張劍飛，趙艷芹，高殿武，聶紅梅，岳新，劉興麗

基于專業(yè)認(rèn)證的計算機網(wǎng)絡(luò)混合教學(xué)模式研究

張劍飛，趙艷芹，高殿武，聶紅梅，岳新，劉興麗

（黑龍江科技大學(xué) 計算機與信息工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150027）

分析工程教育專業(yè)認(rèn)證的人才培養(yǎng)理念，提出在此背景下“以學(xué)生為中心”“以成果為導(dǎo)向”計算機網(wǎng)絡(luò)課程的線上、線下混合式教學(xué)模式．闡述了該模式下的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動及考核方式，并在實際教學(xué)活動中進行了實踐，取得了良好的教學(xué)效果．

計算機網(wǎng)絡(luò)；工程教育專業(yè)認(rèn)證；混合式教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中，存在著較嚴(yán)重的重理論輕實踐、重知識傳授輕自主學(xué)習(xí)的問題，這是與工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念——成果導(dǎo)向背道而馳的[1-2]．與傳統(tǒng)的教學(xué)理念不同，成果導(dǎo)向的工程教育理念強調(diào)以學(xué)生為中心、教師指導(dǎo)而非主導(dǎo)、知識整合、合作學(xué)習(xí)和達成性評價，具體到計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，就是要對教學(xué)模式進行全新的改革與實踐．

我國的工程教育專業(yè)認(rèn)證工作已經(jīng)普遍開展，黑龍江科技大學(xué)自 2015 年開始籌備工程教育專業(yè)認(rèn)證，目前計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是全校8個工程教育專業(yè)認(rèn)證試點專業(yè)．而計算機網(wǎng)絡(luò)作為計算機類各專業(yè)的核心課程，更需要適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證的需求．因此，針對計算機網(wǎng)絡(luò)課程，采用工程教育認(rèn)證的理念及標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范、改革和實施，有助于提升教學(xué)質(zhì)量，完善教學(xué)過程，促進學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)改進，對推動應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革具有重要的意義[3]．

1 計算機網(wǎng)絡(luò)課程的現(xiàn)狀

計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)密切結(jié)合形成的新的技術(shù)領(lǐng)域，也是迅速發(fā)展并在信息社會中得到廣泛應(yīng)用的一門綜合性學(xué)科．同時，計算機網(wǎng)絡(luò)課程是計算機與科學(xué)技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門具有較強應(yīng)用性的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程．從教學(xué)內(nèi)容方面而言，該課程所涉及的知識面廣、知識抽象、原理性強；從教學(xué)目標(biāo)和要求方面來看，該課程要求學(xué)生具備對理論知識的理解能力和將理論知識結(jié)合實踐并應(yīng)用的技術(shù)能力，從而達到解決計算機領(lǐng)域復(fù)雜工程問題分析和設(shè)計的能力．因此，本門課程一般采用理論課程和實驗課程相結(jié)合的教學(xué)模式．

在傳統(tǒng)的理論課教學(xué)過程中，教師一般采用課堂講授與課后練習(xí)相結(jié)合的方法，學(xué)生被動地接受知識，無法體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的工程教育專業(yè)認(rèn)證教學(xué)理念，學(xué)生以死記硬背為主要學(xué)習(xí)手段，從而對課程缺乏興趣，缺乏主動學(xué)習(xí)的能力[4]．在傳統(tǒng)的實踐教學(xué)過程中，由于學(xué)時有限，學(xué)生只能選做幾個驗證型實驗內(nèi)容，無法通過綜合型實驗真正鍛煉學(xué)生實踐過程中的綜合分析和設(shè)計能力，從而無法實現(xiàn)“以成果為導(dǎo)向”的工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念．因此，在混合式教學(xué)模式進行構(gòu)建時，首先以SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念，將實踐環(huán)節(jié)也融入到混合式教學(xué)模型的3個階段，充分發(fā)揮新型教學(xué)方法的優(yōu)勢，以取得良好的教學(xué)效果．

2 混合式教學(xué)模式

2.1 教學(xué)目標(biāo)

工程教育認(rèn)證理念的關(guān)鍵為“學(xué)生中心，成果導(dǎo)向，持續(xù)改進”．因此，本課程的教學(xué)目標(biāo)為：在教學(xué)過程中，注重“以學(xué)生為中心”，以“解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程中的管理、維護、設(shè)計、建設(shè)等方面問題的畢業(yè)需求為導(dǎo)向”，使學(xué)生能夠了解計算機應(yīng)用領(lǐng)域的新技術(shù)、新理念及發(fā)展趨勢；掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念、廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層、TCP/IP協(xié)議簇；掌握網(wǎng)絡(luò)層相關(guān)協(xié)議及關(guān)鍵設(shè)備與基本原理、基本配置，特別是路由器與交換機，掌握傳輸層的相關(guān)協(xié)議及原理，掌握應(yīng)用層的相關(guān)協(xié)議及原理[5]．通過理論與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，逐步培養(yǎng)學(xué)生自主的繼續(xù)學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生具備計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的分析與設(shè)計能力．

該課程目標(biāo)分解支撐工程教育專業(yè)認(rèn)證的12個指標(biāo)點的以下子目標(biāo)，其中指標(biāo)點1-2，6-2為強相關(guān)的指標(biāo)點，指標(biāo)點12-1為弱相關(guān)的指標(biāo)點．指標(biāo)點1-2為能夠?qū)⒐こ袒A(chǔ)知識和計算機科學(xué)基礎(chǔ)知識用于計算機領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的分析與設(shè)計；指標(biāo)點6-2為能夠了解計算機應(yīng)用領(lǐng)域的新技術(shù)、新理念及發(fā)展趨勢，客觀評價計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用對社會、健康、安全、法律以及文化的影響；指標(biāo)點12-1為具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，能夠通過繼續(xù)教育或其它學(xué)習(xí)渠道更新知識．

2.2 教學(xué)模式

混合式教學(xué)模型的特點主要體現(xiàn)在翻轉(zhuǎn)課堂的效果上，該課程的混合式教學(xué)模式主要依托于智慧樹教學(xué)平臺進行構(gòu)建（見圖1）．其改變了傳統(tǒng)的學(xué)生課上學(xué)習(xí)、課下休息的學(xué)習(xí)模式，突出“以學(xué)生為中心”，將學(xué)習(xí)活動貫穿于課前、課堂、課后3個階段．不但充實了教學(xué)內(nèi)容，而且增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，最終實現(xiàn)“以成果為導(dǎo)向的”工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念．

2.3 教學(xué)活動

混合教學(xué)模式下的教學(xué)活動從課前階段、課堂階段和課后階段3個階段展開．

圖1 計算機網(wǎng)絡(luò)課程混合式教學(xué)模式

2.3.1 課前階段 在混合式教學(xué)模式中，相對于傳統(tǒng)的教學(xué)模式而言，對教師的工作量和能力要求更高．為了提高教學(xué)效果，在課前階段，教師要根據(jù)授課內(nèi)容，按照模塊化原則，由淺入深地分解并設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，將每個知識點錄制成SPOC視頻課程（10~20 min左右）[6-9]．例如：在講解OSPF路由協(xié)議（開放式最短路徑優(yōu)先）的知識點時，對于視頻的設(shè)計，首先給出路由協(xié)議的背景知識，路由域、最短路徑算法等．然后結(jié)合具體的OSPF路由協(xié)議案例，分析講解該知識點的路由協(xié)議生成過程，最終將SPOC視頻資源發(fā)布到智慧樹教學(xué)平臺的學(xué)習(xí)資源中，并根據(jù)該學(xué)習(xí)內(nèi)容為學(xué)生布置在給定時間內(nèi)需要學(xué)生完成的相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)，教師可以在線上平臺檢查學(xué)生自主學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況．學(xué)生在平臺在線觀看各類學(xué)習(xí)資源（視頻、音頻、PPT、各種鏈接），完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，還可以根據(jù)自己學(xué)習(xí)上存在的問題在論壇互動討論，拓展學(xué)習(xí)廣度．這樣突顯了“以學(xué)生為中心”的工程教育理念，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，同時提高了學(xué)習(xí)效率．

2.3.2 課堂階段 在混合式教學(xué)模式中，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)至關(guān)重要．首先，教師可以對教學(xué)內(nèi)容中重點、難點進行解析，并適當(dāng)對知識點進行拓展和延伸．其次，在線學(xué)習(xí)內(nèi)容一般較為零散，教師在課堂教學(xué)過程中可以穿針引線，將各個知識點連貫起來，由點成線、擴展為面，對線上SPOC視頻課程進行總結(jié)，建立完整的知識體系，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到螺旋式的提升．與此同時，教師也可以通過課堂小組討論、互動、答疑，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，從而幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)知識．

2.3.3 課后階段 在混合式教學(xué)模式中，該階段也起到鞏固和監(jiān)督的作用．教師通過在線上平臺布置作業(yè)及階段性測試，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的知識，實現(xiàn)考核移動化、答題多樣化、批閱智能化、分析數(shù)據(jù)化．教師可以根據(jù)學(xué)生作業(yè)和測試的數(shù)據(jù)分析，監(jiān)控到學(xué)生整體及個體的學(xué)習(xí)狀況，從而進一步反饋到課堂教學(xué)．更重要的是，在此階段，首次引入了“以成果為導(dǎo)向”的工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念，將思科、華為網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證的內(nèi)容及試題引入到課后任務(wù)中，為參加素質(zhì)教育競賽及考取網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證的學(xué)生做準(zhǔn)備．同時，鼓勵學(xué)生參加思科、華為的網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證，從而真正提高學(xué)生工程實踐應(yīng)用能力，達到工程教育專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求．持續(xù)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并開展貫徹整個教學(xué)過程的形成性評價．評價包括對教師的教學(xué)水平、工程認(rèn)證教學(xué)過程的展開情況及學(xué)生對教師的評價等方面，從評價結(jié)果中進行教學(xué)反思，揚長避短，進一步調(diào)整教學(xué)方法，形成閉環(huán)，最終實現(xiàn)課程的持續(xù)改進．

2.4 考核方式

恰當(dāng)?shù)目己朔绞娇梢哉鎸嵉胤从硨W(xué)生的學(xué)習(xí)整體情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性．混合式教學(xué)模式是通過SPOC翻轉(zhuǎn)教學(xué)，強調(diào)“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)過程，因此該課程總的考核方式為過程性評價（40%）、實驗評價（20%）與總結(jié)性評價（40%）相結(jié)合．過程性評價主要是把學(xué)生自學(xué)的學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果作為重要的評價指標(biāo)，實驗考核是指學(xué)生實驗的完成情況，總結(jié)性評價是指期末考試的成績（見圖2）．

圖2 課程考核方式

3 教學(xué)改革的成果

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證背景的計算機網(wǎng)絡(luò)課程混合式教學(xué)模式的實施，將計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2015和2016級8個班級作為實驗對象，同時，將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)2015級和2016級的班級作為對照，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式進行教學(xué)．經(jīng)過2個學(xué)期的教學(xué)改革實施，實驗班中參加計算機網(wǎng)絡(luò)技能大賽及參加思科、華為、中興等網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證的人數(shù)逐年提高，學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)熱情大幅度提高，學(xué)習(xí)成績整體上升．其中12名畢業(yè)生畢業(yè)后憑借獲得的計算機網(wǎng)絡(luò)技能大賽及華為、中興網(wǎng)絡(luò)工程師證書直接進入了網(wǎng)絡(luò)維護與管理的工作崗位，真正實現(xiàn)了“以成果為導(dǎo)向”的工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念．

教學(xué)實踐表明，基于工程教育專業(yè)認(rèn)證背景的計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革，實現(xiàn)了課程教學(xué)模式的整體轉(zhuǎn)變，突出了“以學(xué)生為中心”“以成果為導(dǎo)向”的工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念．依托了線上與線下相結(jié)合，優(yōu)化了教學(xué)資源，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)能力，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，完善了教學(xué)過程，提升了教學(xué)質(zhì)量，對推動應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革具有重要意義．

[1] 高相勝，昝濤，王民．工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求達成度評價方法和步驟[J]．教育教學(xué)論壇，2016（51）：206-208

[2] 曹偉，李峰，周書仁，等．基于專業(yè)認(rèn)證的計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)持續(xù)改進研究[J]．高等教育研究學(xué)報，2016，39（2）：114-120

[3] 張劍飛，王國權(quán)，趙艷芹，等．面向工程教育認(rèn)證的計算機網(wǎng)絡(luò)課程改革[J]．高師理科學(xué)刊，2019，39（9）：86-88

[4] 李琳，趙志剛，云紅艷．傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)相結(jié)合的計算機網(wǎng)絡(luò)原理教學(xué)模型研究[J]．計算機教育，2015（22）：3l-36

[5] 吳功宜．計算機網(wǎng)絡(luò)[M]．3版．北京：清華大學(xué)出版社，2016

[6] 雷偉軍，韓利凱．SPOC教學(xué)模式實施問題解決研究[J]．中國教育信息化，2016（20）：25-29

[7] 胡靜，陳立潮．基于MOOC+SPOC混合教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐[J]．計算機教育，2017（4）：129-133

[8] 李燕君．翻轉(zhuǎn)課堂模式下的計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)[J]．計算機教育，2014（20）：18-22

[9] 汪曉東，張晨婧仔．“翻轉(zhuǎn)課堂”在大學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究——以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)英語課程為例[J]．現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，23（8）：11-16

Study on the mixed-mode teaching for computer network based on the engineering education professional certification

ZHANG Jianfei，ZHAO Yanqin，GAO Dianwu，NIE Hongmei，YUE Xin，LIU Xingli

（School of Computer and Information Engineering，Heilongjiang University of Science and Technology，Harbin 150027，China）

Analyzes the training concept of engineering education professional certification，and puts forward the mixed teaching mode of computer network course by online and offline，which is mainly to highlight student-centered and results oriented．Explained the teaching objectives，teaching activities and assessment methods under the mode， and carries out the practice in the actual teaching activities．Good teaching effect is achieved．

computer network；engineering education professional certification；mixed teaching mode

TP393∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.09.016

1007-9831（2020）09-0063-04

2020-02-25

黑龍江教育科學(xué)“十三五”重點課題（GJB1319128）；黑龍江省高等教育教學(xué)改革研究項目（SJGY20170341）；黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題（GBC1317144）

張劍飛（1978-），女，黑龍江哈爾濱人，副教授，博士，從事計算機網(wǎng)絡(luò)研究．E-mail：zjfnefu2008@163.com