基于OBE視角的新工科專業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)改革探究

宋濤，王志強(qiáng)，張靜

(吉利學(xué)院，四川簡陽641400)

根據(jù)我國高等教育教學(xué)質(zhì)量提升內(nèi)涵式發(fā)展要求，在智能制造、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器人等新工科人才培養(yǎng)背景下，高校應(yīng)用型人才既要具備良好的個人綜合素養(yǎng)，又要滿足區(qū)域行業(yè)和企業(yè)崗位契合度高的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，并在其崗位具有前瞻性和發(fā)展性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是國家新工科專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的核心課程，但高校在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)中重原理性，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容過于關(guān)注實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果，對學(xué)生的“解決復(fù)雜問題的能力”和“應(yīng)用和設(shè)計(jì)能力”培養(yǎng)成效并不顯著，這對于新工科背景下行業(yè)人才需求是有偏差的。這種實(shí)踐教學(xué)模式并不符合社會和企業(yè)對應(yīng)用型人才的崗位需求。

OBE(OutcomeBasedEducation)理念旨在鍛造學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、組織溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面的能力[1]。為了進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)提升學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程能力，本文以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，開展基于OBE成果導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)改革，創(chuàng)新本科網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對學(xué)生課程教學(xué)質(zhì)量提升具有重要的借鑒意義。

1 基于成果導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

《2020的工程師:新世紀(jì)工程的愿景》中明確指出未來工程師應(yīng)具備的關(guān)鍵素質(zhì)，其中包含實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造力、溝通和管理能力、倫理道德和終身學(xué)習(xí)能力等綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)[2]。通過OBE 理念反向設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)體系，制訂12 個教學(xué)目標(biāo)觀測點(diǎn)，建立課程目標(biāo)與畢業(yè)預(yù)期成果，如表1所示。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)預(yù)期成果

2 基于OBE 視角優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)創(chuàng)新、探究型實(shí)驗(yàn)

新工科背景下網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的類型、技術(shù)定位、作用和應(yīng)用均發(fā)生了改變[3]。在應(yīng)用型本科網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)多數(shù)以驗(yàn)證、設(shè)計(jì)、綜合類設(shè)計(jì)為主，以仿真軟件進(jìn)行模擬環(huán)境和設(shè)備構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，學(xué)生的探究和創(chuàng)新思維沒能得到充分挖掘。基于OBE 視角，改變傳統(tǒng)以演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，新增創(chuàng)新型、探究型實(shí)驗(yàn)。按照IT龍頭企業(yè)華為、思科等網(wǎng)絡(luò)公司的IT培訓(xùn)課程、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及其虛擬仿真平臺進(jìn)行調(diào)研，選取路由交換、WLAN、安全、云計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、存儲等其核心部分融合到實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，使得學(xué)生通過職業(yè)認(rèn)證方式掌握IT公司的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程和技術(shù)規(guī)范,實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，從而有效提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、團(tuán)隊(duì)合作與交流等綜合能力。引入企業(yè)IT認(rèn)證培訓(xùn)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)踐項(xiàng)目，整合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，分別按初級、中級、高級及開放創(chuàng)新四個等級設(shè)置遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在每個過程階段，分別設(shè)置必修、選修和拓展實(shí)驗(yàn)，適應(yīng)不同的學(xué)生情況，如表2所示。

表2 嵌入企業(yè)IT認(rèn)證培訓(xùn)的遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

3 面向O2O(Online To Offline)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容抽象，課堂教學(xué)過程大多采用大班授課制下的師生一對多管理方式，面向?qū)W生的單向、一對多管理顯然存在教學(xué)問題反饋的滯后性。

1)課前

O2O 線上混合式學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即通過慕課(MOOC)建立線上學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，開發(fā)課程微課資源(大綱、PPT、教案、實(shí)驗(yàn)報告)。教師為學(xué)生推送線上自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，配套布置網(wǎng)絡(luò)工程案例相關(guān)資料的收集、查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算等任務(wù)，學(xué)生通過任務(wù)驅(qū)動法進(jìn)行研討，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)學(xué)情分析。

2)課中

首先對網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目一體化設(shè)計(jì)，分析案例，以單位的組網(wǎng)為例，在進(jìn)行組建網(wǎng)絡(luò)前期，完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)和可用IP地址的分配規(guī)劃方案，旨在考查學(xué)生是否掌握網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)、IP 地址分類、子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)等理論；然后，組建各單位部門之間的內(nèi)部高速網(wǎng)絡(luò)，包括以太網(wǎng)、VLAN、STP、VRRP等技術(shù)；組建內(nèi)網(wǎng)后將各單位和部門進(jìn)行互聯(lián)，旨考查廣域網(wǎng)(PPP、FR) 和IP 路由技術(shù)(直連、靜態(tài)、動態(tài)RIP/OSPF 等)；最后，進(jìn)行配置網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和相關(guān)服務(wù)。經(jīng)實(shí)踐強(qiáng)化，提升學(xué)生分析與解決復(fù)雜工程問題的能力。網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目研討式教學(xué)方法設(shè)計(jì)包含網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)知識的啟蒙、規(guī)范性系統(tǒng)原理、課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐、工程設(shè)計(jì)答辯等4 個環(huán)節(jié)[4]，學(xué)生結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐中的問題進(jìn)行專題報告、總結(jié)和探索撰寫報告，展示或示范過程成果等多視角內(nèi)化知識結(jié)構(gòu)。在研討式教學(xué)中除了專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)外，更加側(cè)重訓(xùn)練學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和交流表達(dá)能力等非專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，營造活躍輕松的課堂氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)興趣，保證教學(xué)過程實(shí)施的規(guī)范性和有效性。

3)課后

課后，結(jié)合線上課程資源與作業(yè)，教師通過在線學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時答疑，并針對個體差異進(jìn)行重點(diǎn)輔導(dǎo)，檢測學(xué)生課程習(xí)得效果。通過網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)定合理的雙方教學(xué)控制權(quán)機(jī)制，建立以學(xué)生為主導(dǎo)的過程管理辦法，極大擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的空間和時間，全面展示學(xué)生的個性化和創(chuàng)新意識，有效激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。

4 建立多元可量化教學(xué)質(zhì)量考核與監(jiān)測機(jī)制

OBE理念遵循的是學(xué)生的個性化培養(yǎng)方式，以學(xué)生能力量化評價為導(dǎo)向，建立多元迭代質(zhì)量考核的檢測，注重“學(xué)生過程評價”。將課外科技競賽、O2O 線上混合式學(xué)情記錄等納入課程過程化考核指標(biāo)中，并將其作為課程總評成績的主要指標(biāo)(權(quán)重可不低于10%)，學(xué)習(xí)成績由學(xué)生的期末考試(50%)、在線學(xué)習(xí)(20%)、課程取得相關(guān)成果(10%)(包括課程設(shè)計(jì)、競賽、創(chuàng)新報告、企業(yè)認(rèn)證等)構(gòu)成，突出研討和實(shí)踐成績。該考核方式將注重“學(xué)生自評”和“過程評價”，將課外科技競賽、O2O 線上混合式學(xué)情記錄等納入課程過程化考核指標(biāo)中，并將其作為課程總評成績的部分指標(biāo)。企業(yè)認(rèn)證考核成績則為學(xué)生在學(xué)期內(nèi)完成課程修讀后，由企業(yè)或社會權(quán)威認(rèn)證對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行結(jié)果性考核。借助思科、華為網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐平臺，嵌入H3C、華為、Cisco等龍頭IT企業(yè)相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行培訓(xùn)和考試授權(quán)，為學(xué)生雙證式培養(yǎng)提供良好的培訓(xùn)和認(rèn)證平臺。該方式不僅可以提高學(xué)生對課程的興趣，也使教學(xué)考核更加科學(xué)、公平，而且使學(xué)生在獲取知識的同時取得技術(shù)資格證書，有利于學(xué)生就業(yè)，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和專業(yè)自信。

評價方法：抽取一定數(shù)量的試卷樣本數(shù)，按照以下公式計(jì)算課程的達(dá)成度值：課程教學(xué)目標(biāo)=樣本總成績的平均分/樣本成績的滿分。當(dāng)達(dá)成度值大于設(shè)定的門限值時，認(rèn)為該課程實(shí)現(xiàn)了對該畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成。

表3 課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成考核方式

圖1 學(xué)生在線學(xué)習(xí)行為(推送視頻資源)情況統(tǒng)計(jì)表

在線學(xué)習(xí)評價：學(xué)生通過參與課程案例分析與討論，在簽到榜、答題榜、討論榜完成多元層次化教學(xué)評價。從獨(dú)立學(xué)習(xí)行為、交互學(xué)習(xí)行為和教學(xué)資源使用3個維度實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析[5]。數(shù)據(jù)表明，學(xué)生在慕課堂更偏好于音視頻、案例等多媒體學(xué)習(xí)，教學(xué)環(huán)境以多媒體方式呈現(xiàn)，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度分布在80%～100%，表明學(xué)生能夠積極參與線上課堂的交互學(xué)習(xí)，從而有效促進(jìn)知識目標(biāo)的達(dá)成。

經(jīng)實(shí)踐研究，采取數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立樣本交互式學(xué)習(xí)知識表，對知識點(diǎn)和能力培養(yǎng)相關(guān)問題深入融合分析，從教學(xué)過程、試卷評價、線上學(xué)習(xí)分析等多維分析角度進(jìn)行內(nèi)容重構(gòu)，逐步調(diào)整教學(xué)過程的學(xué)時分配、授課方法，形成多元可量化課程學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度情況檢測及社會第三方反饋等教學(xué)能力評估機(jī)制[6]。通過學(xué)生評教以及學(xué)生座談會情況看，學(xué)生對教師的滿意度平均93.11%。從學(xué)生座談會反饋情況看，學(xué)生對課程實(shí)操掌握熟練，頗有較強(qiáng)的獲得感，教學(xué)效果評價較好。

5 結(jié)束語

基于OBE視角對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程從課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，采取多元考核方式創(chuàng)新課程評價體系，采用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對教學(xué)習(xí)得效果實(shí)時監(jiān)測、迭代并持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、交流，通過與教師交互給出評價，對學(xué)生的課程達(dá)成度進(jìn)行評價，有利于課程授課計(jì)劃持續(xù)改進(jìn)和調(diào)整[7]。有效激發(fā)學(xué)生工程實(shí)踐潛能，使學(xué)生深度參與教學(xué)過程，促進(jìn)學(xué)生課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成,培養(yǎng)出與社會需求切合度高的復(fù)合型人才。