計算機網絡課程線上線下混合式教學模式構建與實踐探究

李雙梅 黃承寧

摘要：結合計算機網絡課程的特點以及工程教育專業認證的人才培養理念，持續深化計算機網絡課程教學改革。依據本校具體教學情況，構建并實踐了基于OBE 理念的線上線下混合式教學模式，在實際教學活動中取得了良好的教學效果。

關鍵詞：計算機網絡；OBE 理念；混合式教學；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）06-0166-03

1 計算機網絡課程現狀

計算機網絡是計算機技術與通信技術相結合，具有較強應用性的一門專業核心課程。就課程內容而言，它具有知識面廣、知識點抽象、理論性強等特點，它不僅要求學生掌握理論知識，還要求能夠應用相關理論去解決實際工程問題，因此在課程教學上一般高校都采用理論與實踐相結合的方式，在課程教學設計上分配一定的學時進行實驗教學，比如整個課程64學時，其中理論48學時，實驗16學時。但是鑒于學時緊、任務重、理論復雜、實踐環境受限、理論與實踐難以協調等原因，如何有效的開展這門課的教學，提高學生的綜合應用能力仍然是每個高校都在探索的問題。很多教師也都進行了有益的嘗試，比如：楊敬民等提出，從教學方法、教師發展、資源保障及持續改進四個方面進行教學設計和實施以提高教學質量[1]；張建忠等提出從“教”入手對計算機網絡課程進行優化設計，從多維度引導和激發學生深層次學習[2]；林海等提出通過互動式教學調動學生學習的積極性、培養學生全面綜合的能力[3]。但是如何針對本校具體情況來實施教學，以高質量完成教學活動，體現課程的兩性一度，提高學生的綜合能力和素質仍然是值得探究的一個課題。

當前信息技術高速發展，教育教學模式面臨著深刻的變革，傳統的以教師教為主體，課堂講授為主要教學方式的教學模式已不適合“互聯網+”大背景下的教育教學需求，必須利用信息化手段來輔助教育教學，借此增強教育教學效果和提高課程教學質量[4]。

隨著大數據、人工智能、云計算、物聯網等技術的蓬勃發展，對計算機網絡技術相關人才的“量和質”的需求日益增加，如何培養滿足現代化信息社會需求的計算機網絡人才就顯得尤為重要。

筆者結合本校實際情況，持續深化改革計算機網絡課程教學，構建并實踐了基于“學生為本、成果導向、持續改進”的OBE 理念的線上線下混合式教學模式。

2 基于OBE 的線上線下混合式教學方式

OBE（Outcomes-based Education，OBE）教育理念，又稱為成果導向教育、能力導向教育、目標導向教育。起源于美國和澳大利亞的基礎教育改革，該理念將教育的關注點放在學生最終的學習成果上，它是一種以成果為目標導向，以學生為本，采用逆向思維的方式進行課程體系建設的先進教育理念[5] 。

OBE理念的教育主要涉及以下4個問題：

1）是什么：希望學生取得的學習成果是什么？

2）為什么：為什么要讓學生取得這樣的學習成果？

3）如何幫助：如何有效地幫助學生取得這些學習成果？

4）如何知道：如何知道學生已經取得了這些學習成果？

可以看出OBE理念下的課程的教學目標、教學實施、教學考核等都應該以學生為中心，基于OBE理念的教學方式以學生能力得到發展為目標、以學生為整個教學過程的核心，不強調學生的統一學習過程，即允許學生采用根據自身情況來調節學習方式和內容的“個性化學習”方法，多方位獲取知識，提升能力。線上線下混合式教學模式很好地契合了這一點，利用豐富的線上資源，學生可以自主安排學習時間，而且不受學習空間的限制，是達成OBE教學目標的有效途徑。

2.1 教學目標

結合工程認證教育標準的畢業要求，本課程的教學目標要求學生做到以下幾點：

1）掌握計算機網絡體系架構和相應網絡領域的背景知識。

2）理解各類網絡協議的工作過程以及應用場景。

3）能夠根據相應理論分析和解決具體網絡應用相關的工程問題。

4）具備一定的網絡設計能力，掌握中小型網絡的應用模型，并能夠進行相應的設計和實施。

5）具有團隊合作意識和網絡安全意識，在學習和工作中能夠自主學習，具有科學求真、不斷挑戰自我、戰勝困難的品質。

可以看出這是一門理論與實踐密切結合的課程，要求學生在掌握復雜理論的基礎上能夠應用這些理論知識去解決實際的工程問題。通過合理的課程目標設置可以培養學生“知識”“能力”“素質”三位一體的綜合能力。

2.2 教學內容

本課程采用線上線下混合式教學的線上平臺依托超星學習通，在該平臺上構建了完整的在線教學資源，包括內容導學、課程資料、實驗資料、分組任務、問卷庫、討論話題、拓展進階、題庫等。

其中內容導學包括課程整體的導學和每章節的導學，通過課程整體導學讓學生明白本課程的整體學習目標、學習方法和學習途徑；章節導學提供本章節的學習內容概述和重難點，并提供輔助學習的相關網絡鏈接供學生參考。

課程資料包括課件PPT、教案、教學視頻和案例庫等，比如IP子網劃分會提供相應的多個實際案例。

針對理論部分，提供一定數量的按知識點和章節構建的習題庫供學生自主練習，當前提供的習題數量已達2800多道題，題庫資源如圖1所示。學生可以自己組卷練習，并提供相應的章節測試題和作業庫、試卷庫等供教師根據教學需求來了解學生的學習情況。

針對實驗內容，提供相應的課件、演示視頻、仿真軟件及其使用方法和實驗手冊或實驗指導書等。

2.3 教學模式

OBE 理念強調在教學過程中以教育目標為框架，關注學生的學習成效，以學生為中心，本課程依托超星學習通平臺，利用線上線下教學各自的優勢，將知識點識記、分析理解、綜合應用、評價等學習目標分解到混合式教學的課前（線上）、課中（線下）、課后（線上）三個階段，形成三位一體前后融通的教學方式，以達到提升學生綜合能力的整體課程目標。

基于計算機網絡課程的特點，本課程的教學應包括理論教學、實踐教學和課外學習指導三個部分。在教學過程中應注重以學生為中心，以提高學生學習的主動性為前提，努力讓學生的計算機網絡相關知識、能力和素質三個維度相互促進，整體呈螺旋上升。本課程經改進后的授課方式如下。

整體教學學時數與培養方案保持一致，仍然為總共64學時，包含16學時的實踐，教學方式改為混合式，相當于增加了學生的線上學習時間。在后期可以根據需要進行調整。線上線下混合式教學模式如圖2 所示。

2.3.1 課前，教師發布學習資料和指引，學生線上學習知識點

線上部分教師提前一周給出相應的學習指引和相關學習資料，包括課程要點、PPT、視頻、補充學習鏈接等，課前的這些學習資料和學習指引是否恰當，能否激起學生的學習興趣和調動積極性是做好線上線下混合式教學的關鍵。只有讓學生找到了學習興趣，認可了這種學習方式，才能激發學生學習的積極性，提高他們主動學習的熱情，自發地去認真思索，探尋，高效率地完成老師布置的學習任務，進而針對自己學習上的疑惑點通過與同學探討、在論壇上互動等方式來拓展學習的廣度和深度。這正好吻合了“以學生為中心”的工程教育理念。

2.3.2 課中，線下課堂教學，主要講授重難點和綜合應用

課堂教學是線上線下教學的核心，在這個階段需要做到承上啟下，“承上”是指針對課前線上學習內容的分散性和不同學生的個體差異性，教師可以通過學習匯報、研討、交流等方式了解學生對知識掌握的情況，進而對重難點進行分析和講授，對知識點進行綜合梳理，幫助學生對之前所學知識進行點、線、面的構建，獲得完整的知識架構?！皢⑾隆笔侵感枰獮閷W生課后的拓展學習做好支撐，學生只有在課堂上打好了能力提升的基礎，才能在課后的自由時間里翱翔。在這里可采用多種教學方式，比如：項目式、案例式、討論式等，為提高課堂效率和學生學習的積極性盡量創造學生動手做和開口說的機會。在教學的過程中可利用學習通平臺提供的知識搶答、隨堂測驗、問卷調查等手段讓學生動起來。

2.3.3 課后，線上完成作業，復習鞏固，自由拓展

在這個階段教師通過布置相應的練習幫助學生鞏固內化所學知識，同時引入工程認證教育理念。引導學生進行行業認證考試，比如思科、華為、華三的網絡工程師認證考試，將相關的習題納入課后作業，同時習題庫對學生開放，學生可以自己組卷練習。鼓勵學生參加相關的網絡競賽和認證考試，以考促學，提升學生的綜合素質。

2.4 考核方式

考核方式是教學改革中的重要的一環，恰當的考核方式不僅能夠真實地反映學生的學習情況，而且能夠激發學生學習的積極性。該教學模式是基于OBE 理念的以“學生為中心”的線上線下混合式模式。因此既要重視結果性的期末總結性考核，也不能忽視平時的過程性考核。該課程總的考核比例為期末考試占60%；平時的過程性考核占20%，包括課堂參與度、課前任務學習、課后練習完成情況；實驗占20%，包括基本實驗完成度和拓展實驗兩部分。

3 教學實踐

該課程在本校是開設在大二上學期，以計算機與通信工程學院計算機科學與技術專業2021級的學生為研究對象進行了教學實踐。在教學過程中始終堅持以學生為本的工程教育理念，下面以“子網劃分”這個知識點為教學案例說明線上線下混合式教學的組織和實施方法。

子網劃分是計算機網絡課程的一個重要知識點，是后面學習路由轉發的基礎，是網絡規劃的一個重要組成部分。

該模塊的混合式教學過程組織如表1所示：

具體說明如下：

3.1 課前階段

課前學生完成教師通過學習通發布的學習任務。包括視頻講解、自測練習和學習反饋。掌握子網、掩碼、無分類地址、CIDR 記法及地址塊等相關概念，了解定長子網劃分和變長子網劃分的應用場景及其實現方法。自學后通過測試練習來檢驗是否達到學習目標。教師通過查看學生學習情況了解課前學習效果，為課堂教學提供依據。

3.2 課堂教學

課堂教學根據不同的教學內容可采用多種不同的教學方法，針對子網劃分這個知識點，它重點是要求學生掌握劃分的原理和方法，需要學生熟練計算，因此主要采用實際案例來幫助學生理解劃分子網的目的，通過精講精練來促成學生熟練掌握該知識。

1）重難點精講

給出例子，讓同學先自己嘗試解答，檢驗課前學習情況，了解本班同學難點在哪里，有的放矢進行講授。

例1：B 類地址子網掩碼為255.255.255.248 ，則每個子網內可用主機地址數為多少？能劃分成幾個子網？如果子網掩碼改為255.255.255.192呢？

2）項目1-定長子網劃分

利用子網、子網掩碼等相關知識完成對某網絡使用定長子網掩碼進行劃分。

在這里可以引入話題討論，已知子網內的主機數或者要劃分成的子網數量，如何合理分配網絡號？劃分子網過多會不會對路由產生不利影響？

3）項目2-變長子網劃分

給定如圖3所示的某公司拓撲，采用小組討論的方式，讓學生理解對于每個子網主機數量不同的場景，使用定長子網掩碼劃分會造成資源浪費，進而給出變長子網劃分的方式和方法。

4）總結分享。各小組分享子網劃分的場景和方式方法，老師點評。

3.3課后階段

本階段主要通過課后習題和拓展知識鏈接讓學生完成知識的內化和能力的提升。鑒于子網劃分是網絡規劃的重要內容，要求學生以小組為單位完成一個網絡經過變長子網劃分后的網絡拓撲的構建，并在華為模擬器eNsp上實現，同時思考子網劃分對路由的影響。

通過以上階段促成學生完成所學知識的點、線、面的連接。

4 改革成效

學期結束時對參與教學改革的班級進行了問卷調查，大部分學生更加認可這種混合式教學方式，認為可以更好地幫助他們完成知識構建和能力提升。

從考核結果來看，考核的幾個維度都很好地支撐了改革效果。首先，學生的課堂參與度相比以前得到大幅提升；其次，學生能夠在課外主動去探索新知識，參加網絡競賽的學生數量有所增加；再次，學生期末考試成績相比上屆提高了3個百分點。

5 結束語

這種混合式學習方式讓學生有更多的機會參與教學過程，通過課前、課中、課后三個環節的教學目標制定、教學內容革新，以及課堂教學中承上啟下的引領作用，激發了學生的學習興趣，能夠更多地自主學習，有效提升了學生的學習效果。

參考文獻：

[1] 楊敬民，陳添丁，張文杰，等“. 四位一體”的計算機網絡課程教學改革與實踐[J].高教學刊，2022，8（9）：134-138，142.

[2] 張建忠，徐敬東，吳英，等.面向深層學習的計算機網絡課程優化設計[J].計算機教育，2021（1）：66-69，74.

[3] 林海，李俊娥.在高校課程中實踐互動式教學——以計算機網絡課程為例[J].高教學刊，2020（5）：103-105，108.

[4] 戰德臣，宋文婷.在線教學新常態混合金課再出征[J].計算機教育，2020（7）：1-2.

[5] 郭銳，梁玉英，張俊林.深入貫徹OBE理念的課程教學改革與實踐[J].計算機教育，2022（2）：118-123.

【通聯編輯：光文玲】