新工科背景下基于OBE理念的计算机网络课程改革探索

［摘 要］在新工科背景下，计算机网络课程致力于培养兼具工程实践与创新能力的高素质复合型人才。针对计算机网络课程教学现状及存在的问题，文章深入分析教学改革的新思路，并基于OBE理念，从教学目标、教学手段、教学成果评价三个维度介绍教学设计的具体实施过程；以学生成果为导向，动态调整并优化教学目标，力求培养具有实践创新能力、团队协作精神及跨学科思维能力的计算机网络专业人才。

［关键词］新工科；计算机网络；OBE；教学设计

［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）22-0043-05

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高瞻远瞩、举旗定向，明确提出“科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”的科学论断，为深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略指明了方向。在此背景下，改革高校工程教育，着力培育具备创新实践能力与跨学科思维能力的复合型人才，已成为中国在世界舞台上站稳脚跟的重要支撑力量。

“新工科”是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求提出的一项重大发展战略，是对科技革命和产业革命的积极回应，是深化高等工程教育改革的必然路径[1]。计算机网络课程是计算机学科的核心课程，承担着网络技术人才培养的重任，而优秀网络技术人才将成为国家加快培育和发展战略性新兴信息产业的强大助力[2]。该课程深入探讨计算机网络的基础知识、关键技术及其实际应用，旨在培育学生成为新时代网络技术领域的专业人才。

一、计算机网络课程教学现状

计算机网络课程是一门多学科交叉的基础课程，内容涵盖数据结构、程序设计和操作系统等先修课程，以及无线传感器网络、现代网络技术、网络编程等后续课程。该课程是全国各大院校计算机相关专业的必修课程。然而，随着计算机网络技术日新月异，其教学模式却未能同步更新，仍存在一些亟待解决的问题。

（一）知识体系复杂，学习难度大

计算机网络课程知识体系复杂，包含众多概念和原理，其中网络体系结构和层次等内容尤为抽象，学生理解难度较大。为此，教师在教学中应强化理论与实践的结合，以促进学生对知识的深入理解和扎实掌握。

（二）理论与实践脱节，创新能力培育不足

计算机网络课程的教学往往局限于学校教师主导的理论讲授与课堂记忆，缺乏对知识创新应用的实践探索，导致部分学生实践经验匮乏，创新能力不足，难以满足行业与社会发展的需求。

（三）突出内容学习，忽略思政融入

基础知识的学习固然重要，但思想政治教育的重要性亦不容忽视。教师在课程教学中应注重学生思想政治素养的培养，引导他们树立正确的世界观、人生观、价值观，并深化他们对网络强国战略思想的理解，以增强学生的社会责任感与国家意识，培育出既勇于担当又富有创新精神的优秀人才。

二、计算机网络课程教学设计理念

OBE（Outcome⁃Based Education，成果导向教育）理念是20世纪80年代由威廉·斯贝德（William Spady）等人提出，且目前在教育界获得广泛认可的一种教育理念[3]。OBE理念的核心在于设定明确的学习目标和期望的学习成果，确保学生在课程结束时达到既定的能力水平[4]。OBE理念强调学生实际能力和技能的培养，而不仅仅关注课程的教学过程；鼓励学生主动参与学习，通过课堂活动、实践项目和团队合作等方式，培养学习能力，激发创造力，并强化问题解决能力[5]。

截至目前，部分院校已开展融合OBE理念的课程改革。例如，杨静静等以OBE理念为指导，从教学目标、教学方法、教学内容、课程考核体系等角度出发，以学生为中心，以学习产出成果、能力为导向，探索了“教赛融合”的教学改革路径[6]。操德文等基于OBE理念，通过翻转课堂、理论与实践结合、校企合作及多元评价体系等手段，推进了RFID原理与应用课程的教学改革[7]。徐伟光等依据 OBE 理念，构建了陆工在线智慧教学平台，采用智慧教学手段有效传导学习动力，并提出了对抗研讨教学法，让学员在对抗博弈、反复交锋和迭代改进的过程中，重走密码技术演进之路，解决密码学原理公式易记、道理难明的问题[8]。张瑞祥等基于 OBE理念，提出了聚焦教学目标、构建实践项目体系、提升教学效率、开展教学考评的“一体三翼”实践教学模式，并探索了其在专业课程中的应用[9]。

与传统计算机网络课程教学中教师主导、学生被动接受的模式相比，融入OBE理念的课程设计显著不同。它首先确立明确的教学目标，并依据学生实际情况灵活调整，同时实施动态达成度评价，以确保教学效果的持续优化。教学过程中，课程设计紧密结合实际发展情况，不断优化教学策略，其核心在于以明确目标为导向，激励师生共同努力，灵活应对挑战，最终实现既定教学目标。

计算机网络课程设计分为教学目标制定、教学手段确定、教学成果评价三个具体阶段（见图1）。在制定教学目标时，教师应深入了解行业需求，并充分考虑学生的个性化学习需求，以制定出合理且有针对性的教学目标。在教学过程中，教师应强化思想政治教育，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观，帮助学生深入理解网络强国的战略思想，并认识计算机网络技术对国家安全的重要性。同时，教师应采用多元化的教学手段，以激发学生的学习兴趣，并提升他们解决实际问题的能力。在教学成果评价阶段，教师应摒弃单一考核方式，采取多样化的评价方法，以全面、准确地评估教学目标的达成情况。

三、融合OBE理念的计算机网络课程教学设计与实施

（一）制定教学目标

计算机网络课程作为专业核心基础课程，旨在传授学生经典的互联网工作原理，并着重培养学生独立分析及有效应对大规模网络工程挑战的能力。基于学生需求与专业培养目标，课程组制定以下教学目标。

1.知识目标

本课程旨在让学生深入理解计算机网络的基本概念，掌握信号在计算机网络中的传输方式，明晰数据帧通过何种机制到达其目的地，以及学习实现端到端的可靠传输的原理。同时，课程将深入探讨数据包的路由寻址与转发机制，并介绍高层应用在计算机网络中的多样化功能。通过系统地学习这些基本概念、理论与方法，学生将构建起计算机网络系统的完整知识框架，从而能够熟练运用网络知识分析并解决问题。此外，学生还将具备利用计算机工具和网络知识识别并解决相关工程问题的能力。

2.能力目标

学生将能够运用分层思想构建网络框架，掌握通信原理以实现网络连接，熟练运用协议交互达成网络互通，以及应用服务模式促进网络资源共享。此外，课程旨在培养学生的自学能力、团队合作与表达能力，并提升他们在信息获取、系统分析等方面的综合能力。

3.思想和素质目标

厚植爱国主义情怀，坚定信息技术创新强国的信念。培养学生求真务实、勇于探索、精益求精的科学态度，并锤炼其团结协作、共同攻艰克难的协同精神。同时，引导学生思考网络与人生的关系，树立正确的世界观、人生观、价值观。

（二） 确定教学手段

计算机网络课程作为理工科专业的基础课程，其知识以严谨的理论体系和强大的逻辑性，广泛应用于工程实践中。该课程广泛覆盖全校多专业学生，鉴于各专业培养目标不同，针对相同知识点实施面向对象的分层次教学策略。课前推送内容紧密结合学生专业背景，强调专业需求，旨在激发学习兴趣，促进学习资源的多样化与学习体验的个性化[10]。

基于OBE理念，教学应以学生的学习成果为导向，遵循反向设计原则，明确设定教学目标与任务。在课前、课中和课后环节，需明确划分师生职责，确保教学顺畅高效，以有效促进学习成果的达成。具体而言，教师采用“线上自学+线下翻转课堂”模式，分阶段实施教学：课前引导学生自主学习，课中强化师生互动，课后巩固学习成效。三阶段紧密衔接，共同推动教学目标的实现，促进学生全面发展（见图2）。

1.课前自学

差异化预评估是教学的重要步骤，有助于教师精准把握学生的学习需求与水平差异，从而灵活调整教学策略，促进学生学习成效的提升。根据评估结果，教师可利用慕课、雨课堂等线上平台，在课前发布学习任务与预习资料，让学生预先了解课程内容，为课堂深入学习奠定基础，并通过预习进行知识拓展。此外，设计启发性问题，引导学生在寻求答案的过程中深化理解，同时鼓励学生自主发现问题并勇于提问，以此提升预习效果。

教师可利用慕课平台开展单元测试与章节测试，通过试题形式有效检验学生的预习情况，进而强化预习效果。同时，搭建讨论与交流平台，增强学生间互动，为教师后续教学活动的精准开展提供有力支持。

2.课中互动

实施翻转课堂教学，增强课堂互动性。该模式强调学生主体地位，教师作为引导者与监督者，致力于激发学生的自主学习兴趣，并全程跟踪指导，确保学习质量稳步提升。

根据学生课前线上自学的任务完成情况和测评结果，教师可以初步掌握学生对知识点的理解程度。在此基础上，结合计算机网络领域的最新应用场景进行深入讲解，以深化学生对重难点问题的理解。具体而言，针对网络安全，教师可阐述最新的网络安全技术与应对策略，如密码学方法、防火墙技术、入侵检测系统等，并深入探讨5G、物联网、云计算等前沿领域所面临的网络安全挑战及其解决方案。对于网络性能优化，教师可介绍流量调度、拥塞控制、负载均衡等先进技术和算法，并分享大数据、人工智能等领域中的网络性能优化实际应用案例，以展示其优化效果。此外，针对网络通信协议及互联网发展趋势，教师可详细解析最新的网络通信协议标准，并阐述物联网、5G等新兴技术所展现的通信特点及未来发展趋势。通过融合最新应用场景，不仅能激发学生的学习兴趣，还能帮助学生深化理解、拓宽视野，为其未来学习及职业发展奠定坚实基础。

与此同时，教师可鼓励学生分组讨论，并密切关注讨论进程，及时指出组内分工的不合理之处。此外，教师应根据教学目标灵活调整学生的任务分工，并提供必要的修改指导，以优化教学计划的执行。

3.课后复习巩固

课后，教师可充分利用网络平台布置作业、分享学习资源，并精准总结课程重难点，以有效促进学生的深入学习。同时，发布随堂测试与课后作业，促进学生对课堂内容的理解和掌握。通过班级群等网络渠道，教师能及时解答学生的疑问，强化师生互动，提升教学效率，并提供个性化辅导，精准满足学生的学习需求。此外，教师应全面分析学生在各阶段的表现，包括练习、测试、作业、讨论及实践，以精准把握学生学习状态，优化教学内容与方法，从而提升教学质量，高效达成教学目标。教师的不断反思与调整，是提升教学效果、满足学生学习需求的关键所在。

（三）评价教学成果

OBE 理念要求对学生进行全面评价，强调评价内容的多元化与方式的多样性，涵盖知识掌握、能力提升及创新性等多个维度，超越单一期末考试范畴，注重学习过程的连续性与考核形式的多样性。教师应深度融合OBE理念，以学生为中心，实施研究性教学方法，并构建多元化、层次分明的教学成果评价体系。具体而言，教学成果评价应重点关注学生能力的发展与目标的达成，采用灵活多样的过程性评价方式，运用丰富的考核手段全面评估学生的目标达成情况。

课程评价体系全面覆盖了过程性评价和结果性考核，两者相辅相成。在进行教学成果评价时，教师应综合考虑过程性评价与结果性考核，假设两者占比分别为a%和b%，其中a%+b%严格等于1，以确保评价的全面性和公正性。表1展示了课程评价与目标达成度的评分情况。

此表格中，每项打分均对应一个打分项 [（T1，T2，…，Tm）]，平均总分值体现了学生在课程或项目中的整体表现水平，而实际平均得分则精准反映学生在具体项目或技能上的实际得分情况。同时，通过设置课程目标[（O1，O2，…，Om）]和支撑毕业要求指标点[（P1j，P2j，…，Pkj）]相对应的评分项目，确保了它们之间的紧密关联，从而强化了评价的准确性和有效性。

过程性评价对第j个课程目标[Oj]和第k个毕业要求指标点 [Pk] 的支撑分数 [TSkj] ，是对应于 [Oj] 和 [Pk] 的打分项的平均总分值之和，即 [TSkj = （TSi）]，其中 i 表示所有对应于 [Oj] 和 [Pk] 的打分项。同样地，对第 j 个课程目标 [Oj] 和第 k 个毕业要求指标点 [Pk] 的实际达成分数 [TRkj] ，是对应于 [Oj]和 [Pk] 的打分项的实际平均得分之和，即 [TRkj=（TRi）]，其中 i 表示所有对应于 [Oj] 和 [Pk] 的打分项。

结果性考核对第 j 个课程目标 [Oj] 和第 k 个毕业要求指标点 [Pk] 的支撑分数 [FSkj] ，是所有结果性考核中对应于 [Oj] 和 [Pk] 的支持分数的总和。同样地，第 j 个课程目标 [Oj] 和第 k 个毕业要求指标点 [Pk] 的实际达成分数 [FRkj] ，是所有结果性考核中对应于 [Oj] 和 [Pk] 的实际达成分数的总和。

最后，通过整合过程性评价与结果性考核，并计算加权平均值，教师科学评估每个毕业要求指标点[Pk]的达成情况评价值。这种方法可以全面考量学生在不同阶段的学习表现，从而可以更准确地评估他们的毕业要求实际达成程度。

达成情况评价值[Vpk]计算公式如下：

[Vpk=（a⋅jTRkj]／[jTSkj]）+ [（b⋅jFRkj]／[jFSkj]）

其中， [jTRkj ]和[ jTSkj]分别代表过程性评价在所有课程目标上的实际达成分数总和及支撑分数总和，[jFRkj] 和 [jFSkj] 分别代表结果性考核在所有课程目标上的实际达成分数总和及支撑分数总和。

每个课程目标 [Pk] 达成与否可以由目标值 [TVk]与 [Vpk] 比较得到。如果达成情况评价值[Vpk] 比目标值 [TVk]大，则认为该课程目标已经达成；反之，则未达成。

四、结语

在新工科背景下，提升全方位综合工科人才水平，以适应国家发展战略，显得尤为重要。其中，强化培育基础扎实、能力突出的国家栋梁之材尤为迫切。计算机网络课程作为计算机类工科专业的核心基础课程，在提升学生专业知识的同时，对高等教育的人才培养质量提升发挥着至关重要的作用，为培养具备创新精神和实践能力的高素质计算机人才奠定了坚实基础。本文深入剖析了传统教学模式的现存问题，并创新性地将OBE理念融入计算机网络课程设计中。在此理念指导下，教学活动以学生为中心，以学生的学习成果为导向，旨在全方位提升学生的综合素养。

［ 参 考 文 献 ］

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[2] 张冬梅，程莉，高占春，等.新工科背景下计算机网络课程思政建设实践[J].计算机教育，2023（3）：56-60．

[3] SPADY W G，MARSHALL K J. Beyond traditional outcome⁃based education[J]. Educational leadership： journal of the department of supervision and curriculum development，N.E.A， 1991，49（2）：67-72.

[4] TIWARI A，SINGH A，SHUKLA S，et al. Outcome⁃based education（OBE）academic planning：an insight into all round development of an engineer[C]//2018 5th IEEE Uttar Pradesh Section International Conference on Electrical，Electronics and Computer Engineering （UPCON）.Gorakhpur，India：IEEE， 2018：1-5.

[5] 梁琼瑶，蒋成亮，于丹.基于OBE理念的数字信号处理课程混合式教学改革研究[J].大学教育，2023（23）：85-87.

[6] 杨静静，李梦琪.基于OBE理念的网络营销课程“教赛融合”教学改革研究[J].科技经济市场，2023（7）：131-134.

[7] 操德文，蔡跃进，刘桂江.基于OBE理念的RFID原理与应用课程教学改革与实践[J].物联网技术，2024，14（1）：149-151.

[8] 徐伟光，王保华，曹铁勇，等.基于OBE理念的应用密码学课程教学改革[J].计算机教育，2023（11）：99-103.

[9] 张瑞祥，钟啸，张玮，等.基于OBE理念的国防工程管理专业课程“一体三翼”实践教学模式改革[J].大学教育，2023（17）：30-32.

[10] 刘冰月，刘蕾.基于OBE的软件工程专业毕业设计教学改革与实践[J].软件工程，2018， 21（7）：53-55.

［责任编辑：梁金凤］