基于OBE-TC 的計算機網絡課程教學改革

孫清聞，王 紅

（大連東軟信息學院 計算機與軟件學院，遼寧 大連 116023）

0 引 言

計算機網絡課程是網絡工程、軟件工程、計算機科學與技術等計算機相關專業的一門重要的專業基礎課程，更是很多計算機相關專業的專業核心課程，在課程體系中有著十分重要的地位，且對很多專業課起到重要的支撐作用。2016年6 月，中國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式成員，大連東軟信息學院在此契機下，發出了以成果導向教育理念引導工程教育改革的倡導。成果導向教育（outcome based education，OBE）是一種以學生的學習成果（learning outcomes）為導向的教育理念，認為教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果[1]。它由Spady 等人于1981年首次提出，此后很快得到了人們的重視與認可，現已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念。美國工程與技術教育認證協會（ABET）全面接受了OBE 的理念，并將其貫穿于工程教育認證標準的始終。實際上，成果導向教育所倡導的以學生為中心，以產出為導向，注重對目標達成的支撐、持續改進等思想與CDIO工程教育理念是等效的，但在教學設計上，其所強調的反向設計、擴大機會、提高期望等實施原則，給教育目標的達成帶來了新的改革思路。

1 基于OBE-TC的課程設計

1.1 制訂以畢業要求為導向的課程教學目標

OBE 理念強調反向設計，首先要綜合分析國家、社會、行業、職場等對人才的需求，據此確定培養目標，然后根據培養目標確定畢業要求，并將畢業要求逐條分解，細化成可測性的指標點，最后根據指標點確定課程體系[2]，因此，對于一門課程來說，所要支撐的畢業要求指標點是在設計培養方案時就已經確定了的，以此為依據，結合TC 能力指標點確定學生最終達到的學習效果，這個學習效果就是課程的教學目標。表1 是根據OBE 的反向設計原則，推導出的課程教學目標與TC 能力指標及畢業要求指標的對應關系。

1.2 根據教學目標設計教學活動

教學目標是學生要達到的頂峰成果，確定好教學目標后，即可以此為起點反向設計出達成目標所需的教學活動。OBE 強調以學生為中心，教師不該是課程的主宰者，而應該是課程的指導者。教師的主要任務不是講授知識，而是利用示范、監督、評價、診斷、建設性介入等策略引導和協助學生達成預期成果[3]。基于這樣的思想，需要詳細設計教師以及學生在課前、課中、課后這3 個時間節點所要完成的任務，具體任務見表2。課前，教師需要以細致的提問形式為學生列出預習清單，并為學生提供相應的測試題，引導學生做有效、深入的預習，將識記性、易理解的知識消化于課前。課上，教師引領學生對知識做二次加工，做歸納總結，做多角度的討論，進行更有深度的學習，并可適當選取知識單元做翻轉課堂，進而將知識課堂轉型為學問課堂。課后，學生需要對所學知識進行梳理，繪制思維導圖，通過完成教師提供的練習題做有效的復習，進而保證在下次課的隨堂測試中能取得好的成績。教師在課后的主要任務是針對預習測試、隨堂測試、階段測試的結果進行適當的成績分析，通過分析結果發現薄弱環節，以此為依據對授課內容作微調，有的放矢地解決問題，提高課堂效率。

OBE 強調人人能成功，但不一定同時采用相同的方法，因此，在課程設計和教學上需要考慮學生的個體差異，要以更加有彈性的方式配合學生的學習能力差異。教師可以為課程的重點及難點知識制作微課視頻，學生可以結合自身需要充分利用好個人的碎片化時間，利用視頻進行課前預習或課后知識回顧，以此保障每名學生都有達成學習預設學習效果的機會。

達成知識目標只是課程學習的第一步，OBE強調能力本位，強調提高期望，因此，教學目標的達成也包含能力目標的達成，應針對每項能力為學生制訂明確的任務要求，且每項任務的最終成果都融入一定的挑戰性。表3 給出了課程能力目標與學生任務的對應關系，學生需要學習使用Ethreal 抓包軟件和Packet Tracer 軟件分析網絡數據包，將理論與實踐相結合，并能夠在實驗室中使用真實設備搭建簡單的網絡。

表1 課程教學目標

表2 知識目標培養路徑

表3 能力目標培養路徑

1.3 根據預期成果設計考核體系

在反向設計原則中，確定好課程的教學目標后，需要根據教學目標推導出教學活動以及預期學習效果，并針對預期效果制訂有效的考核方法。考核一般分為過程考核和終結性考核兩大類，考核項目的設計應具有多元化、包容性的特點，既要能評價學生知識、能力、素質等多方面學習效果的達成情況，又要能幫助學生逐步縮小距離頂峰成果的差距、縮小彼此之間的差距，同時也能滿足個體自我發展的差異。在過程考核中，教師的重要作用是要為學生創造各種成功的機會，使學習能力強者更強，從而引導每一名學生都成為學習的成功者，使每名學生都能在學習中獲得成就感，讓成功的學習體驗激發學生想要更成功的學習熱情。

表4 是課程的過程考核設計，測試貫穿于課程始終，學生每次根據預習任務完成預習后需要在網絡平臺上完成預習測試，課堂上需要在規定時間內完成已學內容測試，每次測試以后網絡平臺會根據學生做答給出成績，并顯示標準答案，相當于對學生進行了簡單的一對一輔導。采用本學期所有測試的平均分作為測試成績，既可以避免學生只一時努力三分鐘熱情，又可避免學生因一段時間的成績不佳，嚴重影響最終成績而自暴自棄提前放棄努力。實驗室實驗和三級項目均需要分組完成，在學期初教師會以自愿為主、教師輔助調劑的方式為學生分好組并下發任務內容和考核要求，同時為學生提供配套的指導書和重要知識點微課視頻。隨著學期的推進，學生逐漸清晰完成實驗室實驗和三級項目所需的知識與能力，此時學生便可根據小組自身需要決定是否提前動手實施實驗及三級項目。實驗室實驗及三級項目任務均采取半開放方式，允許學生在滿足任務要求的基礎上引入新技術，對實驗及項目進行補充擴展，甚至重新規劃設計給出更好的答案。實驗室實驗和三級項目均采用小組評分制，同組成員需共同協作完成任務，評測時教師會隨機指定某位小組成員完成任務評價，所得評價結果將代表全組成績，以此激勵學生團隊協議、協同學習，在彼此的扶持下持續提升自己，并愿意嘗試具有挑戰性的任務。

終結性考核是對學生頂峰成果達成情況的測評，要能反映學生知識目標及能力目標的達成情況。首先制訂試卷設計規則，規定其考核內容應該覆蓋課程全部知識點的85%，且對重要知識及能力點的覆蓋應該達到100%；規定每個章節的題目分數占比范圍；規定考試題型及各題型滿分分值，見表5；規定不同知識點及能力點的可用考核題型。在此規則基礎上，由多名教師共同出5 套試卷，最后由組長平衡各試卷的重復率不超過50%。期末考試時隨機抽取一套試卷作為終結性考核試卷。

表5 終結性考核設計

2 質量保障措施

一個好的教學體系應該具有“閉環”特征，即能夠通過監督及檢查發現問題，通過反饋及調控糾正問題，通過分析問題產生的原因及糾正后的結果進行持續改進。基于此思想，可以設計一套質量保障措施，通過這些措施，既要發現學生的問題，又要發現教師的問題，既要發現學習內容的問題，又要發現學習方法的問題，并根據所發現的問題給予相應的處理，為課程的持續改進提供保障，具體措施如下。

1）針對教師。

每兩周組織一次集體備課：通過集體備課集思廣益，盡可能優化未來兩周教學流程及教學方法，從而提高課堂教學效率；同時總結過去兩周內各專業、各班級在教學過程中遇到的共性問題，探討最優的解決方案，并以分工準備的方式，專人跟蹤總結各問題的解決情況，為課程的持續改進提供支撐材料。

課程組內互相聽課：課程組內的教師在學期內要旁聽組內其他教師的課，每人至少一節，互相評價，共同提高。

學期末研討：教師搜集數據對過程考核及終結性考核成績進行分析，在此基礎上研討總結本學期的成功經驗與存在問題，制訂下一輪改進計劃，同時制訂新資訊、新資源調研計劃，適時向課程中引入新內容或新資源，使教學與時俱進。

2）針對學生。

充分利用網絡平臺：除了計入過程考核的預習測試及隨堂測試外，在學期1/3、2/3 為學生提供不計成績的階段測試兩次，學生測評完即可看到標準答案，及時強化掌握不牢的知識點。教師也可通過網絡平臺提供的成績，分析發現學生共性問題，及時采取補救措施。

學期中進行問卷調查：問卷涉及兩方面內容，一方面是幫助學生發現自身問題，設計問題如“你是否每節課按時完成教師布置的預習作業？A.一直；B.經常；C.偶爾；D.很少；E.從未”，通過一系列問題幫助學生明確學好這門課的必要步驟，通過問卷結果可以幫助教師了解所采取的評價及引導方法是否對學生的學習起到有效的督促作用；另一方面是從學生的角度發現教學中存在的問題，設計問題如“任課教師是否為你清晰闡述本門課你要達成的預習學習成果？A.是，我已經明確；B.教師有闡述，但我尚未十分明確；C.否”，通過一系列問題幫助教師站在學生的角度判斷教師職責達成度，促使教師與學生共同進步。

組織學生座談：每個教學班選取若干名不同層次的學生為代表，與任課教師或其他教師進行座談。通過面對面地交流，獲取學生心聲，了解學生對教學內容及教學方法的認可及滿意程度，同時也方便教師有的放矢地為學生提供資源和幫助。

鼓勵學生參與課程建設：讓學生做課程的主人，積極參與課程建設，例如，讓學生按照自己喜歡的方式修改或制作課件，讓學生對課程內容進行補充、錄制知識點講解的微課視頻等。對于積極參與課程建設的學生，可給予適當的加分鼓勵。

3 改革實施后帶來的改變

2008 年，大連東軟信息學院引入了CDIO教育理念和教學方法，并在此基礎上做了繼承性的創新，構建了具有學院特色的TOPCARES—CDIO（簡稱TC）能力指標體系[4]。這些指標都是對學生要達到的預期學習效果的一個簡要概括和描述。計算機網絡教學團隊也于同年對課程進行了基于TC 理念的教學改革。近10 年時間里，教學團隊在教學目標設定以及教學組織、教學實施和教學資源建設方面做了大量工作，取得了一定的研究成果。

（1）以學生為中心的角色轉換過程中，師生任務分工明確，學生很快從最初的被動等待任課教師下發任務轉變到十分明確課前、課中、課后自己應該完成的各項學習任務，并能夠充分利用教師提供的各項學習資源達成預期學習效果。課堂教學深度得到顯著提升，且翻轉課堂、話題討論活動常有令人驚艷的效果。

（2）基于OBE 擴大機會的思想，采取實驗室開發預約機制，鼓勵學生在安排的實驗課之前，根據教師提供的實驗指導書及微課視頻自行預約實驗室，提前做實驗，這樣就可以保證在實驗課上準確甚至有擴展性地完成實驗任務，進而取得滿意的成績。通過此種方法，明顯改善了原有實驗過程中學生情緒不高、不知從何下手、做了也不知道自己在做什么的局面。

（3）網絡平臺的充分利用，解決了班型大、人數多、教師難以對每位學生進行有效的專項評價和輔導的問題。學生通過每一知識單元的預習測試、隨堂測試以及階段測試，能夠獲得及時的反饋及初步輔導。基于OBE 提高期望的思想，搜集大量的考研題目融入各級測驗及課后作業中，同時改革了終結性考核內容，去掉了記憶性的簡答題，改換為靈活運用知識解決實際問題的應用題，在試題難度增加的基礎上，本輪改革的學生成績相較改革前的學生成績不降反升。表6 列出了教學改革前和教學改革后終結性考核成績分布情況。

表6 終結性考核成績分布情況

4 結 語

計算機網絡課程是計算機相關專業的重要基礎課程，對各專業的后續專業課有著重要的支撐作用，因此，課程的持續改進意義重大。在TC能力培養的基礎之上，將OBE 思想引入課程設計，采用反向設計原則，從畢業要求出發，重新梳理課程目標，并以此為起點設計課程每一環節的任務分工，進而確定多元化的考核體系；采用以學生為中心的教學思想，轉換教師角色，做好資源建設和教學引導；擴大學習機會，提供種類豐富的資源，彈性回應學生的學習要求；建立質量保障體系，保障教學有序推進，并能適時調整、持續改進。實踐證明，改革對營造良好的教學氛圍，提升學生的自主學習意識及學習熱情，對師生的成長都大有裨益。