新工科背景下基于OBE理念的計算機網絡課程改革探索

［摘 要］在新工科背景下，計算機網絡課程致力于培養兼具工程實踐與創新能力的高素質復合型人才。針對計算機網絡課程教學現狀及存在的問題，文章深入分析教學改革的新思路，并基于OBE理念，從教學目標、教學手段、教學成果評價三個維度介紹教學設計的具體實施過程；以學生成果為導向，動態調整并優化教學目標，力求培養具有實踐創新能力、團隊協作精神及跨學科思維能力的計算機網絡專業人才。

［關鍵詞］新工科；計算機網絡；OBE；教學設計

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）22-0043-05

黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央高瞻遠矚、舉旗定向，明確提出“科技是第一生產力、人才是第一資源、創新是第一動力”的科學論斷，為深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略指明了方向。在此背景下，改革高校工程教育，著力培育具備創新實踐能力與跨學科思維能力的復合型人才，已成為中國在世界舞臺上站穩腳跟的重要支撐力量。

“新工科”是基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求提出的一項重大發展戰略，是對科技革命和產業革命的積極回應，是深化高等工程教育改革的必然路徑[1]。計算機網絡課程是計算機學科的核心課程，承擔著網絡技術人才培養的重任，而優秀網絡技術人才將成為國家加快培育和發展戰略性新興信息產業的強大助力[2]。該課程深入探討計算機網絡的基礎知識、關鍵技術及其實際應用，旨在培育學生成為新時代網絡技術領域的專業人才。

一、計算機網絡課程教學現狀

計算機網絡課程是一門多學科交叉的基礎課程，內容涵蓋數據結構、程序設計和操作系統等先修課程，以及無線傳感器網絡、現代網絡技術、網絡編程等后續課程。該課程是全國各大院校計算機相關專業的必修課程。然而，隨著計算機網絡技術日新月異，其教學模式卻未能同步更新，仍存在一些亟待解決的問題。

（一）知識體系復雜，學習難度大

計算機網絡課程知識體系復雜，包含眾多概念和原理，其中網絡體系結構和層次等內容尤為抽象，學生理解難度較大。為此，教師在教學中應強化理論與實踐的結合，以促進學生對知識的深入理解和扎實掌握。

（二）理論與實踐脫節，創新能力培育不足

計算機網絡課程的教學往往局限于學校教師主導的理論講授與課堂記憶，缺乏對知識創新應用的實踐探索，導致部分學生實踐經驗匱乏，創新能力不足，難以滿足行業與社會發展的需求。

（三）突出內容學習，忽略思政融入

基礎知識的學習固然重要，但思想政治教育的重要性亦不容忽視。教師在課程教學中應注重學生思想政治素養的培養，引導他們樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，并深化他們對網絡強國戰略思想的理解，以增強學生的社會責任感與國家意識，培育出既勇于擔當又富有創新精神的優秀人才。

二、計算機網絡課程教學設計理念

OBE（Outcome?Based Education，成果導向教育）理念是20世紀80年代由威廉·斯貝德（William Spady）等人提出，且目前在教育界獲得廣泛認可的一種教育理念[3]。OBE理念的核心在于設定明確的學習目標和期望的學習成果，確保學生在課程結束時達到既定的能力水平[4]。OBE理念強調學生實際能力和技能的培養，而不僅僅關注課程的教學過程；鼓勵學生主動參與學習，通過課堂活動、實踐項目和團隊合作等方式，培養學習能力，激發創造力，并強化問題解決能力[5]。

截至目前，部分院校已開展融合OBE理念的課程改革。例如，楊靜靜等以OBE理念為指導，從教學目標、教學方法、教學內容、課程考核體系等角度出發，以學生為中心，以學習產出成果、能力為導向，探索了“教賽融合”的教學改革路徑[6]。操德文等基于OBE理念，通過翻轉課堂、理論與實踐結合、校企合作及多元評價體系等手段，推進了RFID原理與應用課程的教學改革[7]。徐偉光等依據 OBE 理念，構建了陸工在線智慧教學平臺，采用智慧教學手段有效傳導學習動力，并提出了對抗研討教學法，讓學員在對抗博弈、反復交鋒和迭代改進的過程中，重走密碼技術演進之路，解決密碼學原理公式易記、道理難明的問題[8]。張瑞祥等基于 OBE理念，提出了聚焦教學目標、構建實踐項目體系、提升教學效率、開展教學考評的“一體三翼”實踐教學模式，并探索了其在專業課程中的應用[9]。

與傳統計算機網絡課程教學中教師主導、學生被動接受的模式相比，融入OBE理念的課程設計顯著不同。它首先確立明確的教學目標，并依據學生實際情況靈活調整，同時實施動態達成度評價，以確保教學效果的持續優化。教學過程中，課程設計緊密結合實際發展情況，不斷優化教學策略，其核心在于以明確目標為導向，激勵師生共同努力，靈活應對挑戰，最終實現既定教學目標。

計算機網絡課程設計分為教學目標制定、教學手段確定、教學成果評價三個具體階段（見圖1）。在制定教學目標時，教師應深入了解行業需求，并充分考慮學生的個性化學習需求，以制定出合理且有針對性的教學目標。在教學過程中，教師應強化思想政治教育，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，幫助學生深入理解網絡強國的戰略思想，并認識計算機網絡技術對國家安全的重要性。同時，教師應采用多元化的教學手段，以激發學生的學習興趣，并提升他們解決實際問題的能力。在教學成果評價階段，教師應摒棄單一考核方式，采取多樣化的評價方法，以全面、準確地評估教學目標的達成情況。

三、融合OBE理念的計算機網絡課程教學設計與實施

（一）制定教學目標

計算機網絡課程作為專業核心基礎課程，旨在傳授學生經典的互聯網工作原理，并著重培養學生獨立分析及有效應對大規模網絡工程挑戰的能力。基于學生需求與專業培養目標，課程組制定以下教學目標。

1.知識目標

本課程旨在讓學生深入理解計算機網絡的基本概念，掌握信號在計算機網絡中的傳輸方式，明晰數據幀通過何種機制到達其目的地，以及學習實現端到端的可靠傳輸的原理。同時，課程將深入探討數據包的路由尋址與轉發機制，并介紹高層應用在計算機網絡中的多樣化功能。通過系統地學習這些基本概念、理論與方法，學生將構建起計算機網絡系統的完整知識框架，從而能夠熟練運用網絡知識分析并解決問題。此外，學生還將具備利用計算機工具和網絡知識識別并解決相關工程問題的能力。

2.能力目標

學生將能夠運用分層思想構建網絡框架，掌握通信原理以實現網絡連接，熟練運用協議交互達成網絡互通，以及應用服務模式促進網絡資源共享。此外，課程旨在培養學生的自學能力、團隊合作與表達能力，并提升他們在信息獲取、系統分析等方面的綜合能力。

3.思想和素質目標

厚植愛國主義情懷，堅定信息技術創新強國的信念。培養學生求真務實、勇于探索、精益求精的科學態度，并錘煉其團結協作、共同攻艱克難的協同精神。同時，引導學生思考網絡與人生的關系，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。

（二） 確定教學手段

計算機網絡課程作為理工科專業的基礎課程，其知識以嚴謹的理論體系和強大的邏輯性，廣泛應用于工程實踐中。該課程廣泛覆蓋全校多專業學生，鑒于各專業培養目標不同，針對相同知識點實施面向對象的分層次教學策略。課前推送內容緊密結合學生專業背景，強調專業需求，旨在激發學習興趣，促進學習資源的多樣化與學習體驗的個性化[10]。

基于OBE理念，教學應以學生的學習成果為導向，遵循反向設計原則，明確設定教學目標與任務。在課前、課中和課后環節，需明確劃分師生職責，確保教學順暢高效，以有效促進學習成果的達成。具體而言，教師采用“線上自學+線下翻轉課堂”模式，分階段實施教學：課前引導學生自主學習，課中強化師生互動，課后鞏固學習成效。三階段緊密銜接，共同推動教學目標的實現，促進學生全面發展（見圖2）。

1.課前自學

差異化預評估是教學的重要步驟，有助于教師精準把握學生的學習需求與水平差異，從而靈活調整教學策略，促進學生學習成效的提升。根據評估結果，教師可利用慕課、雨課堂等線上平臺，在課前發布學習任務與預習資料，讓學生預先了解課程內容，為課堂深入學習奠定基礎，并通過預習進行知識拓展。此外，設計啟發性問題，引導學生在尋求答案的過程中深化理解，同時鼓勵學生自主發現問題并勇于提問，以此提升預習效果。

教師可利用慕課平臺開展單元測試與章節測試，通過試題形式有效檢驗學生的預習情況，進而強化預習效果。同時，搭建討論與交流平臺，增強學生間互動，為教師后續教學活動的精準開展提供有力支持。

2.課中互動

實施翻轉課堂教學，增強課堂互動性。該模式強調學生主體地位，教師作為引導者與監督者，致力于激發學生的自主學習興趣，并全程跟蹤指導，確保學習質量穩步提升。

根據學生課前線上自學的任務完成情況和測評結果，教師可以初步掌握學生對知識點的理解程度。在此基礎上，結合計算機網絡領域的最新應用場景進行深入講解，以深化學生對重難點問題的理解。具體而言，針對網絡安全，教師可闡述最新的網絡安全技術與應對策略，如密碼學方法、防火墻技術、入侵檢測系統等，并深入探討5G、物聯網、云計算等前沿領域所面臨的網絡安全挑戰及其解決方案。對于網絡性能優化，教師可介紹流量調度、擁塞控制、負載均衡等先進技術和算法，并分享大數據、人工智能等領域中的網絡性能優化實際應用案例，以展示其優化效果。此外，針對網絡通信協議及互聯網發展趨勢，教師可詳細解析最新的網絡通信協議標準，并闡述物聯網、5G等新興技術所展現的通信特點及未來發展趨勢。通過融合最新應用場景，不僅能激發學生的學習興趣，還能幫助學生深化理解、拓寬視野，為其未來學習及職業發展奠定堅實基礎。

與此同時，教師可鼓勵學生分組討論，并密切關注討論進程，及時指出組內分工的不合理之處。此外，教師應根據教學目標靈活調整學生的任務分工，并提供必要的修改指導，以優化教學計劃的執行。

3.課后復習鞏固

課后，教師可充分利用網絡平臺布置作業、分享學習資源，并精準總結課程重難點，以有效促進學生的深入學習。同時，發布隨堂測試與課后作業，促進學生對課堂內容的理解和掌握。通過班級群等網絡渠道，教師能及時解答學生的疑問，強化師生互動，提升教學效率，并提供個性化輔導，精準滿足學生的學習需求。此外，教師應全面分析學生在各階段的表現，包括練習、測試、作業、討論及實踐，以精準把握學生學習狀態，優化教學內容與方法，從而提升教學質量，高效達成教學目標。教師的不斷反思與調整，是提升教學效果、滿足學生學習需求的關鍵所在。

（三）評價教學成果

OBE 理念要求對學生進行全面評價，強調評價內容的多元化與方式的多樣性，涵蓋知識掌握、能力提升及創新性等多個維度，超越單一期末考試范疇，注重學習過程的連續性與考核形式的多樣性。教師應深度融合OBE理念，以學生為中心，實施研究性教學方法，并構建多元化、層次分明的教學成果評價體系。具體而言，教學成果評價應重點關注學生能力的發展與目標的達成，采用靈活多樣的過程性評價方式，運用豐富的考核手段全面評估學生的目標達成情況。

課程評價體系全面覆蓋了過程性評價和結果性考核，兩者相輔相成。在進行教學成果評價時，教師應綜合考慮過程性評價與結果性考核，假設兩者占比分別為a%和b%，其中a%+b%嚴格等于1，以確保評價的全面性和公正性。表1展示了課程評價與目標達成度的評分情況。

此表格中，每項打分均對應一個打分項 [（T1，T2，…，Tm）]，平均總分值體現了學生在課程或項目中的整體表現水平，而實際平均得分則精準反映學生在具體項目或技能上的實際得分情況。同時，通過設置課程目標[（O1，O2，…，Om）]和支撐畢業要求指標點[（P1j，P2j，…，Pkj）]相對應的評分項目，確保了它們之間的緊密關聯，從而強化了評價的準確性和有效性。

過程性評價對第j個課程目標[Oj]和第k個畢業要求指標點 [Pk] 的支撐分數 [TSkj] ，是對應于 [Oj] 和 [Pk] 的打分項的平均總分值之和，即 [TSkj = （TSi）]，其中 i 表示所有對應于 [Oj] 和 [Pk] 的打分項。同樣地，對第 j 個課程目標 [Oj] 和第 k 個畢業要求指標點 [Pk] 的實際達成分數 [TRkj] ，是對應于 [Oj]和 [Pk] 的打分項的實際平均得分之和，即 [TRkj=（TRi）]，其中 i 表示所有對應于 [Oj] 和 [Pk] 的打分項。

結果性考核對第 j 個課程目標 [Oj] 和第 k 個畢業要求指標點 [Pk] 的支撐分數 [FSkj] ，是所有結果性考核中對應于 [Oj] 和 [Pk] 的支持分數的總和。同樣地，第 j 個課程目標 [Oj] 和第 k 個畢業要求指標點 [Pk] 的實際達成分數 [FRkj] ，是所有結果性考核中對應于 [Oj] 和 [Pk] 的實際達成分數的總和。

最后，通過整合過程性評價與結果性考核，并計算加權平均值，教師科學評估每個畢業要求指標點[Pk]的達成情況評價值。這種方法可以全面考量學生在不同階段的學習表現，從而可以更準確地評估他們的畢業要求實際達成程度。

達成情況評價值[Vpk]計算公式如下：

[Vpk=（a?jTRkj]／[jTSkj]）+ [（b?jFRkj]／[jFSkj]）

其中， [jTRkj ]和[ jTSkj]分別代表過程性評價在所有課程目標上的實際達成分數總和及支撐分數總和，[jFRkj] 和 [jFSkj] 分別代表結果性考核在所有課程目標上的實際達成分數總和及支撐分數總和。

每個課程目標 [Pk] 達成與否可以由目標值 [TVk]與 [Vpk] 比較得到。如果達成情況評價值[Vpk] 比目標值 [TVk]大，則認為該課程目標已經達成；反之，則未達成。

四、結語

在新工科背景下，提升全方位綜合工科人才水平，以適應國家發展戰略，顯得尤為重要。其中，強化培育基礎扎實、能力突出的國家棟梁之材尤為迫切。計算機網絡課程作為計算機類工科專業的核心基礎課程，在提升學生專業知識的同時，對高等教育的人才培養質量提升發揮著至關重要的作用，為培養具備創新精神和實踐能力的高素質計算機人才奠定了堅實基礎。本文深入剖析了傳統教學模式的現存問題，并創新性地將OBE理念融入計算機網絡課程設計中。在此理念指導下，教學活動以學生為中心，以學生的學習成果為導向，旨在全方位提升學生的綜合素養。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 鄭慶華.新工科建設內涵解析及實踐探索[J].高等工程教育研究，2020（2）：25-30.

[2] 張冬梅，程莉，高占春，等.新工科背景下計算機網絡課程思政建設實踐[J].計算機教育，2023（3）：56-60．

[3] SPADY W G，MARSHALL K J. Beyond traditional outcome?based education[J]. Educational leadership： journal of the department of supervision and curriculum development，N.E.A， 1991，49（2）：67-72.

[4] TIWARI A，SINGH A，SHUKLA S，et al. Outcome?based education（OBE）academic planning：an insight into all round development of an engineer[C]//2018 5th IEEE Uttar Pradesh Section International Conference on Electrical，Electronics and Computer Engineering （UPCON）.Gorakhpur，India：IEEE， 2018：1-5.

[5] 梁瓊瑤，蔣成亮，于丹.基于OBE理念的數字信號處理課程混合式教學改革研究[J].大學教育，2023（23）：85-87.

[6] 楊靜靜，李夢琪.基于OBE理念的網絡營銷課程“教賽融合”教學改革研究[J].科技經濟市場，2023（7）：131-134.

[7] 操德文，蔡躍進，劉桂江.基于OBE理念的RFID原理與應用課程教學改革與實踐[J].物聯網技術，2024，14（1）：149-151.

[8] 徐偉光，王保華，曹鐵勇，等.基于OBE理念的應用密碼學課程教學改革[J].計算機教育，2023（11）：99-103.

[9] 張瑞祥，鐘嘯，張瑋，等.基于OBE理念的國防工程管理專業課程“一體三翼”實踐教學模式改革[J].大學教育，2023（17）：30-32.

[10] 劉冰月，劉蕾.基于OBE的軟件工程專業畢業設計教學改革與實踐[J].軟件工程，2018， 21（7）：53-55.

［責任編輯：梁金鳳］