线上线下混合式教学模式的改革与实践——以计算机网络课程为例

王刚，杨兴春，周长明

（四川警察学院 四川泸州 646000）

改革开放以来，我国教育信息化极大地推动了教育事业的改革与发展[1]。特别是党的十八大以来，习近平总书记以马克思主义政治家的深刻洞察力，就网络安全和信息化工作作出一系列重大决策，采取了一系列重大举措，形成了网络强国的重要思想，推动我国网信事业取得历史第一次全国教育信息化工作会议召开以来，教育信息化步伐明显加快，工作力度空前加大，呈现出教育系统全力推进、社会力量广泛参与的良好局面，初步探索出了一条信息技术与教育教学有机融合、具有中国特色的教育信息化发展路子[2]。四川警察学院主建的省级精品在线课程《计算机网络》在平时和疫情期间均发挥了重要作用，该课程是学院网络安全与执法专业核心课程，是一门介绍网络基本原理和注重网络技术实践、为学生将来从事网络执法、网络渗透、网络故障分析、网络规划设计等打下坚实基础的工学门类下的课程。随着网络技术的快速发展，课程涉及知识点多、技术面广，虽然在专业培养方案中分配学时较多，但总体学时却相对不足，课程团队教师需要借助计算机网络在线学习资源平台和利用课外时间给学生讲授指导，主动作为，积极应变，彰显特色；同时创新教学模式，重视学生形成性考核，采用线上线下混合教学模式，变学生被动接受知识为主动学习，教学效果明显提升，学生动手能力显著增强。团队老师经过十多年探索和连续实践，在学院党委的正确领导下和有关方面的大力支持下，已把计算机网络课程建设成了四川省首批地方普通本科高校应用型示范课程、四川省精品在线开放课程。2020 年，四川省教育厅向教育部推荐该课程申报线上线下混合式国家级一流本科课程。国内不少专家学者从不同角度提出了课程教学改革理论，例如，周全兴等人[3]从实践教学、考核方式改革和培养双师型师资队伍角度提出了课程教学改革理论。文献4至文献6利用MOOC、SPOC、微课、翻转课堂等新教学模式，设计线上线下教学内容，实现了多元混合式教学[4][5][6]。本文在前人基础上提出了“在线学习+讲授演示+学生实践+在线互动+课外个别辅导”的新型教学改革模式，经过11年连续实践，在育人成效上取得了突出进展。

一、计算机网络课程教学理念和教学设计思路

（一）教学理念

教学理念主要是指人们对教学和学习活动内在规律的看法和持有的基本观念，是影响教师教学行为的重要因素[7]。有什么样教学理念就有与其相适应的教学行为，教学理念与教师自身专业素养、教学条件、社会大环境等有密切关联。结合国家建设网络强国战略、《国务院办公厅关于印发职业技能提升行动方案》文件精神、教育部新时代全国高校本科教育会议要求等，再结合学院教学型、应用型办学定位，网络技术类课程教学团队确立了贯穿“坚持理论与实践结合、学以致用；坚持专业与思政结合、育警铸魂；坚持课内与课外相结合、全程跟进”的教学理念，促进教学理念自觉向教学行为的转化，进而提升人才培养质量。

（二）教学设计思路

注重课程教学内容的国家战略性、科学性、时代性、拓展性、挑战度和实战化。

国家战略性主要体现在：课程贯穿习近平新时代中国特色社会主义思想中的网络强国战略以及习总书记在2019年全国公安工作会议上的讲话精神，着力培养一批网络技术工匠和懂科技的公安高素质警务技术人才。

科学性主要体现在：依据教育部全国计算机等级考试三级《网络技术》、四级《计算机网络》考试大纲和国家资格考试《网络工程师》大纲，以及公安工作实战要求，制定本课程大纲。

时代性主要体现在：不断补充网络新技术、内容贴近新时代公安工作急需。在当前“互联网+”时代，通过网络进行的各类违法犯罪案件替代了大量传统的犯罪类型，公安工作的重心也由线下打击违法犯罪逐渐转为线上打击网络违法犯罪，因此，急需培养一大批懂网络技术的高素质警察队伍。

拓展性：对基础较好学生、大学生创新创业学生和将参加国家网络技术相关考试的学生，在课外进行探究性和个性化的指导。目前，团队成员指导与网络有关的大学生创新创业项目16 项，其中国家级7 项，省级9 项。指导国家级大创项目中，有6 项结题结果为优秀。根据网络技术发展较快等特点，对教学内容不断持续改进。

挑战度主要体现在：课程教学内容中增加了如IPv6 隧道知识和技术、基于ACL 流分类、基于MAC地址的VLAN划分等大纲以外的教学内容，增加课程的难度和挑战度。

实战化：“贴近实战、融入实战、服务实战、引领实战”，是公安院校实战化教学改革的根本指向，为此，我们高度重视课程教学内容与公安信息网络实战对接，例如在讲授网络命令、数据包分析、代理服务器等教学内容中，引入实际案例，提高学生运用网络技术解决公安实际工作的思维或能力。

二、改革传统教学模式，构建新型教学模式

推动课程教学模式改革，由过去单一的课堂教学“讲授演示+学生实践”模式，转变为目前的“在线学习+讲授演示+学生实践+在线互动+课外个别辅导”的新型教学模式。传统教学模式与采用信息技术辅助教学的新型教学模式在课前、课中、课后的教学操作流程，分别如图1、图2所示。

图1 教师在传统教学模式下的一般教学过程

图2 教师在新型教学模式下的教学操作流程

从图2 可以看出，在新型教学模式下，教学需要把大量时间投入到课前教学准备工作之中，课中的教学方式也发生了很大变化，课后反思稍有差异，具体如下。

（一）课前精心备课备讲，学生提前进入角色

上课前除了制作、完善PPT 课件、补充例题、准备课堂互动的测验题、抢答题之外，还需要完成线上的工作，将课堂上互动的测验题、抢答题等通过手机“学习通App”录入到该门课程的测验题中并保存，以便在上课互动时直接调出发布；设置在线作业、在线签到、课堂在线互动、观看课程音视频、章节测验等教学活动的权重，以便系统自动计算学生的在线学习成绩。通过提前一周发给学生实验报告初始文档，包括网络拓扑结构、实验要求、思考题等，使学生在课前对实验内容有足够的准备，以便在讲授理论知识之后顺利开展课内实践教学。

（二）课中创新教学模式，学生全面参与互动

采用混合式教学模式，辅以理论教师与实战教官合作授课方式，坚持以学生为中心，改变课堂范式，打破课堂沉默。根据学生在线预习后的反馈信息和课程重点难点部分，教师精准发力，有侧重地讲解教学内容有效达成教学目标。上课过程中采用PPT+APP 模式，线上工作包括在线签到、选人、重点知识点在线测验等互动内容，根据学生课堂上的APP互动结果，有针对性地讲解错误率高的题目；让学生在上课过程中忙起来，动起来，参与度、获得感显著增强。同时，课内网络实践采用技术演示+学生每人独立完成网络实验内容，对网络设备配置部分采用双模拟器（思科、华为模拟器），在大创和课外辅导中还增加了网络硬件配置技术的教学。

（三）课后跟进拓展，助力学生参加国家网络资格和等级考试

课外常态化组织教师开展线上讨论、答疑等。线下发布通知、布置在线作业和章节测验题、导出成绩等，以及线下组织纸质独立测试并讲评。团队成员长期以来关心学生成长，倾情奉献，主动作为，不计个人得失，不计报酬，对参加国家级网络技术相关考试和大学生创新创业的学生进行课后辅导，有1800多名学生受益。

（四）组织规范的形成性考核，分析存在的问题及改进措施

为了准确了解学生掌握知识情况、客观评价学生平时成绩，教学团队认真贯彻落实教育部陈宝生部长在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话精神，改变考试评价方式，严格过程考评。采用灵活多样的方式组织形成性考核，确保考核过程规范、公平、公正。另外，在形成性考核中对计算机网络实验进行了严格规范的上机实验考试。线下的形成性考核，弥补了线上考核的不足，采用线上线下混合式教学模式，既保留了线下教学优点，又吸纳了线上自动批改作业、自动记录学生成绩、视频回放等长处，两者优势互补、相得益彰。

三、线上线下教学设计、实施流程和教学案例

对于不涉密的基础理论部分，线上教学是互联网+教育发展的必然趋势。对于计算机网络实践部分，在没有在线实践平台情况下，采用线下教学方式，有利于提高学生网络动手实践能力。线上线下混合式教学模式是目前符合学生认知特点和工科课程性质的新型教学模式，被大多数具有实践要求的工科课程所采纳。

四川警察学院计算机网络课程教学采用线上线下混合式教学模式，下面以“标准(基本)访问控制列表”一节为例，其线上线下教学设计及教学实施流程如图3所示。

图3 基于“标准(基本)访问控制列表”内容的线上线下教学设计和实施流程

（一）在线平台选择

计算机网络在线资源发布到超星在线平台和学银在线平台，这些平台的在线资源包括24个教学视频、640多分钟音视频资料，770多道题的在线题库、17个文档（含课件、优秀学生笔记）。上述所有资源都可以用手机“学习通App”访问。

（二）课前准备

课前线上工作包括将课堂上互动的两道测验题通过手机“学习通App”录入到该门课程的测验题中，设置分值和答题时限并保存，如图4、图5所示。

图4 基本ACL互动题一

图5 基本ACL互动题二

课前线下工作。上课前一周（上次课程授课结束时）告知学生需要预习的知识和观看在线视频“5.1 华为设备标准ACL 技术”内容，如有问题可在线留言或发到本区队微信群中。完善PPT 课件、补充例题、准备课堂上互动的测验题、抢答题等；准备该节课后的在线作业题，并按在线作业模板格式要求填好，并导入到计算机网络在线开放系统（学银在线）中。最后完善本节的教案。

（三）授课过程

具体教学实施过程如表1所示。

表1 教学实施过程

课中线上工作。包括在线签到、选人、重点知识点在线测验或在线直播等。为了解学生对网络原理技术的掌握程度，在上课时把课前准备的题目直接调出发布，结果如图6、图7所示。

图6 基本ACL互动题一的学生答题情况

图7 基本ACL互动题二的学生答题情况

从图6的互动结果来看，有86%同学对基本ACL知识点1的回答正确，说明学生掌握该知识点良好，需要老师再分析讲解；从图7 的互动结果来看，有98.2%同学对基本ACL 知识点2 的回答正确，说明学生很好掌握了该知识点，以后在该知识点上不必多讲。如果遇到学生答题正确率低于60%的知识点，老师必须重新讲解。在线互动正确率是了解学生掌握知识点的晴雨表；学生互动成绩是客观评价学生听课效果和形成性考核的重要依据。老师利用此数据，可以提高课堂教学的针对性，提高课堂教学科学用力水平。如果遇到疫情等不适合在教室上课的情形，也可以利用性能好的在线教学平台开展在线直播教学。

课中线下工作。根据学生在线预习后的反馈信息和老师掌握的重点难点部分，有重点讲解该节内容。除了讲解书本例子，还补充有一定挑战度的例子和最新实战案例。通过App 选人功能，让个别学生上讲台把其答案写到黑板上，老师分析评讲之后，把该学生的成绩通过App 记录到平时成绩中。到实验室上机实践时，教师除了在大屏幕上展示配置技术思路，还突出“梦想从学习开始，事业从实践起步”和“绝不能把学到的网络技术应用于违法犯罪活动”等课程思政教育元素。用习近平新时代中国特色社会主义思想和法治理念贯穿于整个公安高等教育全过程[8]。

（四）课后线上线下工作

课后线上工作。把学生在线签到情况、测验互动等成绩导入到成绩册，作为平时成绩之一。学生在线作业时间截止之后，导出在线成绩。另外，根据学生在复习过程中或考研过程中遇到的问题进行在线答疑。

课后线下工作。上课结束后，针对教学中存在的问题，进行教学反思，然后再次完善课件。此后准备形成性考核中该部分的命题（线下纸质），并在该节内容基础上布置具有一定挑战性的拓展题或综合应用题（课外思考题）。

四、在线资源平台维护和线上考核过程中需要着重把握的几个关键点

（一）在线资源平台维护

每期开课的时间段，一般在18～22周之间，每期都有结课时间，发布结课公告等。在每期在线课程中，要不断完善作业库、试卷库和视频等资源，确保在线资源内容不断更新，把与课程有关的最新技术介绍和思政元素融入到平台中来；注重在线课程特色发展，尽量规避同质化发展。导入本校学生名单，一定要从超星四川警察学院泛雅平台导入，如果从学银在线导入，则系统认为是非本校学生，不显示区队等信息。

（二）在线考核防作弊设置

随着互联网+教育的不断推进，传统考试模式正逐步向互联网方向转变,在线考试系统已经深入运用到各类考试之中，它克服了传统考试模式需要人工阅卷、成绩录入、分数计算等复杂环节，节省了纸张等成本。为了简化考试流程，对于形成性考核、单元测验等考核，采用在线考试方式，可以减轻教师的工作量，使得教师有更多时间和精力投入到教学改革与教学研究中去。在线考试中需要利用平台防作弊功能模块，旨在提高在线考试的公平性。对于选择题，在线考核防作弊设置包括题目乱序（学生接收到的题目显示顺序不同）、选项乱序、随机出题、重做时重新抽题以及允许学生在什么时候查看答案等。对于应用技术题或填空题，在线考核防作弊设置要设置限时进入，即考试开始多少分钟后不允许参加考试。特别要注意的是，不要允许学生在线提交后查看答案，以免学生把答案通过手机等发给其他还正在答题的学生。

（三）在线考核时间要科学设置

在线考试的时间设置是否科学合理，与题目数量、难度、考生掌握知识程度等有密切联系，因此，需要任课老师在前期了解学生的基础上，科学设置在线考核时间。如果时间设置太长，学生就有可能利用在线学习平台查找考题内容；如果设置太短，导致很多考生不能完成，失去了评价考生线上线下学习质量的准确性。对已完成的在线测试试卷，要及时封存，设置试卷密码；封存后任何人员或者业务模块将不能直接访问此试卷，如需查看修改题目需要输入封存密码。

五、结语

以互联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术快速发展，给新时代教育信息化带来重大而深远的影响。在信息化高度发达的今天，高校教师必须改变原来传统教学模式、主动适应互联网+背景下的新型教育教学模式，增强教育教学信息化意识，提高教育教学信息化应用水平和信息素养，利用信息化手段给教师赋能、课堂赋新、评价赋准，促进课程教育教学质量不断提高。本文以实践性较强的计算机网络课程为例，提出了线上线下混合式教学模式改革思路，并经过多年连续实践，取得了良好效果。随着信息技术不断发展，课程团队将继续探索或完善课程教学改革模式，达成网安专业培养方案中课程矩阵确定的培养规格，培养更多符合新时代要求的合格的网络技术人才和网络执法技术人才。