“大思政”背景下计算机网络课程教学改革的探索和实践

陈南平

（湖北大学计算机与信息工程学院，湖北 武汉 430062）

新时代新征程，迫切要求广大青年学生提高服务意识和责任意识，积极关注和回应社会现实问题。通过在专业课程中融入思政教育，可积极引导学生正确认识专业课程学习与服务社会的关系，引导学生树立正确的世界观，人生观和价值观，实现课程育人[1]。深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵，不仅可以培养学生探索未知，追求真理，攀登科学高峰的责任感与使命感，还能激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[2]。

计算机网络是计算机相关专业的核心课程，具有很强的知识属性，能力属性和价值属性。把这门专业课程作为课程思政建设的基本载体，根据其独特知识内容和特点，将科学思维方法和人文价值理念有机融入课程教学，达到润物细无声的育人效果[3]。本文进行了计算机网络课程思政教学改革的探索和实践。教学研究着重立足于课堂与实验室教学方法，在教学过程中把注重科学思维方法的训练与科学人文精神的培养结合起来，积极引导大学生提升理论联系实际的能力和服务社会的本领。

课堂和实验室是教学活动的主阵地。教师在课堂和实验室教学中要坚持以学生为中心开展教学活动的理念，强化学生综合素质和技术能力的培养，使学生具备适应社会的能力和后续成长空间。本文以教学实践的探索和创新为基础，从改革课堂和实验室教学方式的五个方面展示如何把“课程思政”融入计算机网络课程的教学实践中。通过在教学过程中启发学生思维，引导学生主动思考，同时将知识学习和德育教育有机结合起来，达到教书育人的目标。

1 引入典型行业精英案例塑造学生正确的职业价值取向和良好职业道德操守

工科专业课课程学习时，由于学生对工程实际中的许多问题不了解，加之其理论知识十分抽象，导致不少学生对教师的讲解似懂非懂，觉得课堂学习兴味索然，注意力难以持续集中。在教学中以故事的形式恰当引入一些行业精英的生动实例可以有效地使课堂摆脱索然无味的氛围，让学生脱离疲惫厌学的情绪，重新唤起学生的学习热情。而且，在技术超速更新，竞争相当激烈的IT行业，先驱们的故事有助于年轻的学子明确学习方向，进行职业定位。借助这些故事，教师可以对学生进行专业规范和职业道德教育，从而帮助学生形成正确的职业价值取向，保持良好的职业道德操守。

在课堂教学讲授应用层的http协议时，除了解释该协议规定客户端和服务器之间的数据传输通信规则之外，还会提到CGI脚本。用CGI脚本编写的程序在涉及远程用户从浏览器中输入表单或进行检索时，会给Web主机系统造成安全隐患。这些安全漏洞可能被网络黑客发现并加以利用。讲到此处引入我国著名黑客汪正扬的实例进一步说明。汪正扬从8岁起开始自学编程，11岁在浏览多家大公司的网页时发现了360的一个安全漏洞，他将问题以及漏洞修复方案写成了一个邮件，发给了360公司。到2014年，他成为那一年度中国互联网安全大会上年龄最小的黑客。汪正扬选择做白帽黑客维护网络安全的事例使学生们明白：高超的专业技能必须用于推动技术进步，自身的聪明才智必须以正义和忠诚护航，才不负这份职业赋予IT人无比神圣的责任和使命。

2 通过拓宽专业知识树立学生正确的网络安全观念，提高社会公德意识与国家安全意识

学生的专业知识面反映其专业能力和文化素养。在课堂教学环节中，教师应通过自身广博的知识视野，摘取与课程知识点相关内容，穿插在任教的学科知识中，有针对性地填补学生在本专业领域的知识空缺。运用得当的知识拓广不仅能丰富教学内容，提高学生专业素质，还能开阔学生专业视野，引导学生触类旁通。在讲授网络知识的同时介绍我国在当今互联网时代网络安全治理方面的政策和措施，不仅能提高学生网络安全意识和水平，还能提高其社会公德意识和国家安全意识。

在讲解网络层的核心协议IP的报文格式与封装机制时，会提到IP地址欺骗技术：即可以通过修改IP包的源地址再重新封装隐藏发送方的身份，使用这种技术可以对目标设备发动DDos攻击。这时可出示一份网上下载的最新我国DDos攻击资源分析报告，带领学生一起学习。从报告中不仅能拓展诸如僵尸主机节点、肉鸡、反射服务器和伪造来源路由器等大量相关专业术语，还可以利用所学IP协议的原理进一步思考攻击事件监测数据如何采集、IP地址定位如何实现等问题。最后，借此介绍我国网络安全治理情况。国家互联网信息办早在2016年就发布了《国家网络空间安全战略》，积极防御潜在危险、有效应对网络攻击。近年来我国不断加强网络安全应急能力建设，网络安全风险得到有效控制。通过这些介绍，学生被引导核心技术要用于网络安全的正面影响，同时也了解了我国网络安全治理的政策法规，增强了网络安全意识。相关知识的拓宽无形中强化了学生的社会公德意识和国家安全意识。

3 在问题引导教学法中把科学思维方法的训练与科学人文精神的培养融为一体

教学过程也是启迪思维的过程。问题引导教学法以学习环节中产生的问题为媒介，使学生的学习知识的过程从“感受、理解知识产生和发展的过程”转变成学生自主探究的“再发现”“再创造”的过程。在教学活动中以“问题”为线索，基于问题情境发现探索知识能培养学生解决问题的意识和科技创新精神。“问题”中蕴含的独立自主与开放包容的科技创新精神是对学生进行科学人文精神的培养的最佳素材。

在进行用交换机组建虚拟局域网的网络实验课上，有一位学生建立VLAN后，在进行其连通性的测试时观察到：在不同VLAN中ping不通的两个PC切换到同一个VLAN中后再进行连通性测试时，ping命令会先显示超时，再显示正常收到回应。为什么会有丢包情况导致的超时出现？这个问题并不是来自理论知识，而是源自实验操作，因而特别有价值。当他提出问题时，我没有直接回答，而是告诉他应当从数据链路层协议实现的角度和交换机的工作原理进行分析。经过仔细分析交换机的VLAN功能

的实现过程，学生得出超时是因为交换机处理VLAN标签导致的结果。当他再次找我求证其结论时，我仍然没有给出肯定回答，而是提示可以使用抓包软件用实验验证结论。经过抓包工具对数据帧的分析处理，学生最终确认他的结论是正确的。在寻求问题答案中，我引导学生一步步分析问题，思考探索，再实验求证，让学生通过科学思维方法解决实际问题。之后，我把这个问题及解答的全过程在课堂上向全班同学展示，并借机讲述了华为公司研发我国第一台自主产权的数字程控交换机的坎坷之路。中国通信企业打破国外垄断，自主创新的过程正是立足于科学实践和探索的精神突破关键技术难题，打破了西方世界所谓的“中国自己造不出程控交换机”的预言，从根本上扭转了我国电信网现代化建设受制于人的被动态势，同时也树立起中国人用自主知识产权高技术产品自主建设国家信息基础设施的信心和决心。

4 利用启发讨论式教学方法训练学生判断分析、归纳综合的理性认知方式，培养学生探索未知，追求真理，勇攀科学高峰的责任感与使命感

科学认识过程是一个在逻辑基础上进行创造的过程。逻辑思维方法是理性认知方式的基本特征。在启发讨论教学方式中，教师依据知识点设计一系列互相联系而又不断深化的启发性问题，激发学生的探索热情，并在此基础上进一步组织学生深入讨论。这种学生在教师的指导下进行的有意识的抽象逻辑思维活动，不但能巩固和强化学生对相关知识点的理解，而且能帮助学生把理性认知方式内化为一种思维习惯，使其终身受益。

启发讨论式教学方法从预先设定的具体问题展开讨论，逐渐引出事物的本质规律和内在联系，契合“从特殊到一般，从具体到抽象”的理性认知过程。在讨论过程中，教师应适时参与讲解与评论，把握讨论方向。在讲授网络协议的三要素的课堂教学过程中，并没有机械导入语法、语义和同步的概念，而是从“通信双方节点如何互通消息”的提问为切入点，并以日常生活中相隔异地的人们如何互通消息加以启发，引导学生展开讨论。从汉代长城垛口上的烽火狼烟到云中谁寄锦书来的鸿雁传书，从近代邮政系统的书信往来到当今互联网时代的网络通信，学生们在人类通信史的绚丽图景中深入思考并归纳总结出通信的核心目标──消息内容的传递，从而引出通信协议的语义这一要素。然后进一步提问：语义呈现的基础是什么？同时提示学生回忆自身语言学习的经历。经过再次讨论，得到语义是通过语言内容的结构化表示的结论，即语法这一要素。在此基础上假设通信的一方未收到消息或迟迟没有回应，那通信过程能顺利进行吗？启发学生深入讨论通信过程的细节，最后得出正常通信必须按规定节拍进行，从而导出通信协议的同步这一要素。最后在对讨论进行总结时进一步指出：网络各层协议的协同运作构筑起网络体系结构的大厦。而网络协议的具体实现十分复杂，需要通过实际应用环境反复求证，数次修订。当今互联网的RFC文档协议集从草案到正式标准的形成印证着互联网专家和科技人员探索求真的足迹，体现着网络先驱们敢为天下先的开拓精神。网络协议的探索和创新即是一个富有挑战性的学术研究问题，又是一个拥有大规模应用场景的工程问题，是未来的科技工作者和工程师值得付出毕生精力为之努力的事业和使命。

5 将知识点的讲授融入特定情境，营造生动的课堂教学氛围，在潜移默化中熏陶青年学生的民族担当精神和爱国主义情怀

教师在教学过程中有目的地引入或创设具有一定积极情绪色彩的生动具体场景，可以引起学生情感共鸣和知觉体验，从而帮助学生理解相关知识点。情境教学法的核心在于挑选与教授内容相关的素材，在课堂上适时嵌入知识点的讲解，从而营造一种具有特定情感倾向的课堂氛围，通过灵魂深处的撞击唤起学生心灵的激荡和共鸣。较之传统工科专业课的课堂中枯燥的逻辑推理和呆板的知识记忆，情境教学法可以在轻松愉悦的气氛中引导学生掌握知识，获得“润物细无声”的良好教学效果。

在讲授物理层无线通信媒体──微波这一传输介质时，同时介绍了无线移动通信系统和卫星通信系统。但知识点的传授并没有就此止步，而是继续提问：在地球上我们可以用微波进行无线通信，那么地球与别的星球，比如火星，又该如何互通信息？即在太空中又该如何正常通信？这个问题把学生的视角瞬间由地球拉到浩瀚太空，一时间激起大家强烈的兴趣。我立刻借机播放了“从天问到嫦娥”的视频短片，并要求大家从短片的介绍中寻找答案。短片回顾了中国航空航天的辉煌成就：从载人航天、北斗导航到嫦娥探月，天问探火，中国航天科技专家独立自主地完成了对关键技术的持续公关，以实际行动实现了中国人探索行星，征服太空的梦想。从短片的介绍中，学生们了解到目前我国航天技术中是使用VLBL测控系统实现远距离行星的通信，该系统使用多个超远距离望远镜接收同一天体的无线电波信号，进行干涉处理运算，最后得到射电图像，可保证远距离太空行星通信的精度。在学习专业知识的同时，同学们深深被短片中呈现的我国航天专家们征服茫茫太空，探索浩瀚宇宙的精神所感染，为航天科技人热爱祖国、无私奉献、建设航天强国的壮举所折服。一种以报效祖国为神圣职责的爱国主义情怀连同寻求宇宙奥秘，实现飞天梦想的科学探索精神一起久久回荡在课堂，感召和鼓舞着每一位年轻的学子。那次课给所有学生都留下深刻的印象。课后，大家纷纷在课程学习群里发言，表示要以自强不息、勇于创新的精神对待专业课程的学习；要用智慧、汗水乃至生命奉献祖国和人民，实现中华民族伟大复兴。

三尺讲台，万里江山。融合了课程思政教学元素的课堂不仅能圆满完成专业知识传递，更能因时制宜地做到对学生开创精神的培育，人格心灵的唤醒和道德情操的升华。作为一名人民教师，必要以匠心育人，以恒心铭志，以初心奋楫，在传道授业解惑中弘扬师者风范，在塑造生命的历程中对年轻的一代培根铸魂。大思政背景下计算机网络课程改革的道路即艰且长，我们应牢记为党育人，为国育才的庄严使命，在课程思政改革的道路上不断探索和前行。