计算机网络课程线上线下混合式教学模式构建与实践探究

2024-05-03李双梅黄承宁

电脑知识与技术 2024年6期

关键词：混合式教学计算机网络教学改革

李双梅黄承宁

摘要：结合计算机网络课程的特点以及工程教育专业认证的人才培养理念，持续深化计算机网络课程教学改革。依据本校具体教学情况，构建并实践了基于OBE 理念的线上线下混合式教学模式，在实际教学活动中取得了良好的教学效果。

关键词：计算机网络；OBE 理念；混合式教学；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）06-0166-03

1 计算机网络课程现状

计算机网络是计算机技术与通信技术相结合，具有较强应用性的一门专业核心课程。就课程内容而言，它具有知识面广、知识点抽象、理论性强等特点，它不仅要求学生掌握理论知识，还要求能够应用相关理论去解决实际工程问题，因此在课程教学上一般高校都采用理论与实践相结合的方式，在课程教学设计上分配一定的学时进行实验教学，比如整个课程64学时，其中理论48学时，实验16学时。但是鉴于学时紧、任务重、理论复杂、实践环境受限、理论与实践难以协调等原因，如何有效的开展这门课的教学，提高学生的综合应用能力仍然是每个高校都在探索的问题。很多教师也都进行了有益的尝试，比如：杨敬民等提出，从教学方法、教师发展、资源保障及持续改进四个方面进行教学设计和实施以提高教学质量[1]；张建忠等提出从“教”入手对计算机网络课程进行优化设计，从多维度引导和激发学生深层次学习[2]；林海等提出通过互动式教学调动学生学习的积极性、培养学生全面综合的能力[3]。但是如何针对本校具体情况来实施教学，以高质量完成教学活动，体现课程的两性一度，提高学生的综合能力和素质仍然是值得探究的一个课题。

当前信息技术高速发展，教育教学模式面临着深刻的变革，传统的以教师教为主体，课堂讲授为主要教学方式的教学模式已不适合“互联网+”大背景下的教育教学需求，必须利用信息化手段来辅助教育教学，借此增强教育教学效果和提高课程教学质量[4]。

随着大数据、人工智能、云计算、物联网等技术的蓬勃发展，对计算机网络技术相关人才的“量和质”的需求日益增加，如何培养满足现代化信息社会需求的计算机网络人才就显得尤为重要。

笔者结合本校实际情况，持续深化改革计算机网络课程教学，构建并实践了基于“学生为本、成果导向、持续改进”的OBE 理念的线上线下混合式教学模式。

2 基于OBE 的线上线下混合式教学方式

OBE（Outcomes-based Education，OBE）教育理念，又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育。起源于美国和澳大利亚的基础教育改革，该理念将教育的关注点放在学生最终的学习成果上，它是一种以成果为目标导向，以学生为本，采用逆向思维的方式进行课程体系建设的先进教育理念[5] 。

OBE理念的教育主要涉及以下4个问题：

1）是什么：希望学生取得的学习成果是什么？

2）为什么：为什么要让学生取得这样的学习成果？

3）如何帮助：如何有效地帮助学生取得这些学习成果？

4）如何知道：如何知道学生已经取得了这些学习成果？

可以看出OBE理念下的课程的教学目标、教学实施、教学考核等都应该以学生为中心，基于OBE理念的教学方式以学生能力得到发展为目标、以学生为整个教学过程的核心，不强调学生的统一学习过程，即允许学生采用根据自身情况来调节学习方式和内容的“个性化学习”方法，多方位获取知识，提升能力。线上线下混合式教学模式很好地契合了这一点，利用丰富的线上资源，学生可以自主安排学习时间，而且不受学习空间的限制，是达成OBE教学目标的有效途径。

2.1 教学目标

结合工程认证教育标准的毕业要求，本课程的教学目标要求学生做到以下几点：

1）掌握計算机网络体系架构和相应网络领域的背景知识。

2）理解各类网络协议的工作过程以及应用场景。

3）能够根据相应理论分析和解决具体网络应用相关的工程问题。

4）具备一定的网络设计能力，掌握中小型网络的应用模型，并能够进行相应的设计和实施。

5）具有团队合作意识和网络安全意识，在学习和工作中能够自主学习，具有科学求真、不断挑战自我、战胜困难的品质。

可以看出这是一门理论与实践密切结合的课程，要求学生在掌握复杂理论的基础上能够应用这些理论知识去解决实际的工程问题。通过合理的课程目标设置可以培养学生“知识”“能力”“素质”三位一体的综合能力。

2.2 教学内容

本课程采用线上线下混合式教学的线上平台依托超星学习通，在该平台上构建了完整的在线教学资源，包括内容导学、课程资料、实验资料、分组任务、问卷库、讨论话题、拓展进阶、题库等。

其中内容导学包括课程整体的导学和每章节的导学，通过课程整体导学让学生明白本课程的整体学习目标、学习方法和学习途径；章节导学提供本章节的学习内容概述和重难点，并提供辅助学习的相关网络链接供学生参考。

课程资料包括课件PPT、教案、教学视频和案例库等，比如IP子网划分会提供相应的多个实际案例。

针对理论部分，提供一定数量的按知识点和章节构建的习题库供学生自主练习，当前提供的习题数量已达2800多道题，题库资源如图1所示。学生可以自己组卷练习，并提供相应的章节测试题和作业库、试卷库等供教师根据教学需求来了解学生的学习情况。

针对实验内容，提供相应的课件、演示视频、仿真软件及其使用方法和实验手册或实验指导书等。

2.3 教学模式

OBE 理念强调在教学过程中以教育目标为框架，关注学生的学习成效，以学生为中心，本课程依托超星学习通平台，利用线上线下教学各自的优势，将知识点识记、分析理解、综合应用、评价等学习目标分解到混合式教学的课前（线上）、课中（线下）、课后（线上）三个阶段，形成三位一体前后融通的教学方式，以达到提升学生综合能力的整体课程目标。

基于计算机网络课程的特点，本课程的教学应包括理论教学、实践教学和课外学习指导三个部分。在教学过程中应注重以学生为中心，以提高学生学习的主动性为前提，努力让学生的计算机网络相关知识、能力和素质三个维度相互促进，整体呈螺旋上升。本课程经改进后的授课方式如下。

整体教学学时数与培养方案保持一致，仍然为总共64学时，包含16学时的实践，教学方式改为混合式，相当于增加了学生的线上学习时间。在后期可以根据需要进行调整。线上线下混合式教学模式如图2 所示。

2.3.1 课前，教师发布学习资料和指引，学生线上学习知识点

线上部分教师提前一周给出相应的学习指引和相关学习资料，包括课程要点、PPT、视频、补充学习链接等，课前的这些学习资料和学习指引是否恰当，能否激起学生的学习兴趣和调动积极性是做好线上线下混合式教学的关键。只有让学生找到了学习兴趣，认可了这种学习方式，才能激发学生学习的积极性，提高他们主动学习的热情，自发地去认真思索，探寻，高效率地完成老师布置的学习任务，进而针对自己学习上的疑惑点通过与同学探讨、在论坛上互动等方式来拓展学习的广度和深度。这正好吻合了“以学生为中心”的工程教育理念。

2.3.2 课中，线下课堂教学，主要讲授重难点和综合应用

课堂教学是线上线下教学的核心，在这个阶段需要做到承上启下，“承上”是指针对课前线上学习内容的分散性和不同学生的个体差异性，教师可以通过学习汇报、研讨、交流等方式了解学生对知识掌握的情况，进而对重难点进行分析和讲授，对知识点进行综合梳理，帮助学生对之前所学知识进行点、线、面的构建，获得完整的知识架构。“启下”是指需要为学生课后的拓展学习做好支撑，学生只有在课堂上打好了能力提升的基础，才能在课后的自由时间里翱翔。在这里可采用多种教学方式，比如：项目式、案例式、讨论式等，为提高课堂效率和学生学习的积极性尽量创造学生动手做和开口说的机会。在教学的过程中可利用学习通平台提供的知识抢答、随堂测验、问卷调查等手段让学生动起来。

2.3.3 课后，线上完成作业，复习巩固，自由拓展

在这个阶段教师通过布置相应的练习帮助学生巩固内化所学知识，同时引入工程认证教育理念。引导学生进行行业认证考试，比如思科、华为、华三的网络工程师认证考试，将相关的习题纳入课后作业，同时习题库对学生开放，学生可以自己组卷练习。鼓励学生参加相关的网络竞赛和认证考试，以考促学，提升学生的综合素质。

2.4 考核方式

考核方式是教学改革中的重要的一环，恰当的考核方式不仅能够真实地反映学生的学习情况，而且能够激发学生学习的积极性。该教学模式是基于OBE 理念的以“学生为中心”的线上线下混合式模式。因此既要重视结果性的期末总结性考核，也不能忽视平时的过程性考核。该课程总的考核比例为期末考试占60%；平时的过程性考核占20%，包括课堂参与度、课前任务学习、课后练习完成情况；实验占20%，包括基本实验完成度和拓展实验两部分。

3 教学实践

该课程在本校是开设在大二上学期，以计算机与通信工程学院计算机科学与技术专业2021级的学生为研究对象进行了教学实践。在教学过程中始终坚持以学生为本的工程教育理念，下面以“子网划分”这个知识点为教学案例说明线上线下混合式教学的组织和实施方法。

子网划分是计算机网络课程的一个重要知识点，是后面学习路由转发的基础，是网络规划的一个重要组成部分。

该模块的混合式教学过程组织如表1所示：

具体说明如下：

3.1 课前阶段

课前学生完成教师通过学习通发布的学习任务。包括视频讲解、自测练习和学习反馈。掌握子网、掩码、无分类地址、CIDR 记法及地址块等相关概念，了解定长子网划分和变长子网划分的应用场景及其实现方法。自学后通过测试练习来检验是否达到学习目标。教师通过查看学生学习情况了解课前学习效果，为课堂教学提供依据。

3.2 课堂教学

课堂教学根据不同的教学内容可采用多种不同的教学方法，针对子网划分这个知识点，它重点是要求学生掌握划分的原理和方法，需要学生熟练计算，因此主要采用实际案例来帮助学生理解划分子网的目的，通过精讲精练来促成学生熟练掌握该知识。

1）重难点精讲

给出例子，让同学先自己尝试解答，检验课前学习情况，了解本班同学难点在哪里，有的放矢进行讲授。

例1：B 类地址子网掩码为255.255.255.248 ，则每个子网内可用主机地址数为多少？能划分成几个子网？如果子网掩码改为255.255.255.192呢？