“高级计算机网络”课程思政探索与实践

摘要：作者针对研究生“高级计算机网络”课程思政存在的问题，以“网络强国”为思政主线，建立明确的育人目标，梳理了中国互联发展与家国情怀，互联网体系结构蕴含的思想价值，以太网前世今生与科学思维、创新精神，网络安全、隐私保护与网络命运共同体，实验教学与严谨求是的工匠精神等思政案例，说明在知识传授和能力培养中要强调价值引领，为工科研究生思政教改的开展探索了可行路径。

关键词：高级计算机网络；课程思政；网络强国；思政案例

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）06-0093-03

引言

《高等学校课程思政建设指导纲要》指出：“全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措。”目前，相比于本科生的课程思政改革，研究生的课程思政受重视程度不足，成果相对较少，探索空间较大。[1]“高级计算机网络”课程是计算机类各专业研究生的学位课，对该课程进行思政建设的探索与实践，有助于充分发挥该课程的育人作用，实现知识传授、能力提升和价值塑造的教育目标，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。[2]因此，笔者在计算机类研究生的学位课程“高级计算机网络”的教学中开展了融入思政元素的探索与实践，以期为研究生的课程思政建设提供新思路。

● “高级计算机网络”课程思政存在的问题

首先，笔者所在学校研究生“高级计算机网络”课程为双语课程，教材和课件是全英文，教材中介绍的都是美国因特网发展历史、美国网络领域的知名企业和科学家，难以树立学生的认同感、自豪感和自信心。此外，国外教材中或多或少会渗透西方的价值观，在多元价值观相互撞击与文化渗透的复杂情况下，部分研究生思想观念容易受到不同价值观念的冲击。因此，对于选择英文教材的课程来说，课程思政建设尤为重要。

其次，计算机类研究生不乏“奇才”和“怪才”，他们往往有很多奇思妙想，并且有能力付诸实践。但是部分学生可能存在法律意识淡薄、思想冒险激进等潜在问题，如果不在道德情怀、思想意识方面加以引导，他们很可能会滥用技术，甚至触碰法律法规红线。因此，结合计算机类研究生的特点，教学中除了要进行知识传授和能力培养，更为重要的是要通过宣讲网络相关领域法律法规和树立学生正确的价值观，规范学生的实践行为。

● “高级计算机网络”课程思政框架及案例

开展课程思政教学的关键点在于从课程内容着手，挖掘有价值的思政素材，并融入实际的课堂教学。因此，笔者将课程内容重新梳理，在知识教授和能力培养的若干环节润物细无声地引入课程思政元素，将知识引领、能力培养与价值塑造有机融合。[3]

1.课程思政主线与育人目标

笔者为课程确立了“网络强国”的思政主线，具体为培养学生具有开阔的国际视野、善于挖掘自身原创思路、探索网络技术的前沿进展以及其中所体现的人文与科学思想。通过关键环节的案例设计和课程教学、研讨互动，帮助学生树立科学的发展观、提升社会责任感与家国情怀，进而增强学生投身建设网络强国的荣誉感和使命感。通过思政元素的切入点和路径实施、思政案例库和资源库建设以及适应思政的教学方法改革，达到以下育人目标：

①了解我国在网络技术方面的需求、已取得的成果，以及与世界先进国家的差距，激发技术自信、家国情怀，鼓励树立奋起直追的意识；

②理解网络体系结构、网络协议设计中的公平、自由、共享、合作的理念，与社会主义核心价值观融会贯通；

③在学习网络技术的同时了解网络技术领域中外卓越科学家的贡献，学习科学家身上严谨求实、敢于质疑、勇于创新的科学精神；

④在学习网络安全和隐私保护技术的同时，增强在网络命运共同体、网络空间治理、网络强国等方面的责任和担当，恪守职业道德，遵守法律法规；

⑤在网络实验实践中增强严谨求是的工匠精神。

2.思政案例

围绕育人目标，笔者梳理了5个典型的思政案例，下面对这5个典型案例进行具体阐述。

案例1：中国互联网发展与家国情怀。

中国互联网的发展令世界瞩目，主要表现在基础设施建设、用户规模和应用成果等方面。

在基础设施建设方面，依托下一代互联网建设工程CNGI，我国已经建成世界上最大的IPv6网络。CNGI示范网络的国产设备使用率达到50%以上，国产高性能核心路由器性能达到世界领先水平。

在用户规模方面，根据中国互联网协会发布的《中国互联网发展报告2020》，中国网民已达13.19亿，电子商务年交易规模为34.81万亿元，网络支付交易额足有249.88万亿元，中国数字经济规模稳居世界第二。

在应用成果方面，以新四大发明为代表的“互联网+”应用对传统产业转型升级、优化行业环境具有重要的推动意义。中国互联网的发展背后彰显了中国特色社会主义的文化自信和道路自信，可以激发学生民族自豪感和爱国情怀。

案例2：互联网组网技术蕴含的思想价值。

计算机网络课程的理论知识和技术原理本身蕴含了许多可以挖掘的思想价值。例如，遍布全球的因特网由许多异构网络互联而成，对所有用户开放，本身就蕴含自由的理念；每个网络无论规模大小、性能好坏，地位都是平等的；计算机网络体系结构采用“化繁为简，分而治之”的思想，将复杂的网络通信任务细分成不同的网络功能，部署在不同的协议层次上，这正是科学思维在网络技术中的应用；通信实体间通过协议协调网络行为，共同完成通信任务，体现了合作的价值；网络通信协议在网络资源使用上，还起到约束节点行为的作用，确保公平原则。

案例3：以太网的前世今生与科学思维、创新精神。

与本科生课程相比，研究生课程应更加注重科研能力和创新能力的培养，为研究生从事理论和应用研究打下一定基础。为此，笔者在教学中从以下几方面渗透对科研素养和创新能力的培养。

首先，在讲解相关网络协议和技术时更加重视原理的透彻理解、协议的建模和定量分析。例如，在介绍局域网的ALOHA、时隙ALOHA和CSMA/CD协议时，详细讲解了信道利用率的推导过程，并要求学生利用MATLAB进行数值计算，利用网络仿真工具进行协议模拟；在介绍无线局域网CSMA/CA时，讲解如何用马尔科夫链对退避过程进行建模分析；在介绍TCP协议时，要求学生对TCP协议的吞吐量、公平性和时延进行建模分析。通过对协议的建模分析，使学生更深入地理解协议的原理和性能，锻炼学生的数学建模能力和理论分析能力，培养科学思维。

其次，对一些著名的网络协议和技术，会介绍其产生的背景，让学生换位思考，如果身处当时的环境，能否想到这样的技术，激发学生的思维。例如，在讲解局域网技术时，首先介绍夏威夷大学Norman Abramson等人在20世纪60年代末研制的ALOHA系统，该系统允许多个节点以竞争的方式在同一个频道上进行传输，他发表了一系列有关ALOHA系统的理论和应用方面的文章。1972年，ALOHA被改进成时隙ALOHA成组广播系统，效率提高一倍多，成为大多数广播系统（包括以太网和多种卫星传输系统）的基础。Abramson因其在争用型系统的开创性研究工作而获得IEEE的KobayaShi奖。1972年底，Xerox PARC研究中心的Metcalfe等人基于ALOHA系统将多台ALTO计算机连接起来，并进一步提出了载波监听技术和改进的重传方案，使网络的利用率再提高将近一倍，这就是著名的CSMA/CD（带冲突检测的载波监听多路访问）协议，以太网此后诞生。以这种历史观思考问题，可以使学生认识到互联网技术创新的本质，培养学生的创新思维。

案例4：网络安全、隐私保护与网络命运共同体。

网络空间是继陆、海、空、外太空之后的“第五疆域”。在“第五疆域”中，人类面临着不少困境与挑战。因此，教师要鼓励学生加强自主创新和研发网络安全技术的能力，不断提高信息安全水平，以随时应对可能到来的网络冲突。此外，网络技术在给人类带来极大便利的同时，也带来了隐私泄露、算法滥用等各类风险，隐藏着巨大的安全隐患。一些研究生由于科研需要，会利用网络爬虫技术去网站爬数据，这个行为有一定风险，由于不正当爬取数据而被起诉判刑的案例已经出现，笔者在课堂上组织了对网络爬虫技术及相关反爬技术的研讨，同时提醒学生要合理合法地爬取数据。近年来，国家也相继出台了相关法律法规，如《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国数据安全法》等，引导学生学习这些法律法规，正确使用网络技术，不能触碰法律法规的红线。

案例5：实验教学与严谨求是的工匠精神。

“高级计算机网络”课程教学注重培养学生利用所学知识和技能解决网络工程问题的能力。因此，课内外实验或项目实训是必不可少的教学环节。课程安排了3次基于中软吉大仿真平台的课内实验，包括UDP和TCP、IP实验、ARP实验等，9次基于wireshark的课外实验，包括HTTP、DHCP、DNS、TCP、UDP、IP、ICMP、ARP和802.11，实验项目需要学生分组一起分析问题，确立分工，互相交流，通过合作共同完成，并上台汇报实验结果。实验过程对提高学生的沟通能力、培养学生的团队精神、增强学生的合作意识很有帮助，也可以让学生明白坚持的价值，懂得拼搏的意义，培养学生严谨、实事求是的工匠精神。

● 结语

笔者在计算机类研究生学位课程“高级计算机网络”中进行了课程思政的探索与实践，在“网络强国”思政主线引导下，建立了明确的育人目标，梳理了典型思政案例，在知识传授和能力培养中强调价值引领，提升了计算机类研究生的创新能力、社会责任感与家国情怀，增强了学生的法律意识以及在网络命运共同体、网络空间治理、网络强国等方面的责任和担当，为工科研究生思政教改的开展探索了可行路径。

参考文献：

[1]黄英，雷菁，刘严，等.工科研究生课程思政改革实践探索研究——以“信息论与编码”课程为例[J].工业和信息化教育，2022（09）：53-56.

[2]季伟东，付伟，李英梅.计算机专业研究生思想政治教育内容创新研究与实践[J].计算机教育，2020（08）：54-58.

[3]张冬梅，程莉，高占春，等.新工科背景下计算机网络课程思政建设实践[J].计算机教育，2023（03）：56-60.