计算机网络课程思政教学设计与实践

杨海清

（浙江工业大学信息工程学院，浙江 杭州 10023）

计算机网络是计算机发展和通信技术紧密结合并不断发展的一门学科。在信息化时代，计算机网络扮演了越来越重要的角色，并成为促进物质文明和精神文明双发展的重要技术支柱。“计算机网络”课程是我校自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化、智能科学与技术等本科专业的基础选修课。本课程教学目标体现在：知识层面上，学生要了解计算机网络的发展历史，理解计算机网络的基本概念，熟悉计算机网络的体系结构、协议原理和安全技术等内容；能力层面上，培养学生科学思维能力、自主学习能力、理论联系实际的能力；育人层面上，引导学生正确认识计算机网络对社会、环境、法律、行规、伦理、道德等的影响，培养学生的职业精神、科学伦理、工匠精神和家国情怀，努力做“互联网+”领域德才兼备的合格工程技术人才。

1 计算机网络课程中的思政要素

计算机网络技术具有显著的多层体系结构。在互联网开发初期，世界各地的研发机构普遍采用独有专利的数据传输协议，网络设备之间不能相互兼容。20世纪80年代，国际标准化组织（ISO）和国际电工电子协会（IEEE）推出了一系列网络协议标准，才使得互联网开启了全球化进程。可见，网络协议标准化是互联网得以发展壮大的基石。

孟子曰：不以规矩不能成方圆。网络协议就是互联网必须遵循的规范。网络世界如果没有协议规范，信息传输无从谈起；同样，现实世界里，大到国际国家层面，中到社区组织层面，小到家庭个人层面，如果缺失了基本的共同道德规则与行为规范，和谐社会从何谈起。互联网构成的虚拟世界与现实世界具有高度的同构性。互联网世界与现实世界相互影响，彼此渗透。因此，互联网在促进物质文明进步的同时，也应该在精神文明建设领域发挥建设性作用。这是计算机网络课程思政义不容辞的责任与担当。

“计算机网络”课程蕴含有丰富的思政元素，可以比较容易地从课程知识点导入思政元素。

1.1 课程知识点融入“四个认同”的逻辑性

“四个认同”是指党的十八大提出的理论认同、制度认同、道路认同和文化认同。回溯历史可以看到，科学家们研究计算机网络的初心就是实现信息资源的开放共享。我国自20世纪90年代初接入国际互联网以来，党和政府始终坚持“网络为人民”的互联网发展理念，并形成了具有中国特色的互联网服务于科研、教育、医疗、环保等民生领域的体制机制。党的十八大以来，我国全面贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，特别是电子商务在农民增收致富上发挥了重要的信息共享作用。现如今，我国已经成为互联网大国，正在向互联网强国迈进。实行以人民为中心的国家制度，走以人民为中心的发展道路，互联网才能真正服务于最广大人民群众。可见，本课程知识点与我国社会制度、发展道路、传统文化之间存在很好的逻辑联系。

1.2 课程知识点融入“工匠精神”的逻辑性

计算机网络自20世纪50年代开始研究，至今已有70余年历史。无数科学家和工程技术人员作出了前赴后继的努力。在课程中也能感悟到这种前赴后继的创新探索历程。第三章传输层中讲到四种传输协议，即简单协议、停等协议、后退协议和选择重发协议。有趣的是，这四种传输协议形成了前后替补关系：简单协议不考虑噪声问题；停等协议解决了噪声环境下单个数据检错与重发问题，但传输效率不高；后退协议采用流水线技术提高了传输效率，但重发又带来数据重复发送问题；选择重发则只重发未收到的数据。可见，后一种协议改进了前一种协议的不足，其自身的不足再由新协议来改进。这种替补关系清楚地告诫我们，科技探索无止境，容不得我们半点骄傲，必须保持严谨求是的科研作风和精益求精的工匠精神。

1.3 课程知识点融入“业精于勤”的逻辑性

我国自古以来推崇“业精于勤”的职业精神。勤奋的背后有科学解释吗。第六章物理层的香农采样定理正好能解释这个问题。定理揭示了对模拟量离散采样频率的下限要求，即采样频率不能低于模拟信号频谱中最高频率值的两倍，否则采样信号就会缺失原信号的部分信息。勤奋的表征就是与实际要多接触，相当于离散采样次数要足够多，频次要足够高。与实际有了足够多的接触后，获取的信息才能全面准确地反映实际情况。可见，采样定理与职业精神在逻辑上也具有高度的相关性。

2 思政要素融入课程知识点的教学设计

做好课程思政工作要注意避免课程教学与思政教育两张皮现象，防止出现思政内容在教学设计中的硬嵌入问题。通俗讲，就是避免盐沙混合现象，争取实现盐汤融合效应，以求达成“春风化雨、润物无声”效果。我们从主要知识点中析构出一定数量的思政元素，建立思政要素与相关联的课程知识点之间的对应关系，如表1所示。

表1 计算机网络课程知识点与思政要素的对应

3 课程思政课堂教学案例

案例1：从互联网在农业上的应用感悟我国扶贫举措。

在讲第二章互联网应用及其协议的工作原理时，首先讲解互联网的经典应用及其协议，接着联系现实生活，引入思政问题点：互联网极大地促进了物质文明进步，能否运用互联网来促进社会均衡发展呢？贫穷是许多发展中国家普遍面对的问题，在消除贫穷的社会进程中，党和政府采取了哪些有效措施呢？重点介绍一些我国在贫困边远地区大力推进互联网建设的实例，以及农民通过互联网平台促进农产品网络销售而增收致富的故事。进一步，联系三农问题探讨一下将“乡村振兴”写入党章的意义，以及互联网能在“乡村振兴”的伟大征程中发挥哪些作用。将互联网、乡村振兴、党的为民情怀三者联系起来。

案例2：从网络路由算法原理感悟协同创新理念。

第四章是讲网络层的工作原理，其中网络传输路径是重点之一。在分布式场景下，网络传输路径的选择是通过路由算法对全域路由器分布参数进行汇聚融合计算出来的。路由算法的本质在于协同求解。协同思想具有技术价值和人文价值。举例说明更有说服力。一个例子是圣经中“通天塔”的故事。当人类具有共同语言并相互协作时，人类建起了能与天齐高的通天塔，让上帝都感到害怕。另一个事例是中国空间站的全球合作倡议。2021年4月30日，中国空间站的核心舱被成功送入空间轨道，正式拉开了中国空间站实施建设的序幕。中国空间站不仅属于中国，也属于全世界。2018年5月中方和联合国外空司发布中国空间站国际合作机会公告，无论国家、组织还是私营实体、学术机构，均可平等参与。中国愿意与世界上所有以和平利用外层空间为目的的国家和地区，在载人航天领域开展合作与交流。走人类协同发展之路，中国赢得了世界声誉。

案例3：共享链路错时传输技术带给我们的人生启示。

第五章数据链路层的重点是局域网共享链路冲突问题。首先介绍ALOHA协议和CSMA/CD协议采用的二元指数后退算法，如何通过动态调整随机等待的时隙数作为重发延迟时间来减少重发冲突。然后导入思政提问点：既然算法能通过“让一让”方法解决了“数据堵”问题，那么我们在生活中适当“让一让”是不是也能解决“各种堵”问题？就此引起学生们的兴趣。接着可以进一步跟学生们开展一下“奉献在先、享受在后”人生境界的思辨活动。通过主动设计，将算法中的“退避”思想与生活中的“谦让”境界就联系起来了。

4 课程思政课外实践案例

自2017年《计算机网络》立项首批课程思政建设以来，我们在2017级、2018级自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化等三个电气类专业和2019级智能科学与技术专业的计算机网络课程教学中，开展了三批次课程思政课外实践活动。

以2017级为例。主题是：计算机网络工程伦理问题的分析与对策。要求学生联系个人生活实际，以一个互联网应用作为案例，剖析该案例存在的工程伦理问题，分析其特征、形成原因、社会危害，并给出治理建议。经过四周时间的调研活动，每一名学生都提交了调研报告。报告选题丰富，覆盖了网络暴力、共享单车、网约车、网购、网络监控、网贷、网络信息推送等近20个互联网应用主题。

其中不乏表现优秀的作品。以自动化专业一学生提交的《共享单车校园调查》为例。该生为了调查本校屏峰校区共享单车的使用和停放情况，冒着12月份早晨的严寒，凌晨5点起床一个人巡查了学生生活区、教学区的多个方位，对关注场地逐一进行了手机拍照录频；并利用午休时间对校园环卫人员进行了采访，详细调查了校园环卫人员如何处置乱停乱放共享单车的措施方法；同时，利用网络调查工具，发起问卷调查，收集了100多份调查反馈表，并使用统计方法对数据进行了整理分析，撰写了调研报告，提出了自己的意见建议。整个调研工作遵循了勤勉风尚、实事求是的科学精神。报告肯定了我国发展互联网单车的优势，认为互联网单车体现了以人民为中心的制度优势；同时希望我国能加强骑车人素质方面的教育投入，提高公民文明意识，表达了对我国重视消除源头隐患传统文化的认同。总体上，该学生的调研报告较好地体现了课程思政要求，做到知行合一，没有出现为了体现思政因素而矫揉造作一番的现象。

5 结束语

随着移动互联网的发展，物联网、大数据、人工智能等新技术支撑起的“互联网+”行动正在中国大地蓬勃兴起，“计算机网络”课程必将在知识上有新内容、在技能上有新层次、在育人上有新要求。课程思政一直在路上，课题组将继续贯彻“教育者先受教育”的理念，持之以恒钻研课程内容与课程思政有机融合的方式方法，努力达成“课程育人、润物无声”的优良效果。