基于专业认证的计算机网络混合教学模式研究

张剑飞，赵艳芹，高殿武，聂红梅，岳新，刘兴丽

基于专业认证的计算机网络混合教学模式研究

张剑飞，赵艳芹，高殿武，聂红梅，岳新，刘兴丽

（黑龙江科技大学 计算机与信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027）

分析工程教育专业认证的人才培养理念，提出在此背景下“以学生为中心”“以成果为导向”计算机网络课程的线上、线下混合式教学模式．阐述了该模式下的教学目标、教学活动及考核方式，并在实际教学活动中进行了实践，取得了良好的教学效果．

计算机网络；工程教育专业认证；混合式教学模式

在传统的计算机网络教学过程中，存在着较严重的重理论轻实践、重知识传授轻自主学习的问题，这是与工程教育专业认证的核心理念——成果导向背道而驰的[1-2]．与传统的教学理念不同，成果导向的工程教育理念强调以学生为中心、教师指导而非主导、知识整合、合作学习和达成性评价，具体到计算机网络教学中，就是要对教学模式进行全新的改革与实践．

我国的工程教育专业认证工作已经普遍开展，黑龙江科技大学自 2015 年开始筹备工程教育专业认证，目前计算机科学与技术专业是全校8个工程教育专业认证试点专业．而计算机网络作为计算机类各专业的核心课程，更需要适应工程教育专业认证的需求．因此，针对计算机网络课程，采用工程教育认证的理念及标准来规范、改革和实施，有助于提升教学质量，完善教学过程，促进学生培养质量持续改进，对推动应用型人才培养改革具有重要的意义[3]．

1 计算机网络课程的现状

计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合形成的新的技术领域，也是迅速发展并在信息社会中得到广泛应用的一门综合性学科．同时，计算机网络课程是计算机与科学技术专业开设的一门具有较强应用性的专业基础必修课程．从教学内容方面而言，该课程所涉及的知识面广、知识抽象、原理性强；从教学目标和要求方面来看，该课程要求学生具备对理论知识的理解能力和将理论知识结合实践并应用的技术能力，从而达到解决计算机领域复杂工程问题分析和设计的能力．因此，本门课程一般采用理论课程和实验课程相结合的教学模式．

在传统的理论课教学过程中，教师一般采用课堂讲授与课后练习相结合的方法，学生被动地接受知识，无法体现“以学生为中心”的工程教育专业认证教学理念，学生以死记硬背为主要学习手段，从而对课程缺乏兴趣，缺乏主动学习的能力[4]．在传统的实践教学过程中，由于学时有限，学生只能选做几个验证型实验内容，无法通过综合型实验真正锻炼学生实践过程中的综合分析和设计能力，从而无法实现“以成果为导向”的工程教育专业认证的理念．因此，在混合式教学模式进行构建时，首先以SPOC的翻转课堂结合工程教育专业认证的理念，将实践环节也融入到混合式教学模型的3个阶段，充分发挥新型教学方法的优势，以取得良好的教学效果．

2 混合式教学模式

2.1 教学目标

工程教育认证理念的关键为“学生中心，成果导向，持续改进”．因此，本课程的教学目标为：在教学过程中，注重“以学生为中心”，以“解决复杂网络工程中的管理、维护、设计、建设等方面问题的毕业需求为导向”，使学生能够了解计算机应用领域的新技术、新理念及发展趋势；掌握计算机网络的基本概念、广域网与局域网的数据链路层与物理层、TCP/IP协议簇；掌握网络层相关协议及关键设备与基本原理、基本配置，特别是路由器与交换机，掌握传输层的相关协议及原理，掌握应用层的相关协议及原理[5]．通过理论与实践教学环节，逐步培养学生自主的继续学习能力，使学生具备计算机网络领域复杂工程问题的分析与设计能力．

该课程目标分解支撑工程教育专业认证的12个指标点的以下子目标，其中指标点1-2，6-2为强相关的指标点，指标点12-1为弱相关的指标点．指标点1-2为能够将工程基础知识和计算机科学基础知识用于计算机领域复杂工程问题的分析与设计；指标点6-2为能够了解计算机应用领域的新技术、新理念及发展趋势，客观评价计算机科学与技术的发展及应用对社会、健康、安全、法律以及文化的影响；指标点12-1为具有自主学习和终身学习的意识，能够通过继续教育或其它学习渠道更新知识．

2.2 教学模式

混合式教学模型的特点主要体现在翻转课堂的效果上，该课程的混合式教学模式主要依托于智慧树教学平台进行构建（见图1）．其改变了传统的学生课上学习、课下休息的学习模式，突出“以学生为中心”，将学习活动贯穿于课前、课堂、课后3个阶段．不但充实了教学内容，而且增加了学生学习的积极主动性，大大提高了学生的学习效率，最终实现“以成果为导向的”工程教育专业认证的理念．

2.3 教学活动

混合教学模式下的教学活动从课前阶段、课堂阶段和课后阶段3个阶段展开．

图1 计算机网络课程混合式教学模式

2.3.1 课前阶段 在混合式教学模式中，相对于传统的教学模式而言，对教师的工作量和能力要求更高．为了提高教学效果，在课前阶段，教师要根据授课内容，按照模块化原则，由浅入深地分解并设计教学内容，将每个知识点录制成SPOC视频课程（10~20 min左右）[6-9]．例如：在讲解OSPF路由协议（开放式最短路径优先）的知识点时，对于视频的设计，首先给出路由协议的背景知识，路由域、最短路径算法等．然后结合具体的OSPF路由协议案例，分析讲解该知识点的路由协议生成过程，最终将SPOC视频资源发布到智慧树教学平台的学习资源中，并根据该学习内容为学生布置在给定时间内需要学生完成的相应学习任务，教师可以在线上平台检查学生自主学习任务的完成情况．学生在平台在线观看各类学习资源（视频、音频、PPT、各种链接），完成教师布置的学习任务，还可以根据自己学习上存在的问题在论坛互动讨论，拓展学习广度．这样突显了“以学生为中心”的工程教育理念，提高了学生的学习兴趣和主动性，同时提高了学习效率．

2.3.2 课堂阶段 在混合式教学模式中，课堂教学环节至关重要．首先，教师可以对教学内容中重点、难点进行解析，并适当对知识点进行拓展和延伸．其次，在线学习内容一般较为零散，教师在课堂教学过程中可以穿针引线，将各个知识点连贯起来，由点成线、扩展为面，对线上SPOC视频课程进行总结，建立完整的知识体系，使学生的学习效果得到螺旋式的提升．与此同时，教师也可以通过课堂小组讨论、互动、答疑，检查学生的学习质量，从而帮助学生更好地理解所学知识．

2.3.3 课后阶段 在混合式教学模式中，该阶段也起到巩固和监督的作用．教师通过在线上平台布置作业及阶段性测试，帮助学生巩固所学的知识，实现考核移动化、答题多样化、批阅智能化、分析数据化．教师可以根据学生作业和测试的数据分析，监控到学生整体及个体的学习状况，从而进一步反馈到课堂教学．更重要的是，在此阶段，首次引入了“以成果为导向”的工程教育专业认证的理念，将思科、华为网络工程师认证的内容及试题引入到课后任务中，为参加素质教育竞赛及考取网络工程师认证的学生做准备．同时，鼓励学生参加思科、华为的网络工程师认证，从而真正提高学生工程实践应用能力，达到工程教育专业认证的毕业要求．持续关注学生的学习效果，并开展贯彻整个教学过程的形成性评价．评价包括对教师的教学水平、工程认证教学过程的展开情况及学生对教师的评价等方面，从评价结果中进行教学反思，扬长避短，进一步调整教学方法，形成闭环，最终实现课程的持续改进．

2.4 考核方式

恰当的考核方式可以真实地反映学生的学习整体情况，激发学生的学习兴趣和积极性．混合式教学模式是通过SPOC翻转教学，强调“以学生为中心”的学习过程，因此该课程总的考核方式为过程性评价（40%）、实验评价（20%）与总结性评价（40%）相结合．过程性评价主要是把学生自学的学习过程中所产生的学习效果作为重要的评价指标，实验考核是指学生实验的完成情况，总结性评价是指期末考试的成绩（见图2）．

图2 课程考核方式

3 教学改革的成果

基于工程教育专业认证背景的计算机网络课程混合式教学模式的实施，将计算机科学与技术专业2015和2016级8个班级作为实验对象，同时，将物联网工程专业2015级和2016级的班级作为对照，采用传统教学模式进行教学．经过2个学期的教学改革实施，实验班中参加计算机网络技能大赛及参加思科、华为、中兴等网络工程师认证的人数逐年提高，学生对该门课程的学习热情大幅度提高，学习成绩整体上升．其中12名毕业生毕业后凭借获得的计算机网络技能大赛及华为、中兴网络工程师证书直接进入了网络维护与管理的工作岗位，真正实现了“以成果为导向”的工程教育专业认证的理念．

教学实践表明，基于工程教育专业认证背景的计算机网络课程教学改革，实现了课程教学模式的整体转变，突出了“以学生为中心”“以成果为导向”的工程教育专业认证的理念．依托了线上与线下相结合，优化了教学资源，提高了学生自主学习的学习能力，增加了学生的学习兴趣和积极性，完善了教学过程，提升了教学质量，对推动应用型人才培养改革具有重要意义．

[1] 高相胜，昝涛，王民．工程教育认证毕业要求达成度评价方法和步骤[J]．教育教学论坛，2016（51）：206-208

[2] 曹伟，李峰，周书仁，等．基于专业认证的计算机科学与技术专业持续改进研究[J]．高等教育研究学报，2016，39（2）：114-120

[3] 张剑飞，王国权，赵艳芹，等．面向工程教育认证的计算机网络课程改革[J]．高师理科学刊，2019，39（9）：86-88

[4] 李琳，赵志刚，云红艳．传统教学与翻转课堂教学相结合的计算机网络原理教学模型研究[J]．计算机教育，2015（22）：3l-36

[5] 吴功宜．计算机网络[M]．3版．北京：清华大学出版社，2016

[6] 雷伟军，韩利凯．SPOC教学模式实施问题解决研究[J]．中国教育信息化，2016（20）：25-29

[7] 胡静，陈立潮．基于MOOC+SPOC混合教学的翻转课堂教学实践[J]．计算机教育，2017（4）：129-133

[8] 李燕君．翻转课堂模式下的计算机网络课程教学[J]．计算机教育，2014（20）：18-22

[9] 汪晓东，张晨婧仔．“翻转课堂”在大学教学中的应用研究——以教育技术学专业英语课程为例[J]．现代教育技术，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

黑龙江教育科学“十三五”重点课题（GJB1319128）；黑龙江省高等教育教学改革研究项目（SJGY20170341）；黑龙江省教育科学规划课题（GBC1317144）

张剑飞（1978-），女，黑龙江哈尔滨人，副教授，博士，从事计算机网络研究．E-mail：zjfnefu2008@163.com