基于OBE模式的計算機網絡原理實驗教學改革與探索

蔣中云

摘要：在計算機網絡原理課程的建設中，針對實驗教學中存在的問題，以OBE教學模式為導向，制定OBE下的實驗教學大綱，開發符合企業標準的系列項目化工程案例。將案例通過教學大綱有計劃有步驟地融入到實驗教學，以OBE項目指導書、OBE實驗指導書、OBE課外實訓、實驗教學平臺、教學視頻等構建課程資源庫，在市級精品課程的帶動下，與企業行業一道開展課程建設和實驗教學改革，有效提高學生的工程實踐能力。

關鍵詞：OBE；計算機網絡；實驗教學

中圖分類號：G642.0/TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）27-0256-03

一、引言

基于學習成果的教育模式Outcomes-based Education，即OBE模式，是一個學習成果驅動整個課程活動和學生學習成果評價的結構與系統。在OBE教育模式中，學生學到了什么和是否成功遠比怎樣學習和什么時候學習重要，教育者必須對學生畢業時應達到的能力及其水平有清楚的構想，然后尋求設計適宜的教育結構來保證學生達到這些預期目標。OBE強調基于實現學生特定學習成果的教育過程，教育結構和課程都被視為教育手段而非教學目的。因此，OBE模式下的教育評價由教的效果轉為學的效果，傳統的基于課程內容的教學轉變為基于學習成果的培養過程。工程教育專業認證的理念是以學生為中心、成果導向和持續改進。實驗教學正是有效踐行該理念、提升大學生工程實踐能力、培養實踐創新人才不可或缺的重要載體，是目標達成度評價最直觀的環節，也是目前本科教育最薄弱的環節。本文將OBE教育理念引入到計算機網絡原理實驗教學環節，合理地設計計算機網絡原理實驗課程的內容，由淺入深地將目標能力指標與理論課程知識的設計貫穿到各實踐環節，使學生的工程實踐能力在遞進式實驗教學中得到螺旋式的上升。

二、計算機網絡原理實驗教學中存在的問題

在計算機網絡原理實驗教學中，其教學設計上還存在以下需要改進的地方。

第一，實驗內容離散。計算機網絡原理實驗課程，內容離散孤立，缺乏綜合項目，企業中實際應用的最新技術，在教學資源上未完善。

第二，課內實驗、課外實訓、大學生創新實踐項目以及學科競賽各環節之間的關聯性較差。不僅在知識架構層面上缺少橫向關聯和縱向深入，同時傳統的以教學進程為導向的實驗教學模式也忽略了學生“學習成果”這一根本目標，難以形成持續改進的教學質量保障。

第三，缺少工程項目經驗。學生具有較好的理論與實驗基礎，但缺少工程項目經驗，對實際網絡工程項目的具體流程不了解。工程實際能力的培養離不開企業，產教融合的教學過程還在探索中，需要更多的企業導師、理論和實驗教師的協同參與。

三、基于OBE的計算機網絡原理實驗教學設計

基于OBE的教學設計理念是由學生學習成果決定教學內容，教學的目的是使得畢業生達到一定能力要求，培養方案的制定也要明確反映對畢業要求的支撐。如表1所示，我們基于OBE教學模式提出了網絡工程專業的本科畢業生畢業能力要求，并標注了計算機網絡原理課程與專業畢業要求的關聯性。

以計算機網絡原理課內實驗、課外實訓、大學生創新實踐項目以及學科競賽為載體，探索并設計了計算機網絡原理課程遞進式實驗教學體系，如表2所示。實驗教學體系總體由三部分組成：驗證型實驗、設計型實驗、綜合型實驗，循序漸進，實驗設計與工程項目結合，力求將原各實踐環節散碎的實驗內容連接成線、擴展為面，使學生的工程實踐能力在完整的實驗教學體系中得到螺旋式的提升。

（一）驗證型實驗教學層次

在基礎的驗證型實驗環節中，應以提升工程基本素養為目標，重點設計驗證型實驗內容，在教學中引入問題情境，使學生明確所驗證的理論會實際應用在何種情況。如在網絡協議分析實驗中，利用工具捕獲、過濾流經本地的網絡信息，并加以分析和顯示。在分析ICMP協議時引入網絡故障，引導學生通過工具觀察并記錄協議數據的變化，提出解決方案、驗證結果等。

（二）設計型實驗教學層次

設計型實驗環節是在驗證型實驗能獨立完成的基礎上對知識的運用、發展和創新，設計具有廣度和深度的設計型實驗。設計型實驗以任務為導向，鼓勵團隊合作，學生以討論組為中心完成實驗選題。計算機網絡原理課程在驗證型實驗的基礎上，提出了構建小型局域網、構建中型網絡、構建大型網絡、Internet接入、構建基于無線路由器的無線局域網、Socket編程、常見服務器的安裝與配置、系統安全加固等多個設計型實驗選題。

（三）綜合型實驗教學層次

本環節采取以項目為導向、大作業、專題研究報告為載體的探究式學習模式，將前期的驗證型實驗與設計型實驗有機結合在一起，通過創新實驗、課程設計、學科競賽等形式培養學生的工程實踐能力和探索未知領域的興趣。

四、基于OBE的計算機網絡原理實驗教學實施

以OBE為導向，結合專業方向，在專業建設指導委員會的指導下，深度與企業合作，開展實驗教學大綱、實驗內容、項目化案例、實習實訓、實踐創新等教學改革。

（一）優化實驗內容

根據技術發展和企業需求，整合創新實驗內容，構建遞進式的計算機網絡原理實驗教學體系，明確實驗教學活動。

（二）建立明確的、可實施的OBE模式下的實驗教學大綱

從學校應用型本科定位、專業培養目標出發，根據學科發展趨勢，基于OBE理念，編寫可操作的實驗教學大綱，并在教學運行中修正，為實驗內容安排、教學策略設計、教材編寫、教學評價確立依據。

（三）制定多元化的考核方法

根據遞進式實驗教學體系各層面對學生能力要求的不同，制定多元化的考核方法。

（四）編寫項目化的實驗指導教材

深度與多家上海龍頭企業合作，以實際網絡系統集成項目為背景，與行業專家一起，開展融入行業標準的項目化案例開發，在經過教學實踐后加工匯編成項目化實驗指導教材。

（五）建設網絡化的實驗教學資源

以計算機網絡技術為中心，開展課程網站建設，匯集實驗教學資源，開發利用實驗教學平臺，服務學生的課程學習。

五、結語

根據工程教育專業認證的理念，圍繞學生學習成果的能力目標開展計算機網絡原理遞進式實驗教學改革，以學生學習為中心，學生可以根據自身的興趣、擇業方向選擇感興趣的選題并完成實驗實踐。以產教融合為紐帶，依托實際工程項目將企業中實際應用的最新網絡技術滲透到實驗教學中，設計遞進式的實驗教學體系及多元化考核方式，使工程實踐與創新能力得到螺旋式的提升。

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