“高級計算機網絡”課程思政探索與實踐

摘要：作者針對研究生“高級計算機網絡”課程思政存在的問題，以“網絡強國”為思政主線，建立明確的育人目標，梳理了中國互聯發展與家國情懷，互聯網體系結構蘊含的思想價值，以太網前世今生與科學思維、創新精神，網絡安全、隱私保護與網絡命運共同體，實驗教學與嚴謹求是的工匠精神等思政案例，說明在知識傳授和能力培養中要強調價值引領，為工科研究生思政教改的開展探索了可行路徑。

關鍵詞：高級計算機網絡；課程思政；網絡強國；思政案例

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2024）06-0093-03

引言

《高等學校課程思政建設指導綱要》指出：“全面推進課程思政建設是落實立德樹人根本任務的戰略舉措。”目前，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，成果相對較少，探索空間較大。[1]“高級計算機網絡”課程是計算機類各專業研究生的學位課，對該課程進行思政建設的探索與實踐，有助于充分發揮該課程的育人作用，實現知識傳授、能力提升和價值塑造的教育目標，培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。[2]因此，筆者在計算機類研究生的學位課程“高級計算機網絡”的教學中開展了融入思政元素的探索與實踐，以期為研究生的課程思政建設提供新思路。

● “高級計算機網絡”課程思政存在的問題

首先，筆者所在學校研究生“高級計算機網絡”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因特網發展歷史、美國網絡領域的知名企業和科學家，難以樹立學生的認同感、自豪感和自信心。此外，國外教材中或多或少會滲透西方的價值觀，在多元價值觀相互撞擊與文化滲透的復雜情況下，部分研究生思想觀念容易受到不同價值觀念的沖擊。因此，對于選擇英文教材的課程來說，課程思政建設尤為重要。

其次，計算機類研究生不乏“奇才”和“怪才”，他們往往有很多奇思妙想，并且有能力付諸實踐。但是部分學生可能存在法律意識淡薄、思想冒險激進等潛在問題，如果不在道德情懷、思想意識方面加以引導，他們很可能會濫用技術，甚至觸碰法律法規紅線。因此，結合計算機類研究生的特點，教學中除了要進行知識傳授和能力培養，更為重要的是要通過宣講網絡相關領域法律法規和樹立學生正確的價值觀，規范學生的實踐行為。

● “高級計算機網絡”課程思政框架及案例

開展課程思政教學的關鍵點在于從課程內容著手，挖掘有價值的思政素材，并融入實際的課堂教學。因此，筆者將課程內容重新梳理，在知識教授和能力培養的若干環節潤物細無聲地引入課程思政元素，將知識引領、能力培養與價值塑造有機融合。[3]

1.課程思政主線與育人目標

筆者為課程確立了“網絡強國”的思政主線，具體為培養學生具有開闊的國際視野、善于挖掘自身原創思路、探索網絡技術的前沿進展以及其中所體現的人文與科學思想。通過關鍵環節的案例設計和課程教學、研討互動，幫助學生樹立科學的發展觀、提升社會責任感與家國情懷，進而增強學生投身建設網絡強國的榮譽感和使命感。通過思政元素的切入點和路徑實施、思政案例庫和資源庫建設以及適應思政的教學方法改革，達到以下育人目標：

①了解我國在網絡技術方面的需求、已取得的成果，以及與世界先進國家的差距，激發技術自信、家國情懷，鼓勵樹立奮起直追的意識；

②理解網絡體系結構、網絡協議設計中的公平、自由、共享、合作的理念，與社會主義核心價值觀融會貫通；

③在學習網絡技術的同時了解網絡技術領域中外卓越科學家的貢獻，學習科學家身上嚴謹求實、敢于質疑、勇于創新的科學精神；

④在學習網絡安全和隱私保護技術的同時，增強在網絡命運共同體、網絡空間治理、網絡強國等方面的責任和擔當，恪守職業道德，遵守法律法規；

⑤在網絡實驗實踐中增強嚴謹求是的工匠精神。

2.思政案例

圍繞育人目標，筆者梳理了5個典型的思政案例，下面對這5個典型案例進行具體闡述。

案例1：中國互聯網發展與家國情懷。

中國互聯網的發展令世界矚目，主要表現在基礎設施建設、用戶規模和應用成果等方面。

在基礎設施建設方面，依托下一代互聯網建設工程CNGI，我國已經建成世界上最大的IPv6網絡。CNGI示范網絡的國產設備使用率達到50%以上，國產高性能核心路由器性能達到世界領先水平。

在用戶規模方面，根據中國互聯網協會發布的《中國互聯網發展報告2020》，中國網民已達13.19億，電子商務年交易規模為34.81萬億元，網絡支付交易額足有249.88萬億元，中國數字經濟規模穩居世界第二。

在應用成果方面，以新四大發明為代表的“互聯網+”應用對傳統產業轉型升級、優化行業環境具有重要的推動意義。中國互聯網的發展背后彰顯了中國特色社會主義的文化自信和道路自信，可以激發學生民族自豪感和愛國情懷。

案例2：互聯網組網技術蘊含的思想價值。

計算機網絡課程的理論知識和技術原理本身蘊含了許多可以挖掘的思想價值。例如，遍布全球的因特網由許多異構網絡互聯而成，對所有用戶開放，本身就蘊含自由的理念；每個網絡無論規模大小、性能好壞，地位都是平等的；計算機網絡體系結構采用“化繁為簡，分而治之”的思想，將復雜的網絡通信任務細分成不同的網絡功能，部署在不同的協議層次上，這正是科學思維在網絡技術中的應用；通信實體間通過協議協調網絡行為，共同完成通信任務，體現了合作的價值；網絡通信協議在網絡資源使用上，還起到約束節點行為的作用，確保公平原則。

案例3：以太網的前世今生與科學思維、創新精神。

與本科生課程相比，研究生課程應更加注重科研能力和創新能力的培養，為研究生從事理論和應用研究打下一定基礎。為此，筆者在教學中從以下幾方面滲透對科研素養和創新能力的培養。

首先，在講解相關網絡協議和技術時更加重視原理的透徹理解、協議的建模和定量分析。例如，在介紹局域網的ALOHA、時隙ALOHA和CSMA/CD協議時，詳細講解了信道利用率的推導過程，并要求學生利用MATLAB進行數值計算，利用網絡仿真工具進行協議模擬；在介紹無線局域網CSMA/CA時，講解如何用馬爾科夫鏈對退避過程進行建模分析；在介紹TCP協議時，要求學生對TCP協議的吞吐量、公平性和時延進行建模分析。通過對協議的建模分析，使學生更深入地理解協議的原理和性能，鍛煉學生的數學建模能力和理論分析能力，培養科學思維。

其次，對一些著名的網絡協議和技術，會介紹其產生的背景，讓學生換位思考，如果身處當時的環境，能否想到這樣的技術，激發學生的思維。例如，在講解局域網技術時，首先介紹夏威夷大學Norman Abramson等人在20世紀60年代末研制的ALOHA系統，該系統允許多個節點以競爭的方式在同一個頻道上進行傳輸，他發表了一系列有關ALOHA系統的理論和應用方面的文章。1972年，ALOHA被改進成時隙ALOHA成組廣播系統，效率提高一倍多，成為大多數廣播系統（包括以太網和多種衛星傳輸系統）的基礎。Abramson因其在爭用型系統的開創性研究工作而獲得IEEE的KobayaShi獎。1972年底，Xerox PARC研究中心的Metcalfe等人基于ALOHA系統將多臺ALTO計算機連接起來，并進一步提出了載波監聽技術和改進的重傳方案，使網絡的利用率再提高將近一倍，這就是著名的CSMA/CD（帶沖突檢測的載波監聽多路訪問）協議，以太網此后誕生。以這種歷史觀思考問題，可以使學生認識到互聯網技術創新的本質，培養學生的創新思維。

案例4：網絡安全、隱私保護與網絡命運共同體。

網絡空間是繼陸、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。因此，教師要鼓勵學生加強自主創新和研發網絡安全技術的能力，不斷提高信息安全水平，以隨時應對可能到來的網絡沖突。此外，網絡技術在給人類帶來極大便利的同時，也帶來了隱私泄露、算法濫用等各類風險，隱藏著巨大的安全隱患。一些研究生由于科研需要，會利用網絡爬蟲技術去網站爬數據，這個行為有一定風險，由于不正當爬取數據而被起訴判刑的案例已經出現，筆者在課堂上組織了對網絡爬蟲技術及相關反爬技術的研討，同時提醒學生要合理合法地爬取數據。近年來，國家也相繼出臺了相關法律法規，如《中華人民共和國網絡安全法》《中華人民共和國數據安全法》等，引導學生學習這些法律法規，正確使用網絡技術，不能觸碰法律法規的紅線。

案例5：實驗教學與嚴謹求是的工匠精神。

“高級計算機網絡”課程教學注重培養學生利用所學知識和技能解決網絡工程問題的能力。因此，課內外實驗或項目實訓是必不可少的教學環節。課程安排了3次基于中軟吉大仿真平臺的課內實驗，包括UDP和TCP、IP實驗、ARP實驗等，9次基于wireshark的課外實驗，包括HTTP、DHCP、DNS、TCP、UDP、IP、ICMP、ARP和802.11，實驗項目需要學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，并上臺匯報實驗結果。實驗過程對提高學生的溝通能力、培養學生的團隊精神、增強學生的合作意識很有幫助，也可以讓學生明白堅持的價值，懂得拼搏的意義，培養學生嚴謹、實事求是的工匠精神。

● 結語

筆者在計算機類研究生學位課程“高級計算機網絡”中進行了課程思政的探索與實踐，在“網絡強國”思政主線引導下，建立了明確的育人目標，梳理了典型思政案例，在知識傳授和能力培養中強調價值引領，提升了計算機類研究生的創新能力、社會責任感與家國情懷，增強了學生的法律意識以及在網絡命運共同體、網絡空間治理、網絡強國等方面的責任和擔當，為工科研究生思政教改的開展探索了可行路徑。

參考文獻：

[1]黃英，雷菁，劉嚴，等.工科研究生課程思政改革實踐探索研究——以“信息論與編碼”課程為例[J].工業和信息化教育，2022（09）：53-56.

[2]季偉東，付偉，李英梅.計算機專業研究生思想政治教育內容創新研究與實踐[J].計算機教育，2020（08）：54-58.

[3]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）：56-60.