后的结果进行持续改进。基于此思想，可以设计一套质量保障措施，通过这些措施，既要发现学生的问题，又要发现教师的问题，既要发现学习内容的问题，又要发现学习方法的问题，并根据所发现的问题给予相应的处理，为课程的持续改进提供保障，具体措施如下。

1）针对教师。

每两周组织一次集体备课：通过集体备课集思广益，尽可能优化未来两周教学流程及教学方法，从而提高课堂教学效率；同时总结过去两周内各专业、各班级在教学过程中遇到的共性问题，探讨最优的解决方案，并以分工准备的方式，专人跟踪总结各问题的解决情况，为课程的持续改进提供支撑材料。

课程组内互相听课：课程组内的教师在学期内要旁听组内其他教师的课，每人至少一节，互相评价，共同提高。

学期末研讨：教师搜集数据对过程考核及终结性考核成绩进行分析，在此基础上研讨总结本学期的成功经验与存在问题，制订下一轮改进计划，同时制订新资讯、新资源调研计划，适时向课程中引入新内容或新资源，使教学与时俱进。

2）针对学生。

充分利用网络平台：除了计入过程考核的预习测试及随堂测试外，在学期1/3、2/3 为学生提供不计成绩的阶段测试两次，学生测评完即可看到标准答案，及时强化掌握不牢的知识点。教师也可通过网络平台提供的成绩，分析发现学生共性问题，及时采取补救措施。

学期中进行问卷调查：问卷涉及两方面内容，一方面是帮助学生发现自身问题，设计问题如“你是否每节课按时完成教师布置的预习作业？A.一直；B.经常；C.偶尔；D.很少；E.从未”，通过一系列问题帮助学生明确学好这门课的必要步骤，通过问卷结果可以帮助教师了解所采取的评价及引导方法是否对学生的学习起到有效的督促作用；另一方面是从学生的角度发现教学中存在的问题，设计问题如“任课教师是否为你清晰阐述本门课你要达成的预习学习成果？A.是，我已经明确；B.教师有阐述，但我尚未十分明确；C.否”，通过一系列问题帮助教师站在学生的角度判断教师职责达成度，促使教师与学生共同进步。

组织学生座谈：每个教学班选取若干名不同层次的学生为代表，与任课教师或其他教师进行座谈。通过面对面地交流，获取学生心声，了解学生对教学内容及教学方法的认可及满意程度，同时也方便教师有的放矢地为学生提供资源和帮助。

鼓励学生参与课程建设：让学生做课程的主人，积极参与课程建设，例如，让学生按照自己喜欢的方式修改或制作课件，让学生对课程内容进行补充、录制知识点讲解的微课视频等。对于积极参与课程建设的学生，可给予适当的加分鼓励。

3 改革实施后带来的改变

2008 年，大连东软信息学院引入了CDIO教育理念和教学方法，并在此基础上做了继承性的创新，构建了具有学院特色的TOPCARES—CDIO（简称TC）能力指标体系[4]。这些指标都是对学生要达到的预期学习效果的一个简要概括和描述。计算机网络教学团队也于同年对课程进行了基于TC 理念的教学改革。近10 年时间里，教学团队在教学目标设定以及教学组织、教学实施和教学资源建设方面做了大量工作，取得了一定的研究成果。

（1）以学生为中心的角色转换过程中，师生任务分工明确，学生很快从最初的被动等待任课教师下发任务转变到十分明确课前、课中、课后自己应该完成的各项学习任务，并能够充分利用教师提供的各项学习资源达成预期学习效果。课堂教学深度得到显著提升，且翻转课堂、话题讨论活动常有令人惊艳的效果。

（2）基于OBE 扩大机会的思想，采取实验室开发预约机制，鼓励学生在安排的实验课之前，根据教师提供的实验指导书及微课视频自行预约实验室，提前做实验，这样就可以保证在实验课上准确甚至有扩展性地完成实验任务，进而取得满意的成绩。通过此种方法，明显改善了原有实验过程中学生情绪不高、不知从何下手、做了也不知道自己在做什么的局面。

（3）网络平台的充分利用，解决了班型大、人数多、教师难以对每位学生进行有效的专项评价和辅导的问题。学生通过每一知识单元的预习测试、随堂测试以及阶段测试，能够获得及时的反馈及初步辅导。基于OBE 提高期望的思想，搜集大量的考研题目融入各级测验及课后作业中，同时改革了终结性考核内容，去掉了记忆性的简答题，改换为灵活运用知识解决实际问题的应用题，在试题难度增加的基础上，本轮改革的学生成绩相较改革前的学生成绩不降反升。表6 列出了教学改革前和教学改革后终结性考核成绩分布情况。

表6 终结性考核成绩分布情况

4 结 语

计算机网络课程是计算机相关专业的重要基础课程，对各专业的后续专业课有着重要的支撑作用，因此，课程的持续改进意义重大。在TC能力培养的基础之上，将OBE 思想引入课程设计，采用反向设计原则，从毕业要求出发，重新梳理课程目标，并以此为起点设计课程每一环节的任务分工，进而确定多元化的考核体系；采用以学生为中心的教学思想，转换教师角色，做好资源建设和教学引导；扩大学习机会，提供种类丰富的资源，弹性回应学生的学习要求；建立质量保障体系，保障教学有序推进，并能适时调整、持续改进。实践证明，改革对营造良好的教学氛围，提升学生的自主学习意识及学习热情，对师生的成长都大有裨益。