“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程思政探索與實(shí)踐

摘要：作者針對(duì)研究生“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程思政存在的問題，以“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”為思政主線，建立明確的育人目標(biāo)，梳理了中國(guó)互聯(lián)發(fā)展與家國(guó)情懷，互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)蘊(yùn)含的思想價(jià)值，以太網(wǎng)前世今生與科學(xué)思維、創(chuàng)新精神，網(wǎng)絡(luò)安全、隱私保護(hù)與網(wǎng)絡(luò)命運(yùn)共同體，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)求是的工匠精神等思政案例，說明在知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)中要強(qiáng)調(diào)價(jià)值引領(lǐng)，為工科研究生思政教改的開展探索了可行路徑。

關(guān)鍵詞：高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；課程思政；網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)；思政案例

中圖分類號(hào)：G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 論文編號(hào)：1674-2117（2024）06-0093-03

引言

《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出：“全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措?！蹦壳?，相比于本科生的課程思政改革，研究生的課程思政受重視程度不足，成果相對(duì)較少，探索空間較大。[1]“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是計(jì)算機(jī)類各專業(yè)研究生的學(xué)位課，對(duì)該課程進(jìn)行思政建設(shè)的探索與實(shí)踐，有助于充分發(fā)揮該課程的育人作用，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力提升和價(jià)值塑造的教育目標(biāo)，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。[2]因此，筆者在計(jì)算機(jī)類研究生的學(xué)位課程“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”的教學(xué)中開展了融入思政元素的探索與實(shí)踐，以期為研究生的課程思政建設(shè)提供新思路。

● “高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程思政存在的問題

首先，筆者所在學(xué)校研究生“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程為雙語課程，教材和課件是全英文，教材中介紹的都是美國(guó)因特網(wǎng)發(fā)展歷史、美國(guó)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的知名企業(yè)和科學(xué)家，難以樹立學(xué)生的認(rèn)同感、自豪感和自信心。此外，國(guó)外教材中或多或少會(huì)滲透西方的價(jià)值觀，在多元價(jià)值觀相互撞擊與文化滲透的復(fù)雜情況下，部分研究生思想觀念容易受到不同價(jià)值觀念的沖擊。因此，對(duì)于選擇英文教材的課程來說，課程思政建設(shè)尤為重要。

其次，計(jì)算機(jī)類研究生不乏“奇才”和“怪才”，他們往往有很多奇思妙想，并且有能力付諸實(shí)踐。但是部分學(xué)生可能存在法律意識(shí)淡薄、思想冒險(xiǎn)激進(jìn)等潛在問題，如果不在道德情懷、思想意識(shí)方面加以引導(dǎo)，他們很可能會(huì)濫用技術(shù)，甚至觸碰法律法規(guī)紅線。因此，結(jié)合計(jì)算機(jī)類研究生的特點(diǎn)，教學(xué)中除了要進(jìn)行知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)，更為重要的是要通過宣講網(wǎng)絡(luò)相關(guān)領(lǐng)域法律法規(guī)和樹立學(xué)生正確的價(jià)值觀，規(guī)范學(xué)生的實(shí)踐行為。

● “高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程思政框架及案例

開展課程思政教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)在于從課程內(nèi)容著手，挖掘有價(jià)值的思政素材，并融入實(shí)際的課堂教學(xué)。因此，筆者將課程內(nèi)容重新梳理，在知識(shí)教授和能力培養(yǎng)的若干環(huán)節(jié)潤(rùn)物細(xì)無聲地引入課程思政元素，將知識(shí)引領(lǐng)、能力培養(yǎng)與價(jià)值塑造有機(jī)融合。[3]

1.課程思政主線與育人目標(biāo)

筆者為課程確立了“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”的思政主線，具體為培養(yǎng)學(xué)生具有開闊的國(guó)際視野、善于挖掘自身原創(chuàng)思路、探索網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的前沿進(jìn)展以及其中所體現(xiàn)的人文與科學(xué)思想。通過關(guān)鍵環(huán)節(jié)的案例設(shè)計(jì)和課程教學(xué)、研討互動(dòng)，幫助學(xué)生樹立科學(xué)的發(fā)展觀、提升社會(huì)責(zé)任感與家國(guó)情懷，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生投身建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)的榮譽(yù)感和使命感。通過思政元素的切入點(diǎn)和路徑實(shí)施、思政案例庫和資源庫建設(shè)以及適應(yīng)思政的教學(xué)方法改革，達(dá)到以下育人目標(biāo)：

①了解我國(guó)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的需求、已取得的成果，以及與世界先進(jìn)國(guó)家的差距，激發(fā)技術(shù)自信、家國(guó)情懷，鼓勵(lì)樹立奮起直追的意識(shí)；

②理解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)中的公平、自由、共享、合作的理念，與社會(huì)主義核心價(jià)值觀融會(huì)貫通；

③在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的同時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域中外卓越科學(xué)家的貢獻(xiàn)，學(xué)習(xí)科學(xué)家身上嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神；

④在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)技術(shù)的同時(shí)，增強(qiáng)在網(wǎng)絡(luò)命運(yùn)共同體、網(wǎng)絡(luò)空間治理、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)等方面的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)，恪守職業(yè)道德，遵守法律法規(guī)；

⑤在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中增強(qiáng)嚴(yán)謹(jǐn)求是的工匠精神。

2.思政案例

圍繞育人目標(biāo)，筆者梳理了5個(gè)典型的思政案例，下面對(duì)這5個(gè)典型案例進(jìn)行具體闡述。

案例1：中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與家國(guó)情懷。

中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展令世界矚目，主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、用戶規(guī)模和應(yīng)用成果等方面。

在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，依托下一代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工程CNGI，我國(guó)已經(jīng)建成世界上最大的IPv6網(wǎng)絡(luò)。CNGI示范網(wǎng)絡(luò)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備使用率達(dá)到50%以上，國(guó)產(chǎn)高性能核心路由器性能達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

在用戶規(guī)模方面，根據(jù)中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告2020》，中國(guó)網(wǎng)民已達(dá)13.19億，電子商務(wù)年交易規(guī)模為34.81萬億元，網(wǎng)絡(luò)支付交易額足有249.88萬億元，中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模穩(wěn)居世界第二。

在應(yīng)用成果方面，以新四大發(fā)明為代表的“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、優(yōu)化行業(yè)環(huán)境具有重要的推動(dòng)意義。中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背后彰顯了中國(guó)特色社會(huì)主義的文化自信和道路自信，可以激發(fā)學(xué)生民族自豪感和愛國(guó)情懷。

案例2：互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)蘊(yùn)含的思想價(jià)值。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的理論知識(shí)和技術(shù)原理本身蘊(yùn)含了許多可以挖掘的思想價(jià)值。例如，遍布全球的因特網(wǎng)由許多異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成，對(duì)所有用戶開放，本身就蘊(yùn)含自由的理念；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)無論規(guī)模大小、性能好壞，地位都是平等的；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用“化繁為簡(jiǎn)，分而治之”的思想，將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)細(xì)分成不同的網(wǎng)絡(luò)功能，部署在不同的協(xié)議層次上，這正是科學(xué)思維在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用；通信實(shí)體間通過協(xié)議協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)行為，共同完成通信任務(wù)，體現(xiàn)了合作的價(jià)值；網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)資源使用上，還起到約束節(jié)點(diǎn)行為的作用，確保公平原則。

案例3：以太網(wǎng)的前世今生與科學(xué)思維、創(chuàng)新精神。

與本科生課程相比，研究生課程應(yīng)更加注重科研能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為研究生從事理論和應(yīng)用研究打下一定基礎(chǔ)。為此，筆者在教學(xué)中從以下幾方面滲透對(duì)科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

首先，在講解相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和技術(shù)時(shí)更加重視原理的透徹理解、協(xié)議的建模和定量分析。例如，在介紹局域網(wǎng)的ALOHA、時(shí)隙ALOHA和CSMA/CD協(xié)議時(shí)，詳細(xì)講解了信道利用率的推導(dǎo)過程，并要求學(xué)生利用MATLAB進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，利用網(wǎng)絡(luò)仿真工具進(jìn)行協(xié)議模擬；在介紹無線局域網(wǎng)CSMA/CA時(shí)，講解如何用馬爾科夫鏈對(duì)退避過程進(jìn)行建模分析；在介紹TCP協(xié)議時(shí)，要求學(xué)生對(duì)TCP協(xié)議的吞吐量、公平性和時(shí)延進(jìn)行建模分析。通過對(duì)協(xié)議的建模分析，使學(xué)生更深入地理解協(xié)議的原理和性能，鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和理論分析能力，培養(yǎng)科學(xué)思維。

其次，對(duì)一些著名的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和技術(shù)，會(huì)介紹其產(chǎn)生的背景，讓學(xué)生換位思考，如果身處當(dāng)時(shí)的環(huán)境，能否想到這樣的技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的思維。例如，在講解局域網(wǎng)技術(shù)時(shí)，首先介紹夏威夷大學(xué)Norman Abramson等人在20世紀(jì)60年代末研制的ALOHA系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)以競(jìng)爭(zhēng)的方式在同一個(gè)頻道上進(jìn)行傳輸，他發(fā)表了一系列有關(guān)ALOHA系統(tǒng)的理論和應(yīng)用方面的文章。1972年，ALOHA被改進(jìn)成時(shí)隙ALOHA成組廣播系統(tǒng)，效率提高一倍多，成為大多數(shù)廣播系統(tǒng)（包括以太網(wǎng)和多種衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)）的基礎(chǔ)。Abramson因其在爭(zhēng)用型系統(tǒng)的開創(chuàng)性研究工作而獲得IEEE的KobayaShi獎(jiǎng)。1972年底，Xerox PARC研究中心的Metcalfe等人基于ALOHA系統(tǒng)將多臺(tái)ALTO計(jì)算機(jī)連接起來，并進(jìn)一步提出了載波監(jiān)聽技術(shù)和改進(jìn)的重傳方案，使網(wǎng)絡(luò)的利用率再提高將近一倍，這就是著名的CSMA/CD（帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問）協(xié)議，以太網(wǎng)此后誕生。以這種歷史觀思考問題，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

案例4：網(wǎng)絡(luò)安全、隱私保護(hù)與網(wǎng)絡(luò)命運(yùn)共同體。

網(wǎng)絡(luò)空間是繼陸、海、空、外太空之后的“第五疆域”。在“第五疆域”中，人類面臨著不少困境與挑戰(zhàn)。因此，教師要鼓勵(lì)學(xué)生加強(qiáng)自主創(chuàng)新和研發(fā)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的能力，不斷提高信息安全水平，以隨時(shí)應(yīng)對(duì)可能到來的網(wǎng)絡(luò)沖突。此外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在給人類帶來極大便利的同時(shí)，也帶來了隱私泄露、算法濫用等各類風(fēng)險(xiǎn)，隱藏著巨大的安全隱患。一些研究生由于科研需要，會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)去網(wǎng)站爬數(shù)據(jù)，這個(gè)行為有一定風(fēng)險(xiǎn)，由于不正當(dāng)爬取數(shù)據(jù)而被起訴判刑的案例已經(jīng)出現(xiàn)，筆者在課堂上組織了對(duì)網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)及相關(guān)反爬技術(shù)的研討，同時(shí)提醒學(xué)生要合理合法地爬取數(shù)據(jù)。近年來，國(guó)家也相繼出臺(tái)了相關(guān)法律法規(guī)，如《中華人民共和國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全法》《中華人民共和國(guó)數(shù)據(jù)安全法》等，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)這些法律法規(guī)，正確使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不能觸碰法律法規(guī)的紅線。

案例5：實(shí)驗(yàn)教學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)求是的工匠精神。

“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)和技能解決網(wǎng)絡(luò)工程問題的能力。因此，課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)或項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。課程安排了3次基于中軟吉大仿真平臺(tái)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，包括UDP和TCP、IP實(shí)驗(yàn)、ARP實(shí)驗(yàn)等，9次基于wireshark的課外實(shí)驗(yàn)，包括HTTP、DHCP、DNS、TCP、UDP、IP、ICMP、ARP和802.11，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要學(xué)生分組一起分析問題，確立分工，互相交流，通過合作共同完成，并上臺(tái)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過程對(duì)提高學(xué)生的溝通能力、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)很有幫助，也可以讓學(xué)生明白堅(jiān)持的價(jià)值，懂得拼搏的意義，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的工匠精神。

● 結(jié)語

筆者在計(jì)算機(jī)類研究生學(xué)位課程“高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”中進(jìn)行了課程思政的探索與實(shí)踐，在“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”思政主線引導(dǎo)下，建立了明確的育人目標(biāo)，梳理了典型思政案例，在知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)中強(qiáng)調(diào)價(jià)值引領(lǐng)，提升了計(jì)算機(jī)類研究生的創(chuàng)新能力、社會(huì)責(zé)任感與家國(guó)情懷，增強(qiáng)了學(xué)生的法律意識(shí)以及在網(wǎng)絡(luò)命運(yùn)共同體、網(wǎng)絡(luò)空間治理、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)等方面的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)，為工科研究生思政教改的開展探索了可行路徑。

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