基于OBE视角的新工科专业计算机网络课程实践教学改革探究

宋涛，王志强，张静

(吉利学院，四川简阳641400)

根据我国高等教育教学质量提升内涵式发展要求，在智能制造、云计算、人工智能、机器人等新工科人才培养背景下，高校应用型人才既要具备良好的个人综合素养，又要满足区域行业和企业岗位契合度高的工程实践能力和创新能力，并在其岗位具有前瞻性和发展性。计算机网络是国家新工科专业学生工程实践能力培养的核心课程，但高校在计算机网络课程实践教学中重原理性，对实验教学内容过于关注实验最终结果，对学生的“解决复杂问题的能力”和“应用和设计能力”培养成效并不显著，这对于新工科背景下行业人才需求是有偏差的。这种实践教学模式并不符合社会和企业对应用型人才的岗位需求。

OBE(OutcomeBasedEducation)理念旨在锻造学生的创造性思维能力、组织沟通能力、团队协作能力等方面的能力[1]。为了进一步提高计算机网络实验教学质量，培养提升学生的创新意识和工程能力，本文以工程教育专业认证为契机，开展基于OBE成果导向的计算机网络实践教学改革，创新本科网络实践教学环节，对学生课程教学质量提升具有重要的借鉴意义。

1 基于成果导向的实践教学目标设计

《2020的工程师:新世纪工程的愿景》中明确指出未来工程师应具备的关键素质，其中包含实践经验、创造力、沟通和管理能力、伦理道德和终身学习能力等综合素养的培养[2]。通过OBE 理念反向设计课程实践教学体系，制订12 个教学目标观测点，建立课程目标与毕业预期成果，如表1所示。

表1 课程目标与毕业预期成果

2 基于OBE 视角优化实践教学内容，增设创新、探究型实验

新工科背景下网络通信技术的类型、技术定位、作用和应用均发生了改变[3]。在应用型本科网络实验课程教学中，实验多数以验证、设计、综合类设计为主，以仿真软件进行模拟环境和设备构建复杂网络拓扑结构，学生的探究和创新思维没能得到充分挖掘。基于OBE 视角，改变传统以演示性、验证性实验为主的实验教学体系，新增创新型、探究型实验。按照IT龙头企业华为、思科等网络公司的IT培训课程、实训项目及其虚拟仿真平台进行调研，选取路由交换、WLAN、安全、云计算机、服务器、存储等其核心部分融合到实验教学项目设计中，使得学生通过职业认证方式掌握IT公司的网络应用系统开发流程和技术规范,实现较复杂的网络应用系统，从而有效提高学生的网络开发、团队合作与交流等综合能力。引入企业IT认证培训的网络工程实践项目，整合传统实验内容，分别按初级、中级、高级及开放创新四个等级设置递进式实验项目，在每个过程阶段，分别设置必修、选修和拓展实验，适应不同的学生情况，如表2所示。

表2 嵌入企业IT认证培训的递进式实验项目

3 面向O2O(Online To Offline)网络实践教学设计

计算机网络课程内容抽象，课堂教学过程大多采用大班授课制下的师生一对多管理方式，面向学生的单向、一对多管理显然存在教学问题反馈的滞后性。

1)课前

O2O 线上混合式学习支持系统设计，即通过慕课(MOOC)建立线上学习支持系统，开发课程微课资源(大纲、PPT、教案、实验报告)。教师为学生推送线上自主学习任务单，配套布置网络工程案例相关资料的收集、查阅、设计计算等任务，学生通过任务驱动法进行研讨，从而实现精准学情分析。

2)课中

首先对网络工程项目一体化设计，分析案例，以单位的组网为例，在进行组建网络前期，完成网络结构的总体设计和可用IP地址的分配规划方案，旨在考查学生是否掌握网络基础知识、网络协议体系结构、IP 地址分类、子网掩码划分子网等理论；然后，组建各单位部门之间的内部高速网络，包括以太网、VLAN、STP、VRRP等技术；组建内网后将各单位和部门进行互联，旨考查广域网(PPP、FR) 和IP 路由技术(直连、静态、动态RIP/OSPF 等)；最后，进行配置网络安全和网络管理、网络应用和相关服务。经实践强化，提升学生分析与解决复杂工程问题的能力。网络工程项目研讨式教学方法设计包含网络工程系统知识的启蒙、规范性系统原理、课程设计与实践、工程设计答辩等4 个环节[4]，学生结合课堂教学实践中的问题进行专题报告、总结和探索撰写报告，展示或示范过程成果等多视角内化知识结构。在研讨式教学中除了专业素质培养外，更加侧重训练学生的团队合作和交流表达能力等非专业素质的培养，营造活跃轻松的课堂气氛，提高学生学习的积极性和学习兴趣，保证教学过程实施的规范性和有效性。

3)课后

课后，结合线上课程资源与作业，教师通过在线学习支持系统进行实时答疑，并针对个体差异进行重点辅导，检测学生课程习得效果。通过网络平台设定合理的双方教学控制权机制，建立以学生为主导的过程管理办法，极大扩大实验教学的空间和时间，全面展示学生的个性化和创新意识，有效激发学生的主动性和创造性。

4 建立多元可量化教学质量考核与监测机制

OBE理念遵循的是学生的个性化培养方式，以学生能力量化评价为导向，建立多元迭代质量考核的检测，注重“学生过程评价”。将课外科技竞赛、O2O 线上混合式学情记录等纳入课程过程化考核指标中，并将其作为课程总评成绩的主要指标(权重可不低于10%)，学习成绩由学生的期末考试(50%)、在线学习(20%)、课程取得相关成果(10%)(包括课程设计、竞赛、创新报告、企业认证等)构成，突出研讨和实践成绩。该考核方式将注重“学生自评”和“过程评价”，将课外科技竞赛、O2O 线上混合式学情记录等纳入课程过程化考核指标中，并将其作为课程总评成绩的部分指标。企业认证考核成绩则为学生在学期内完成课程修读后，由企业或社会权威认证对学生的学习情况进行结果性考核。借助思科、华为网络实践平台，嵌入H3C、华为、Cisco等龙头IT企业相关项目进行培训和考试授权，为学生双证式培养提供良好的培训和认证平台。该方式不仅可以提高学生对课程的兴趣，也使教学考核更加科学、公平，而且使学生在获取知识的同时取得技术资格证书，有利于学生就业，增强学生的专业认同感和专业自信。

评价方法：抽取一定数量的试卷样本数，按照以下公式计算课程的达成度值：课程教学目标=样本总成绩的平均分/样本成绩的满分。当达成度值大于设定的门限值时，认为该课程实现了对该毕业要求指标点的达成。

表3 课程教学目标达成考核方式

图1 学生在线学习行为(推送视频资源)情况统计表

在线学习评价：学生通过参与课程案例分析与讨论，在签到榜、答题榜、讨论榜完成多元层次化教学评价。从独立学习行为、交互学习行为和教学资源使用3个维度实现在线学习行为数据分析[5]。数据表明，学生在慕课堂更偏好于音视频、案例等多媒体学习，教学环境以多媒体方式呈现，大部分学生的学习进度分布在80%～100%，表明学生能够积极参与线上课堂的交互学习，从而有效促进知识目标的达成。

经实践研究，采取数据挖掘技术，建立样本交互式学习知识表，对知识点和能力培养相关问题深入融合分析，从教学过程、试卷评价、线上学习分析等多维分析角度进行内容重构，逐步调整教学过程的学时分配、授课方法，形成多元可量化课程学习目标达成度情况检测及社会第三方反馈等教学能力评估机制[6]。通过学生评教以及学生座谈会情况看，学生对教师的满意度平均93.11%。从学生座谈会反馈情况看，学生对课程实操掌握熟练，颇有较强的获得感，教学效果评价较好。

5 结束语

基于OBE视角对计算机网络课程从课程学习目标、教学内容、考核方式等进行实践教学改革，采取多元考核方式创新课程评价体系，采用大数据挖掘技术对教学习得效果实时监测、迭代并持续改进，促进学生自主学习、交流，通过与教师交互给出评价，对学生的课程达成度进行评价，有利于课程授课计划持续改进和调整[7]。有效激发学生工程实践潜能，使学生深度参与教学过程，促进学生课程目标和毕业要求的达成,培养出与社会需求切合度高的复合型人才。