基于OBE理念的在线混合式教学案例设计与实践

一、基本信息

课程名称：计算机网络

课程类型：专业基础课

开课年级：2018级

面向专业：通信工程、软件工程

教学章节：ARP协议+IP层转发+RIP路由协议

授课学时：4学时

主讲教师：邵雪梅

授课形式：自建慕课+线上直播教学

选用平台及课程链接：

泛雅平台（学银在线）

https://www.xueyinonline.com/detail/206452329

选择“计算机网络第7期”，进入18通信及18软件班级。

二、案例设计思路

引入OBE教育理念开展在线混合式教学，依据教学目标设计教学方法、在线学习活动，并开展多元化的教学评价。借助于泛雅平台中自建的MOOC资源+腾讯课堂/QQ群互动工具，采用以“线上自主学习”+“线上直播教学”相结合的教学形式。课前学生线上自主学习，课中教师开展互动式直播教学，课后布置在线教学任务进行复习巩固及拓展学习。通过采用问题驱动、案例分析、软件模拟等多种教学策略，实现在线混合式教学，提升教学效果。教学设计思路如图1所示。

图1 基于OBE理念的在线混合式教学设计

课程教学设计以教学目标为依据，融入疫情防控相关思政元素，重构线上教学内容，课前设计线上学习任务单，明确课前学习任务、教学重难点，并设计课前思考、练习及讨论主题等，学生按照任务完成线上自主学习（课前预习）；课中在直播课堂中对重难点内容进行精讲，通过签到、随机点名抽答、QQ群晒作品等营造线上学习氛围，提高学生在线学习注意力，学生助教协助课堂教学，及时统计缺勤及“挂课”的情况，教师及时跟踪及督导；课后布置作业、测试，绘制思维导图及发布调查问卷等检验学生的学习成效，教师在QQ群开展即时答疑，与学生助教共同完成作业讲解，形成生生、师生及教学资源之间的有效交互。

直播教学中以问题为导向展开课程内容，抛出思考问题，激发学生的学习兴趣，引导学生分析、解决问题，同时，结合疫情防控举措及事迹，融入课程思政，增强网络安全意识，突出责任意识教育。通过在线混合式教学的开展，有助于学生养成独立思考的习惯，提高学生自主学习能力，逐步达成知识、能力及育人目标。

三、教学目标

1.知识与能力目标

（1）掌握ARP协议的作用、IP层转发流程、RIP路由协议的工作原理；了解ARP病毒的产生与防范。

（2）结合实际的网络应用，能够利用ARP协议、IP层分组转发原理及RIP路由协议等知识分析分组在不同网段主机间的传输，能够解决数据传输过程中的路由问题，具有设计简单网络方案并模拟实现的能力。

2.育人目标

结合疫情时事热点新闻，引导学生正确看待网络舆论信息、加强网络安全法教育；同时，鼓励学生认真对待在线教学，学好专业知识，为未来夯实国家信息安全打好基础，加强责任意识教育。

四、教学过程

【课前：线上自主学习】（1学时）

教师设计学习任务单，明确本章节重难点、视频观看任务及测试题（发布在泛雅平台），设有课前思考、练习或讨论贴。学习任务单及PPT提前1-2天发至QQ课程学习群。

学生带着问题、教学重难点内容观看视频，完成与视频资源配套的测试题，检测概念性知识的记忆和理解，并思考任务单中提出的问题、练习题。课前预习教学活动如图2所示。

图2  课前预习教学设计

【视频观看】在明确学习任务的前提下，安排1名学生助教督促完成视频观看任务，定期在QQ群发布。极个别未完成任务的同学，教师QQ私聊督促。

【课中：线上直播教学】（3学时）

线上课堂教学利用腾讯课堂、QQ群等互动工具，以“如何将分组从源主机沿着网络路径送达目的主机”为主线，提出问题，分析并解决问题。利用、动画及软件模拟等方式对重点内容进行深入浅出的讲解，设计课堂思考、练习等活动，通过连麦提问、QQ群展示等方式调动线上学习氛围，设计软件模拟实践项目，力求使学生达到本章节的知识目标和能力目标。同时，在疫情背景下，从战“疫”中寻找思政元素，引导学生正确看待网络舆论信息、加强网络安全法教育，同时在线学好专业课程知识，为未来夯实国家网络信息安全打好基础，加强责任意识教育。课中教学活动如图3所示。

图3  课中教学活动设计

（一） 明确本节教学目标

介绍本章节的教学目标，解决分组从源主机沿着网络路径送达目的主机的问题。

（二）出勤签到，平台学习情况反馈 (5分钟)

利用学习通APP完成出勤签到，进入腾讯课堂开始上课，并反馈视频观看、测试题及讨论区完成情况及问题。

【出勤】每节课对迟到及缺勤同学进行跟踪，要求QQ私聊教师说明原因，出勤记录有学生助教登记，对个别同学上课提醒。

（三） 情景引入，提出问题 (5分钟)

由如何解决分组从源主机沿着网络路径送达目的主机案例引入，提出问题，分析并解决问题，引出本案例主题。

问题1：IP地址与MAC地址在分组转发过程中扮演的角色，它们之间的关系？

问题2：IP层分组如何转发？

问题3：路由协议RIP所起的作用，它是如何工作的？

针对上述3个问题，本章节要和学生探讨以下3个知识点：

⑴ ARP协议

⑵ IP分组转发

⑶ RIP路由协议工作原理

（四） 互动式教学，以解决上述3个问题为主线

【互动设计】为提高直播教学中学生的注意力，课前的学习任务单中设计思考题、练习等活动，采取随机抽查提问、QQ群结果展示等方式督促，并由学生助教登记课堂表现情况。

活动1：教师针对课前任务单中的问题进行随机提问，用于检验学生视频学习时知识目标的达成。------腾讯课堂连麦提问（5分钟）

提问：主机H1在网络中的标识是？主机H1的网关是？IP地址与MAC地址的区别？

针对上述问题的提出，引导学生分析IP地址和MAC地址的不同角色，探讨已知对方的IP地址，如何获取MAC地址的问题，从而引出ARP协议——解决问题1

知识点1：ARP协议（30分钟）

活动2：教师精讲ARP协议地址解析过程。讲解过程中适当连麦互动，为了进一步理解ARP协议，设有课堂思考教学活动，学生可在腾讯课堂讨论区中晒出答案，教师点评，适当地表扬学生。

通过ARP地址解析获取了目的MAC地址，分组完成了数据的封装，经过物理链路被送达到路由器R1，此时，路由器如何来完成IP分组的转发？——解决问题2

知识点2：IP分组转发（40分钟）

活动3：认识路由表（IP分组转发的重要依据），鼓励学生举手回答问题，检查线上学习知识目标达成，同时启发学生思考。

提问：从路由表中能看到哪些信息？有什么作用？         

思考：如何依据IP报文中“目的IP地址”字段查找路由表？         

活动4：结合案例，分析IP层转发流程、并学会计算、查找路由表找到分组转发的出接口。设有课堂练习，直播课堂中由教师引导、学生参与共同完成，鼓励学生将计算分析结果晒在QQ群，师生共评。

通过分析可知，IP分层转发需要查询路由表，考虑路由表中路由条目信息是如何形成,从而引出路由问题——解决问题3

知识点3：RIP路由协议（40分钟）

活动5：以滁州前往武汉的交通线路选择为例类比，介绍动态路由协议RIP如何来选择最佳路由。通过PPT动画分析讲解RIP工作原理，并设计课堂练习进行巩固，连麦请学生解答，教师讲评总结。

通过上述三个问题的解决，学生掌握了“分组从源主机沿着网络路径送达目的主机”的传输过程，从而理解因特网是如何工作。在此基础上，引导学生理性对待因特网中疫情防控举措及事迹，以保护人民生命安全的英雄们为榜样，居家学好专业知识，为未来夯实国家信息安全做贡献。——课程思政教育

【综合应用案例】：通过模拟软件PT搭建拓扑，以小组协作将主机之间通信的案例在模拟环境中实践，要求学生能够应用本章节所学内容分析、解决网络故障问题，作品提交泛雅平台并在QQ群分享作品。——实验环节（5分钟）

（五）小结（5分钟）

本节课以问题导入，让学生思考、分析和解决问题，在解决问题的过程中归纳总结在不同网段主机中的具体传输方式。在线上课堂教学过程，注重启发学生思考，并设有相应的教学活动调动线上学习氛围，同时，引导学生正确看待疫情热点时事，加强网络安全教育和责任意识教育。

【课后：线上作业、教师答疑】

图4  课后教学活动设计

⑴ 作业布置：设计ARP协议分析应用、IP层分组转发应用及RIP路由协议更新路由表应用等方面的作业。

⑵ 作业讲评：师生互助共同制作讲解PPT，分享在泛雅教学平台；如有学生对知识点理解仍有疑问，由教师在QQ群解答。

⑶其他课后教学活动：绘制本章节思维导图、完成本章节测试题、泛雅平台讨论区主题帖进行拓展学习、软件模拟实现主机间通信案例。

五、教学效果评价

1.教学效果

（1） 调查问卷反馈教学效果

通过调查问卷反馈信息，学生对本课程采用的在线教学形式满意度较高，一致认为课前发布的“学习任务单”任务及重难点明确，设计的思考及练习有助于提升学生的自主学习能力，布置作业有针对性，本章节的课程知识掌握的很好，线上直播课堂中，教师针对重难点进行精讲，知识点之间能够进行承上启下的衔接引导，驱动学生对学习内容从被动记忆到融会贯通的分析应用，学生的学习能力得到了提高。学生对在线教学模式满意度、课程知识掌握度及评价信息如图5、6所示。

图5  学生对在线教学模式满意度、知识掌握程度评价

 图6  学生评价信息

（2） 学生学习成效反馈

学生能够很好地完成课后任务，包括作业、讨论贴、实验项目及归纳总结课程内容，如图7所示。更多体现学习成效截图见“七、教学资料”中。

图7  学生完成作业情况（节选）

2.主要特色

基于OBE理念的在线混合式教学设计明确了教师“教什么”和“怎么教”，学生“学什么”和“怎么学”的问题，通过“线上自主学习”+“线上直播课堂”相结合的教学形式，提高学生学习效率，培养学生独立思考的能力，提升学生自主学习能力。同时，结合疫情防控举措和事迹，加强学生网络安全教育，居家扎实学好专业知识，加强责任意识教育。为此，本教学案例主要有以下六个方面的特点：

⑴ 设计课前预习学习任务单，让学生明确学习任务、学习教学重难点，设计课前思考题、练习题及讨论，促进学生独立思考，提升学生自主学习能力。

⑵ 基于问题导入教学内容，抛出思考问题，激发学生的学习兴趣，引导学生分析、解决问题。通过案例分析、软件模拟实践对教学重难点进行合理解构，将“枯燥”的理论知识以、动画演变为通俗易懂的表现形式，提升学生对知识的分析应用能力。

⑶ 直播教学中有课堂思考、练习、小组协作项目等教学活动，通过随机抽查提问、连麦互动、QQ群晒作品等形式，提高学生参与课堂学习的积极性。

⑷ 绘制“思维导图”归纳总结教学内容，将零散知识有逻辑性地组织、串联，理清了知识脉络，培养学生系统性思考及归纳、提练能力。

⑸ 课后任务的设计，如课后作业、单元测试及实验项目等，强调巩固、回溯学习过程，注重能力目标的达成。同时，教师与学生助教协作讲评作业、答疑，促进学生相互学习及反思。

⑹ 采用学生助教协助课堂教学，督促出勤、平台学习任务，课堂互动表现统计，有助于保障线上教学秩序。

六、教学反思

在疫情防控期间，“停课不停教、停课不停学”的指导思想促进了教师教学从线下课堂向线上课堂迁移，推进信息技术和教育教学的深度融合，教师需要不断提升自身的信息化教学能力，利用网络平台教学资源创新课程教学方式，为疫情后进一步探索混合式教学奠定基础。

在线教学的实施过程中，通过与学生交流，对课前、课中的教与学进行反思，仍有教学问题需要不断探索及实践。

⑴ 如何更好引导学生参与直播课堂教学，促进与学生的被动交互向主动交互转变。

⑵ 如何更好的设计与组织课后学习活动，确保学生作业能够自主独立完成，及开展个性化指导。

⑶ 如何设计合理、有效的在线教学评价指标，使在师生之间形成一种合理的评价机制。

七、教学资源

1.与本章节教学内容相关、可供学生课外学习参考的书目、文章、网站等

⑴ 中国大学mooc中《网络技术与应用实验》课程中相关章节。链接如下：

https://www.icourse163.org/learn/PAEU1003123003?tid=1206667201#/learn/content

⑵ 中国大学mooc中华南理工大学开设的《计算机网络》课程中相关章节。

⑶ 泛雅教学平台“资料”文件夹中的电子教材。

2.学生提交的与本章节教学内容相关的典型资料

在整个教学过程中，学生课前观看视频及完成随堂测试、课中参与讨论、qq群晒结果、课后提交作业、线上讨论、PT软件模拟实践案例、绘制思维导图归纳总结课程内容。具体信息如下：

（1）课前视频观看与测试题

（2）课中参与互动

（3）课后作业

（4）线上主题讨论

（5）归纳本章节教学内容的思维导图

（6）软件模拟实现了不同主机之间的通信案例

来源｜滁州学院教务处

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