基于“四融四合”的“計算機網絡”課程綜合改革與探索

鄭瑞娟 劉牧華 孫士保 劉銘 朱軍龍

摘?要：在國家積極推進“新工科”建設的背景下，面對百年未有之大變局，計算機網絡等信息類核心課程的教學綜合改革提上日程。在網絡強國的戰略指引下，以Internet體系結構和協議原理為知識載體，有機融合家國情懷和科學實踐精神，以知識傳授與培養社會主義核心價值觀相結合的原則，發揮“產—學—研—創”的資源優勢、協同優勢和集成優勢，構建“思政—內容—方法—評價”深度融合的“四融四合”課程協同創新育人體系，培養具備“精益求精，追求卓越”的工匠精神、有溫度、有情懷、有技術的網絡人才。

關鍵詞：計算機網絡；教學改革；四融四合；課程思政；創新育人

中圖分類號：G642??文獻標識碼：A

Abstract：Against?the?backdrop?of?the?country?actively?promoting?the?construction?of?the?“New?Negineering”，facing?unprecedented?changes?in?a?century，the?comprehensive?reform?of?teaching?in?information?core?courses?such?as?computer?networks?has?been?put?on?the?agenda.Guided?by?the?strategy?of?becoming?a?strong?country?in?the?internet，using?the?Internet?architecture?and?protocol?principles?as?knowledge?carriers，organically?integrating?national?sentiments?and?scientific?practice?spirit，and?combining?knowledge?transmission?with?the?cultivation?of?socialist?core?values，we?will?leverage?the?resource?advantages，collaborative?advantages，and?integration?advantages?of?"industry?learning?research?innovation"?to?build?a?"four?in?four"?curriculum?collaborative?innovation?and?education?system?that?deeply?integrates?"ideological?and?political?content?method?evaluation"，Cultivate?network?talents?with?the?craftsman?spirit?of?"striving?for?excellence"，and?warmth，passion，and?technology.

Keywords：Computer?network；Teaching?reform；Four?Integration?and?Four?Integration；Curriculum?ideological?and?politics；Innovative?education

1?概述

當今世界，信息技術革命日新月異；當代中國，網信發展大潮風起云涌。發展網信事業，迎來千載難逢的重大歷史機遇［1］?。互聯網核心技術是國之重器，“缺芯少魂”就會不堪一擊。網絡強國戰略思想為中國的網絡發展擘畫藍圖、指明方向、提出要求［23］?。網絡強國，人才當先，這是“計算機網絡”課程的光榮使命與擔當。突破核心技術難題，在激烈的國際競爭中實現某些領域、某些方面的“彎道超車”，其出發點和落腳點是為了增進人民福祉：“讓人民群眾在信息化發展中有更多獲得感、幸福感、安全感［4］?”。如何解決“為誰培養人”“培養什么人”“怎樣培養人”等問題，是“計算機網絡”課程育人的真諦所在。本課程作為軟件工程、計算機科學與技術等本科專業的一門專業核心課程，承擔著網絡技術人才培養的重任，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［5］?。

因此，如何把立德樹人［6］?貫穿教學全過程，綜合成果、方法和思想，從教學內容、授課方式、實踐訓練等方面對計算機網絡進行全面深入的課程綜合改革與建設，創新并實踐“計算機網絡”教學改革模式勢在必行。

2?課程現狀分析

2.1?課程內容廣泛、課程地位重要

計算機網絡是學科交叉的基礎性課程，內容應用范圍廣。先修課程包括網絡操作系統、數據結構、程序設計；后繼課程有現代網絡技術、無線傳感器網絡、網絡編程。計算機網絡涵蓋的內容多，地位重要。

2.2?課程理論性強、學習難度較大

計算機網絡課程概念多、原理多，知識體系比較復雜；網絡體系及層次等內容比較抽象，學生理解起來比較困難。計算機網絡體系結構具有層次性和實用性，在授課的時候必須注重理論和應用的映射。

2.3?網絡發展迅速、行業需求更迭

網絡技術更新快，發展速度迅猛。傳統教學始終沿用網絡概念、網絡模型、傳輸途徑、網絡連接等基礎性知識，導致學生無法學到與行業銜接的知識，因此應與市場變化相結合，制定與時俱進的教學內容。

2.4?理論實踐脫節、創新能力不足

計算機網絡課程學習在特定的“學校教師教、學校課堂學”的教學環境中進行，學生多是對課堂內容和知識的記憶，沒有進行創新應用，造成教師主導的理論學習和學生需求的創新能力之間脫節，無法實現學生能力的全面提升。

2.5?強調內容學習、思政導入不足

課程學習多關注計算機網絡基礎知識的學習，而忽略思想政治教育。應注重引導學生及時樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，樹立學生網絡強國的戰略思想。

3?改革方案

3.1?教學改革目標

在網絡強國的戰略指引下，緊跟時代和行業發展脈搏，依托河南科技大學工科特色突出的優勢，秉承專業“厚基礎、寬口徑、重實踐、求創新”的人才培養目標，以Internet體系結構和協議原理為知識載體，有機融合家國情懷和科學實踐精神，以知識傳授與培養社會主義核心價值觀相結合的原則，發揮“產—學—研—創”的資源優勢、協同優勢和集成優勢，構建“思政—內容—方法—評價”深度融合的“四融四合”課程協同創新育人體系，實現網絡知識、科學實踐、價值素養三位一體的育人目標。

（1）知識：領會網絡體系結構、網絡工作機制、各類協議的本質內涵及未來網絡技術原理知識。

（2）能力：應用網絡設計手段，構建網絡拓撲、開發網絡系統及應用軟件；運用科學方法分析協議內涵，評價協議性能，評判網絡設計過程中可能遇到的問題并給出解決思路。

（3）素養：培養學思結合，知行統一，具備踏實嚴謹、耐心專注、吃苦耐勞等優秀品質，具有計算機網絡技術專業職業技能、職業道德、職業意識，具備“精益求精，追求卓越”的工匠精神［7］?，有溫度有情懷有技術的網絡人才。

3.2?解決的關鍵問題

（1）以學生發展為中心，針對計算機網絡的內容體系復雜、原理相對枯燥等特點，如何圍繞協議的核心原理，梳理其內部關聯，提取思政要義，從情感上與學生產生共鳴，使“透明的”協議集群邏輯清晰、直觀且有溫度地形成有機整體，是本課程要解決的問題之一。

（2）以學生的學習過程為中心，如何打破沉默課堂，借助信息手段，設計個性與特色兼具的教學方法，實現內容與方法的融合匹配，充分調動學生的課堂參與積極性，使其能夠主動動口、動腦、動手提出問題、思考問題和解決問題，是本課程要解決的問題之二。

（3）以學生的學習效果為中心，如何突破終結性考試對評價學生解決實際網絡問題方面的局限性，將線上學習、PBL任務、小組討論等環節有效融入課程評價，激勵學生在各個教學環節中動腦入心，切實提升教學效果，是本課程要解決的問題之三。

3.3?教學改革思路

以培養德才兼備、具有工匠精神和職業精神的社會主義接班人為目標，本文深入剖析并動態跟蹤網絡發展趨勢，充分發揮企業、高校、科研、創新（四融）的資源優勢、協同優勢和集成優勢，將其有機結合，融入“計算機網絡”的思政導入、內容創新、方法更新和評價體系（四合）等課程教學環節中，構建“產—學—研—創”&“思政—內容—方法—評價”深度融合的“四融四合”課程協同創新育人體系，打造四新人才培養陣地。

3.4?研究方法

（1）重構內容。面向網絡應用及前沿技術，融合思政要素重構計算機網絡知識體系，實現前沿性要求。

（2）混合方法。依據布魯姆認知模型［8］?，設計以學生為中心，基于問題導向的四階多維混合式教學模式。

（3）實戰反饋。進行實驗創新相結合的綜合演練，實現能力與素養目標的高階性和挑戰度。

（4）綜合評價。過程性評價與終結性評價相結合，全面檢驗學生的學習成效。支撐能力與素養目標的達成如圖1所示。

圖1?研究方法

4?實施方案

4.1?德智融合，寓道于教

解構課程內容，將“培養有溫度有情懷有技術的網絡人才”的目標具體化為7個融合科學知識與價值觀的問題，以問題邏輯重構課程知識體系，將課程目標由知識傳遞轉變為價值引領。從家國情懷、團隊意識、科學精神、契約精神、創新意識、人生價值觀、職業操守7個維度，將55個網絡知識點與27個思政元素有機映射和融合，構建了涵蓋網絡知識、網絡設計與開發能力、價值素養3個層面的完善的課程內容思政體系。

4.2?跟蹤行業，內容創新

堅持教學、科研、生產、創新四結合，以培養學生的創新精神和實踐能力為出發點，提出“網絡原理教學研究應適應科學發展、教學改革、培養高層次人才的需要，培養學生科研意識，提高實踐能力以及創造思維能力”，從繁雜的網絡知識中，梳理計算機網絡的核心知識點，將知識架構從模塊化的知識單元形式轉變為跨學科的問題引導形式，讓內容體系的脈絡變得更加清晰，重構計算機網絡的開放式知識體系，涵蓋計算機網絡系統及其體系結構的基本功能、網絡路由、傳輸層協議、網絡應用、網絡安全、下一代網絡技術等。不斷適應國家和社會對于網絡信息技術人才需要，開放式內容體系如圖2所示。

圖2?開放式內容體系

4.3?挑戰高階、混合設計

堅持高階性、創新性、挑戰度標準，貫徹“學生中心、產出導向、持續改進”理念，依據布魯姆認知模型，設計以學生為中心，基于問題導向的四階多維混合式教學模式。（1）線上學評：學生通過預習線上課程和自主評測；（2）問題探究：結合PBL任務，學生通過小組研討完成思維導圖、課題論文；（3）互動翻轉：采用學生課堂展示、原理復現和頭腦風暴等手段實現課堂的反轉，主講教師展開問題解析和重難點的講測結合，導入思政；（4）實戰反饋：綜合演練，生生互評，激發創新思維。

4.4?全程跟蹤、綜合評價

強化分類評價和增值評價，完善課堂教學質量評價體系，突出學生中心和產出導向，科學設置課堂教學評價指標體系，結合課程特色構建評價體系，創新課堂教學評價模式，多維度評價學生學習效果：慕課預習10%，在線作業10%，PBL任務10%，授課簽到10%，實驗操作10%，理論考核50%。

結語

根據社會對計算機網絡專業人才的需求和我校軟件工程等專業的發展現狀，改革并設計出新的有利于促進學生發展的“四融四合”計算機網絡課程綜合改革新模式，以適應新時代網絡技術人才培養的要求，推進軟件工程及信息類專業的建設和發展。本項目堅持教學、科研、生產、創新四結合，以培養學生的創新精神和實踐能力為出發點，構建“四融四合”計算機網絡課程綜合改革模式。在傳授計算機網絡相關專業知識的過程中，融入相應的思想政治教育，潤物無聲地培育學生學會做事、學會做人、學做真人，做到真正的教書育人。

參考文獻：

［1］習近平.敏銳抓住信息化發展歷史機遇，自主創新推進網絡強國建設［N］.人民日報，20180422（01）.

［2］習近平.中央網絡安全和信息化領導小組第一次會議召開習發表重要講話［EB/OL］.［20220402］.中共中央網絡安全和信息化委員會辦公室.http：//www.cac.gov.cn/201402/27/c_1116669857.htm.

［3］賀怡然.習近平網絡強國戰略重要論述研究［D］.北京：北京郵電大學，2021.

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［5］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（03）：5660.

［6］黃娟.新時代高校立德樹人落實機制研究［D］.陜西師范大學，2021.

［7］李小玲，饒穎.新時代“工匠精神”傳承驅動下計算機專業創新人才培養模式研究［J］.信息網絡安全，2020（S2）：6365.

［8］晉樹利.基于布魯姆認知過程維度的深度學習評價研究［D］.華中師范大學，2020.

基金項目：2021年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目：“四融四合”《計算機網絡》課程綜合改革研究與實踐，項目編號：2021SJGLX383；2021年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目：以“工坊”為特征的未來技術學院建設探索與實踐（重點項目）項目編號：2021SJGLX122；2021年河南科技大學教育教學改革研究與實踐項目：“四融四合”計算機網絡課程綜合改革研究與實踐，項目編號：2021BK021；2020年河南科技大學教育教學改革研究與實踐項目：新工科建設契機下的計算機相關專業創新創業教育改革研究與實踐，項目編號：2020CX08

作者簡介：鄭瑞娟（1980—?），女，河南獲嘉人，博士，教授，河南科技大學軟件學院副院長，研究方向：網絡技術。

*通訊作者：劉銘。