論OBE “計算機網絡與應用”云實驗教學范文

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摘要：OBE理念的核心是培養學生的個性化能力，基于云平臺的網絡實驗教學目的是隨時隨地進行重復建模、多視角評價。文章針對目前高校“計算機網絡與應用”實驗教學存在的問題，提出基于OBE理念將云平臺應用在實驗教學中，并從云平臺搭建、云實驗教學設計、教學實施策略等方面進行探索，為信息管理與信息系統專業教學改革提供參考。

關鍵詞：OBE；“計算機網絡與應用”；云實驗；實踐教學改革

0引言

OBE成果導向理念是目前高校教學的主流教育理念［1］。張京英等［2］基于OBE理念結合必修課和開放實驗課，構建了全方位立體化機械制圖教學新體系。郭虹琦等［3］介紹了基于OBE的大學生創新實驗訓練項目的實施過程，培養了學生的創新、策劃等能力。為創新智能教育，解決網絡實驗資源利用率低、維護成本高、實驗參與度低等問題，很多高校進行云端網絡化實驗教學，建立開放共享實驗平臺［4］。黃云等［5］建立了實踐教學資源庫及實踐教學平臺，引導高年級學生輔助低年級學生完成實踐教學。崔勇等［6］基于云實驗平臺設計了無線傳感器網絡實驗。吳迪等［7］設計了能提供虛擬網絡實驗環境的網絡安全實驗云平臺，可簡化實驗環境構建，減少硬件投資。

1基于OBE的“計算機網絡與應用”云實驗教學設計

1.1“計算機網絡與應用”實驗課程教學現狀

“計算機網絡與應用”實驗課的傳統教學模式是預習、實施、提交報告，無過程管理，無法記錄學生的學習軌跡及學生個性化成果的產出過程；以現場實驗為主，受場地及時間限制，實驗資源利用率低、更新成本高；現有的數字化實驗教學平臺或虛擬仿真平臺多以驗證性實驗為主，學生在固定模型上體驗學習，技術層面上缺乏擴展性，無法提高學生的個性化能力，很難作為多維度學業成果的素材。

1.2基于OBE的“計算機網絡與應用”云實驗教學設計

1.2.1基于OBE的云實驗教學設計原理

基于OBE的云實驗教學設計將“以學生為主”貫徹到每節課的教學過程和管理中，并以學生成果產出和持續改進為重點。首先，依據信息管理與信息系統專業的畢業要求設定學業成果目標，并將成果歸屬到既定課程，構成課程成果體系。其次，耦合細分成果與必修課程，制定支撐成果的云實驗教學計劃，按照邏輯設計遞進式、組合式、并列式等實驗形式，其中，遞進式實驗以時間順序確定實驗項目，前實驗是后實驗的基礎，組合式實驗各實驗內容間獨立，又可組合形成總的學業成果，并列式實驗將實驗劃分為獨立的單元，每個單元內又包含若干個對此單元起支撐作用的實驗。接著，根據云實驗間的邏輯關系，以提升能力與素質為目的，對各實驗進行知識講解和操作設計。知識講解主要講授建模過程、模型參數含義、差錯控制手段等，操作設計著重布置能產出相應成果的課堂任務。然后，統計分項成果進行綜合檢驗。一是檢驗學生達成學業成果的能力，檢驗方法為綜合任務完成、隨機建模、解釋模型各環節原理等；二是檢驗教學，教師反思通過實驗生成何種成果，成果能反映哪些能力，能力是否滿足課程教學成果要求。最后，課程成果要反向通過課程目標的檢驗，課程目標要反向通過畢業要求的檢驗；各環節應能回溯重構，迭代提高實驗教學效果。

1.2.2基于OBE理念的云實驗教學設計

基于OBE理念的云實驗教學設計分為教師教學活動和學生學習活動。教師：實驗前，教師根據學生能力培養目標，確定某個云實驗總成果目標并細化；創建若干云模型，并由模型運行結果梳理預期能力目標；經思維導圖列出與實驗相關的理論知識及實驗要點；創建云實驗項目。實驗中，教師在云平臺講解運行模式、模型參數，并演示實驗過程；云監控學生實驗過程并在線指導；實時共享過程流暢、效果優良的實驗案例，鼓勵其他同學改進實驗步驟、調整參數、重建模型，提高應用能力；實時答疑或遠程控制助力學生解決突發問題。實驗后，教師查詢學生的實驗結果、過程控制流程等，評價學生成績及能力提升力度；對重復或創新實驗的同學給予幫助；反饋目標達成效果并給出具體建議；評價教學效果，生成問題庫，持續改進實驗環節。學生：實驗前，登錄云平臺獲得實驗計劃、指導手冊、知識導圖、實驗過程常見問題等資源；掌握該實驗應具備的技能、明確能力目標、補充相應知識；查詢云平臺實驗環境空閑狀態，預約實驗設備及時間。實驗中，在線實驗，調整參數、重建模型、重復實驗并對比分析結果，與同學合作、討論或請教老師，實時提高操作技能，達到能力目標；結果后，可在線互評、交流心得。實驗后，提交實驗報告到云平臺；對課上未完成的或有異議的實驗申請在線重做，并統計分析多次實驗結果，將技能轉化為知識；可在論壇里和同學討論實驗細節，互相學習改進實驗效果；及時查成績反饋和能力評價。

1.3基于OBE的“計算機網絡與應用”云實驗教學實施根據OBE“成果導向、以學生為中心、持續改進”的理念，提出云實驗教學詳細實施方案，共3個階段。

1.3.1實驗資源開發階段

實驗資源的開發基礎是搭建云實驗平臺，云實驗平臺基于VMware桌面虛擬化系統，通過接口集成方式對資源進行集中管理。需要將系統功能模塊化，實現實驗環節的相互獨立，使得實驗平臺的結構松耦合、可擴展。針對課前預習、課堂教學和課后作業等環節，云實驗平臺提供了課前預約管理、實驗設計管理、實驗過程管理、歷史資源管理、實驗課堂控制管理、實驗報告管理、課后實驗效果分析、重復實驗申請管理等功能模塊。本文開發的云平臺實驗系統采用B/S架構，學生及教師可隨時通過移動終端的Web頁面訪問云平臺，由用戶、云實驗平臺、線下實驗室3部分組成。實驗資源來源于教師提供的原始資源及多屆學生開發的再生資源。教師遞進確定培養目標、課程能力目標、成果目標及實驗模塊；整合線下資源搭建云實驗中心、建立5GWiFi網絡教室、購買智能移動實驗系統、建立實驗模型，設定具體實驗形式；上傳實驗指導書、實踐能力評定表、教師對每個實驗的演示及解析視頻、實驗中長期計劃、知識導航等資源。另外，學生的實驗過程、能力成長軌跡都存儲于云平臺，供同學參考；學生擴展實驗的優秀成果反饋到平臺，供教師參考改進實驗案例、創新實驗內容。

1.3.2實施階段

實驗前，教師需提前一周確定本次實驗目標、調度實驗及課程資源、具體任務，學生通過分配的賬戶從移動端登錄云平臺，接收任務、明確實驗目標；看演示視頻、查相關資料，記錄疑難問題及預習實驗步驟；在平臺預約實驗設備及時間。實驗中，以OBE理念為指導，由簡單驗證性實驗過渡到設計創新性實驗，更進一步可引導優秀學生進行科研實驗，不同難度的實驗分別針對能力不同的學生，實現差異化教學。教師在平臺演示實驗過程、指導學生實驗及時答疑，以遞進式教學引導學生完成成果能力提升。實驗后，教師評價實驗結果、學生實踐能力提升效果，并給出改進建議。最后，通過綜合實驗評定學生是否達成成果目標。

1.3.3效果評價

對學生進行多維度能力考核，提供兩種考核模式：一種是從線上資源庫抽取一些不同難度的實際問題，要求學生在固定時間及實驗條件下獨立完成，考查學生解決真實問題的能力。另一種是在云平臺進行隨機的個性化過程考核，其中，獨創性任務成果占30%，對成果的解釋及總結占30%，實驗環節改進和解決問題能力的提升占40%。

2結果與分析

本文于2019年3—7月將基于OBE的云實驗教學模式應用在信息管理與信息系統專業18級學生“計算機網絡與應用”課的實驗教學中。同時，對教學效果進行了問卷調查。

2.1調查問卷分析

為掌握學生對于基于OBE的云實驗教學模式的認可度和教學效果，分別于學期開始及結束時進行了問卷調查，共發放問卷81份，收回有效問卷72份。統計結果為：進行了“計算機網絡與應用”課程與專業相關性調查，65.28%的學生認為“計算機網絡與應用”課程與信息管理與信息系統專業的培養目標相關性較強，只有1.39%的學生認為二者無相關性。進行了云實驗教學與互聯網大數據應用的關系調查，80.56%的學生認為云實驗教學可加強網絡課程與互聯網大數據的結合，73.61%的學生認為基于云平臺的實驗數據可作為課程教學的互聯網再生資源，68.06%的學生認為基于云平臺的課程實驗有助于提高學生利用互聯網大數據的意識，41.67%的學生認為云計算能力的提高會成為計算機網絡將來的發展方向。進行了云實驗平臺的教學效果調查，82.81%的學生認為云實驗過程記錄視頻有利于學生不受時間地點限制重復學習，62.5%的學生認為云平臺有利于查找實驗所用各種資料，39.06%的學生認為云平臺更方便同學之間討論問題、改進實驗，23.44%的人認為云實驗平臺可加強與教師的交流。可見，學生認為基于OBE的云實驗教學模式可以提高學生的專業素質，利于學生建立課程資源與互聯網大數據的關系，也利于提高創新能力，達成學業成果目標，整體上對該模式是肯定的。

2.2成績分析

對西安財經大學信息管理與信息系統專業16，17，18級學生“計算機網絡與應用”課程設計成績進行t檢驗（見表1）。表中顯示18級學生的課程設計實踐課成績較前兩屆學生有所提高；16級及17級實踐成績對比t值及P值分別為0.593和0.556，顯示兩級學生成績無差異性；而17級和18級之間呈現出0.01水平的顯著性（t=-5.093，P=0.000），17級的均值（68.26）明顯低于18級的均值（79.38）。可見，基于OBE的云實驗教學有助于提高學生的實踐能力。

3結語

本文針對“計算機網絡與應用”課實踐教學中的問題，提出了基于OBE理念的云實驗教學方法改革，并在教學過程中進行了實踐驗證。結果顯示，基于OBE的理念在技術層面上具有基礎性和可擴展性，可以達成信息管理與信息系統專業學生的專業培養目標。云實驗教學方式有助于充分利用互聯網資源改進實踐教學環節，一方面，使得學生可利用自己的電腦在云平臺上進行多次重復建模、多視角分析，避免傳統實驗受場地、時間等因素的限制；另一方面，云平臺可實現師生零距離交流，記錄每個學生的學習軌跡，推動學生個性化成果的產出；云平臺的使用還可以鍛煉學生使用現代工具、終身主動學習、方案設計與分析等方面的能力，推動學生未來的持續成功；最后，通過云平臺的建立整合有限的實驗室資源，同時降低經濟成本。本文提出的教學方法為信息管理與信息系統專業“計算機網絡與應用”課程的實踐教學改革提供了新的方向。

參考文獻

［1］顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”(OBE)的工程教育模式：汕頭大學的實踐與探索［J］.高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

［2］張京英，楊薇，佟獻英，等.構建基于OBE的立體化制圖教學新體系［J］.圖學學報，2019（1）：201-206.

［3］郭虹琦，劉婷，王德義，等.OBE理念下大學生創新實驗項目的探究與實踐［J］.化學教育，2020（8）：67-71.

［4］羅國瑋，蘭瑞樂.基于云計算的高校科研實驗平臺構建研究［J］.實驗技術與管理，2012（4）：115-117.

［5］黃云，洪佳明，覃遵躍，等.基于云平臺的“程序設計基礎”課程實驗教學改革［J］.實驗室研究與探索,2016（2）：191-223.

［6］崔勇，張茜，富立.基于云實驗平臺的無線傳感器網絡實驗教學探索［J］.實驗技術與管理，2019（9）：161-163.［7］吳迪，薛政，潘嶸.基于XEN云平臺的網絡安全實驗教學［J］.實驗室研究與探索，2013（7）：62-66.

作者：唐淑蘭 單位：西安財經大學管理學院