趙玉娟
(河南工業(yè)大學 人工智能與大數(shù)據(jù)學院,河南 鄭州 450001)
OBE(Outcome-based Education)教育理念是一種以成果為目標導向進行課程體系建設的先進教育理念,強調將學生的學習目標聚焦在學習成果上,以最終學習成果為起點,反向進行課程設計,開展教學活動。課程思政的根本任務是立德樹人,通過將思想政治教育元素融入各門課程中,潛移默化地對學生的思想意識、行為舉止產生影響,從而為中國特色社會主義事業(yè)培養(yǎng)合格建設者和可靠接班人[1]。黨的十八屆五中全會通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》明確提出實施網絡強國戰(zhàn)略以及“互聯(lián)網+”行動計劃。在這種形勢下,對“計算機網絡”課程的思政教學進行積極的探索和實踐,培養(yǎng)學生的責任擔當意識。
河南工業(yè)大學軟件工程專業(yè)是國家級一流專業(yè)建設點,專業(yè)聚焦人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、智能制造等新興產業(yè)對軟件人才的多樣化需求,著力培養(yǎng)滿足軟件產業(yè)發(fā)展的特色化高素質復合型人才?!坝嬎銠C網絡”課程是我校軟件工程專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎類課程,在專業(yè)建設中具有非常重要的地位。針對我校軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)特點和課程現(xiàn)狀,以產出為導向設計課程思政目標,通過有效挖掘和融入課程思政元素,采用案例、項目驅動和討論等教學方式,實現(xiàn)課堂育人效果和教學質量的有效提升。
“計算機網絡”課程以Internet的TCP/IP體系結構為主線,全面講授數(shù)據(jù)通信與計算機網絡的基本原理和技術方法,使學生具備一定的網絡分析與設計、網絡規(guī)劃與建設、網絡運營與維護等網絡技術應用能力,以及較好的工程素養(yǎng),為從事計算機與數(shù)據(jù)通信等相關領域的技術研發(fā)和工程應用打下堅實的基礎。在此基礎上,課程教學強調培養(yǎng)學生科技報國的使命感、求實的科學精神和底線思維能力,具體課程目標如下。
思想政治:能夠辯證分析計算機網絡發(fā)展中的熱點問題和挑戰(zhàn),堅定“四個自信”,培養(yǎng)科技報國的使命感和責任感??茖W精神:具有探索、求實和協(xié)作的科學精神,對計算機網絡學習中遇到的難題,能夠迎難而上,開拓創(chuàng)新。安全法制:培養(yǎng)底線思維能力,在計算機網絡的使用與管理中具備較強的法律意識和國家安全意識。
基礎知識:掌握數(shù)據(jù)通信與計算機網絡的基本概念、基本原理和基本方法,理解計算機網絡的體系結構、網絡協(xié)議的工作機理、Internet的主要協(xié)議及其技術標準等。
應用:能夠應用計算機網絡的基本原理,選擇和使用恰當?shù)男畔⒓夹g工具,對網絡相關技術問題進行合理的模擬或仿真,對常見網絡問題提供解決方案。綜合:能夠綜合計算機網絡與數(shù)據(jù)通信等相關知識進行網絡協(xié)議分析設計、大型數(shù)據(jù)網絡的規(guī)劃建設與運營維護等研究開發(fā)工作,培養(yǎng)學生網絡工程的職業(yè)素養(yǎng)。學習:學會利用網絡獲取信息,跟蹤計算機網絡領域的新技術、新發(fā)展和新應用,關注國際計算機網絡發(fā)展的趨勢,培養(yǎng)終身學習意識和學習習慣。
在課程授課中,要明確每次課程的知識目標、能力目標和思政目標,將思政目標分解,在每次的課堂教學目標中以情感目標的形式出現(xiàn),使得在課程中融入思政元素的方式比較貼近學生。
課程圍繞“培養(yǎng)學生科技報國的使命感,求實的科學精神和底線思維能力”的思政教學目標,梳理各章節(jié)知識點,深入挖掘教學知識點所蘊含的思政元素,在此基礎上搜集與教學知識點密切相關的材料,通過二者的有機融合,實現(xiàn)對課程思政目標的支撐,在傳授知識的同時,進行思想政治教育,實現(xiàn)價值引領、知識教育和能力培養(yǎng)有機統(tǒng)一[2]。具體示例如下。
將思想政治教育內容中的“培養(yǎng)科技報國的使命感和責任感”融入計算機網絡專業(yè)知識技能教育內容第一章《計算機網絡概述》中的“計算機網絡的重要性”。
1.專業(yè)知識:計算機網絡的重要性。信息化時代的到來,已經使網絡成為信息社會的命脈和知識經濟發(fā)展的重要基礎,網絡對社會生活和社會經濟的發(fā)展已經產生了不可估量的影響。
2.補充內容:我國目前存在的問題。與網絡強國相比,我國還有較大差距,主要表現(xiàn)是中國在全球信息化排名中處于70名之后。作為網絡強國重要標志的寬帶基礎設施建設明顯滯后,人均寬帶與國際先進水平差距較大;關鍵技術受制于人,自主創(chuàng)新能力不強,網絡安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
3.思想政治教育的融入:習近平總書記始終強調“關鍵核心技術是國之重器”[3],“要加強關鍵核心技術攻關,牽住自主創(chuàng)新這個‘牛鼻子’”[4]。當代大學生要勇于承擔歷史使命和社會責任,不斷夯實科學文化知識基礎,提高創(chuàng)新能力,在推進網絡關鍵技術自主創(chuàng)新和國產化、關鍵技術自主可控等方面貢獻一份力量。
將科學精神教育內容“具有探索、求實和協(xié)作的科學精神,對計算機網絡學習中遇到的難題,能夠迎難而上,開拓創(chuàng)新”融入計算機網絡專業(yè)知識技能教育內容第四章《網絡層》中的“實驗二路由協(xié)議”的配置中。
1.專業(yè)知識:網絡層實驗。該實驗主要是組建一個至少包含三個路由器的簡單網絡,給該網絡中的主機和路由器規(guī)劃端口并配置IP地址,在路由器上配置路由協(xié)議,保證全網絡的互通,在此基礎上分析路由協(xié)議的運行原理。
2.補充內容:科學家的故事。在國外對我國實行網絡技術科技產品禁運,并且沒有辦法接觸到任何實際的網絡產品的情況下,吳建平院士自行設計和研制出國內最早的計算機網絡原型。1986年在清華大學搭建了中國第一個校園網絡,吳建平院士用研制的設備搭建起中國人自己的網絡。
3.思想政治教育的融入:該實驗是一個分組實驗,考核方式是小組答辯,答辯問題難度系數(shù)呈階梯狀上升,答辯問題之間聯(lián)系性較強,需要學生具有團隊合作意識和挑戰(zhàn)精神。通過科學家的故事,激發(fā)學生在學習上的探究精神,勇于挑戰(zhàn),勇于實踐。
將安全法制教育內容“培養(yǎng)底線思維能力,在計算機網絡的管理與使用中具備較強的法律意識和國家安全意識”融入計算機網絡專業(yè)知識技能教育內容第四章《網絡層》中的“ICMP協(xié)議”的知識傳授中。
1.專業(yè)知識:ICMP協(xié)議。在網際層與IP協(xié)議配套使用的ICMP協(xié)議中有一個重要應用就是分組網間探測PING,用來測試兩臺主機之間的連通性。
2.補充內容:安全法制教育內容?!吨腥A人民共和國刑法》第二百八十六條:破壞計算機信息系統(tǒng)罪和網絡服務瀆職罪,違反國家規(guī)定,對計算機信息系統(tǒng)功能進行刪除、修改、增加、干擾,造成計算機信息系統(tǒng)不能正常運行,后果嚴重的,處五年以下有期徒刑或者拘役,后果特別嚴重的,處五年以上有期徒刑。
3.思想政治教育融入:網絡不是法外之地,切莫以身試法。隨著網安法的發(fā)布,以網安法為核心的法律法規(guī)體系框架基本建立,網絡等級保護的定級管理更加規(guī)范,網絡安全法律體系也逐漸趨于完善。
思政教育目標和能力目標的實現(xiàn)不是一蹴而就的,需要長時間、潛移默化的培養(yǎng)。在網絡化時代,利用網絡交互性的特點,將現(xiàn)代教育技術視頻、音頻、網絡教學工具等應用于日常教學中,創(chuàng)設基于信息共享的相互交流、合作學習的新型教學環(huán)境,打破時空壁壘,實現(xiàn)師生、生生互動[5]。
在實驗課中采用PBL(Project-based Learning)教學法,以項目為驅動,安排學生分組,指導學生查閱教科書、參考書,以小組形式討論并完成任務,由小組代表匯報結果。平臺和工具的使用大大地提高了教學效率,對學生思政教育和能力的培養(yǎng)落到了實處。具體的教學方法與教學設計如下。
1.專業(yè)教學內容:第一章《計算機網絡概述》第一節(jié)計算機網絡在信息時代中的作用:(1)網絡是信息社會的命脈。(2)網絡是發(fā)展社會經濟的重要基礎。
2.思政教育內容:(1)網絡強國戰(zhàn)略。(2)我國網絡發(fā)展與網絡強國相比,還有較大差距。(3)存在差距的原因:關鍵技術受制于人。
第一步,討論式教學。專業(yè)教學內容:基于線上學習平臺發(fā)布主題討論。第二步,講授式教學。思想政治教育內容:講授與網絡強國之間的差距。第三步,啟發(fā)式教學。網絡強國戰(zhàn)略,引導學生思考大學生可以做些什么。
具有探索、求實和協(xié)作的科學精神,對計算機網絡學習中遇到的難題能夠迎難而上,開拓創(chuàng)新。
1.專業(yè)教學內容:第四章《網絡層》中“實驗:路由協(xié)議的配置”。要求學生通過虛擬仿真實驗平臺實現(xiàn)組建網絡,并在此基礎上分析路由協(xié)議的運行機制。
2.思政教育內容:在國外對我國網絡技術高科技產品施行禁運的艱難條件下,吳建平院士帶領團隊研制出國內最早的計算機網絡原型,搭建了中國第一個校園計算機網絡。
第一步,講授法教學。思想政治教育內容:吳建平院士研制網絡設備,搭建了中國人自己的網絡。第二步,任務驅動式教學。專業(yè)教學內容:下發(fā)路由協(xié)議實驗任務書。第三步,PBL教學。分組實驗,用科學精神鼓勵學生勇于探索,迎難而上。
培養(yǎng)底線思維能力,在計算機網絡的管理與使用中具備較強的法律意識和國家安全意識。專業(yè)教學內容:第四章《網絡層》第四節(jié)《網際控制報文協(xié)議ICMP》,基于ICMP協(xié)議的攻擊,例如死亡之PING。思想政治教育內容:《中華人民共和國刑法》第二百八十六條:破壞計算機信息系統(tǒng)罪;網絡服務瀆職罪。
第一步,演示法教學。專業(yè)教學內容:ICMP協(xié)議和ping命令。第二步,講授法教學。思想政治教育內容:相關法規(guī)。第三步,討論式教學。給出一些網絡行為讓學生討論是否違法。
構建基于大數(shù)據(jù)的,涵蓋診斷性評價、過程性評價、終結性評價的全過程與多元化的課程評價體系,實現(xiàn)學生數(shù)據(jù)收集和分析。在此基礎上挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律,辨別不同學生學習數(shù)據(jù)的差異,為教師施教提供及時、準確、立體的信息。使教師快速地對學生的學習過程進行動態(tài)、實時的診斷、評價和反饋,有效地對學生進行個性化指導,實現(xiàn)持續(xù)改進[6]。
思政教育強調如鹽入水、潤物無聲。而傳統(tǒng)的考核方式偏重于檢測學生知識的掌握情況和知識的應用能力,考核方式相對較為單一,綜合成績通常由課后作業(yè)和期末考試成績構成,期末考試成績占比較大。傳統(tǒng)的考核方式不適用于思政目標的達成性評價。
基于此,借助課程平臺和網絡教學工具,設計并實施多種形式、多個階段、多種類型、多個維度的線上線下考核方式,包括單元測試、課堂討論、成果匯報、實驗報告、作品展示、答辯等多種形式,成績評定方式包括教師評定、學生參與評定、組內互評等。針對不同的思政目標,設置不同的考核內容,分別融入日常主題討論、隨堂測試、實驗等,將思想政治方面的考核融入主題討論,將網絡安全法制方面的考核融入隨堂測試,將關于科學精神方面的考核融入實驗答辯等。通過分析平時考核獲得的數(shù)據(jù),及時掌握課程思政的教育情況,將結果反作用到課程教學改進中,形成反饋和閉環(huán),真正發(fā)揮考核評價的作用。
通過平時考核和過程監(jiān)控發(fā)現(xiàn),83%以上的學生能夠客觀看待網絡相關熱點問題,90%以上的學生具有一定的法制安全意識,80%以上的學生對于學習中的挑戰(zhàn)和困難能夠迎難而上。另外,科學家的故事、網絡犯罪案例的引入,也提高了學生對“計算機網絡”課程的學習興趣。
“計算機網絡”課程是計算機類專業(yè)的一門重要基礎必修課程,在“計算機網絡”課程中進行課程思政的探索與實踐很有必要。本課程通過在課程平臺構建課程,課堂前發(fā)布PPT課件、授課微視頻、案例、在線自測等資源,課堂上使用網絡教學工具發(fā)布隨堂測試、主題討論,課后通過布置作業(yè)、分組項目任務等,實現(xiàn)思政元素從“課前—課中—課下”到“學習資源—教學內容—測試”的線上線下全過程融入,實現(xiàn)課程思政如鹽入水,達到潤物無聲的育人效果。