基于“四融四合”的“计算机网络”课程综合改革与探索

郑瑞娟 刘牧华 孙士保 刘铭 朱军龙

摘 要：在国家积极推进“新工科”建设的背景下，面对百年未有之大变局，计算机网络等信息类核心课程的教学综合改革提上日程。在网络强国的战略指引下，以Internet体系结构和协议原理为知识载体，有机融合家国情怀和科学实践精神，以知识传授与培养社会主义核心价值观相结合的原则，发挥“产—学—研—创”的资源优势、协同优势和集成优势，构建“思政—内容—方法—评价”深度融合的“四融四合”课程协同创新育人体系，培养具备“精益求精，追求卓越”的工匠精神、有温度、有情怀、有技术的网络人才。

关键词：计算机网络；教学改革；四融四合；课程思政；创新育人

中图分类号：G642  文献标识码：A

Abstract：Against the backdrop of the country actively promoting the construction of the “New Negineering”，facing unprecedented changes in a century，the comprehensive reform of teaching in information core courses such as computer networks has been put on the agenda.Guided by the strategy of becoming a strong country in the internet，using the Internet architecture and protocol principles as knowledge carriers，organically integrating national sentiments and scientific practice spirit，and combining knowledge transmission with the cultivation of socialist core values，we will leverage the resource advantages，collaborative advantages，and integration advantages of "industry learning research innovation" to build a "four in four" curriculum collaborative innovation and education system that deeply integrates "ideological and political content method evaluation"，Cultivate network talents with the craftsman spirit of "striving for excellence"，and warmth，passion，and technology.

Keywords：Computer network；Teaching reform；Four Integration and Four Integration；Curriculum ideological and politics；Innovative education

1 概述

當今世界，信息技术革命日新月异；当代中国，网信发展大潮风起云涌。发展网信事业，迎来千载难逢的重大历史机遇［1］ 。互联网核心技术是国之重器，“缺芯少魂”就会不堪一击。网络强国战略思想为中国的网络发展擘画蓝图、指明方向、提出要求［23］ 。网络强国，人才当先，这是“计算机网络”课程的光荣使命与担当。突破核心技术难题，在激烈的国际竞争中实现某些领域、某些方面的“弯道超车”，其出发点和落脚点是为了增进人民福祉：“让人民群众在信息化发展中有更多获得感、幸福感、安全感［4］ ”。如何解决“为谁培养人”“培养什么人”“怎样培养人”等问题，是“计算机网络”课程育人的真谛所在。本课程作为软件工程、计算机科学与技术等本科专业的一门专业核心课程，承担着网络技术人才培养的重任，优秀网络技术人才将成为国家加快培育和发展战略性新兴信息产业的强大助力［5］ 。

因此，如何把立德树人［6］ 贯穿教学全过程，综合成果、方法和思想，从教学内容、授课方式、实践训练等方面对计算机网络进行全面深入的课程综合改革与建设，创新并实践“计算机网络”教学改革模式势在必行。

2 课程现状分析

2.1 课程内容广泛、课程地位重要

计算机网络是学科交叉的基础性课程，内容应用范围广。先修课程包括网络操作系统、数据结构、程序设计；后继课程有现代网络技术、无线传感器网络、网络编程。计算机网络涵盖的内容多，地位重要。

2.2 课程理论性强、学习难度较大

计算机网络课程概念多、原理多，知识体系比较复杂；网络体系及层次等内容比较抽象，学生理解起来比较困难。计算机网络体系结构具有层次性和实用性，在授课的时候必须注重理论和应用的映射。

2.3 网络发展迅速、行业需求更迭

网络技术更新快，发展速度迅猛。传统教学始终沿用网络概念、网络模型、传输途径、网络连接等基础性知识，导致学生无法学到与行业衔接的知识，因此应与市场变化相结合，制定与时俱进的教学内容。

2.4 理论实践脱节、创新能力不足

计算机网络课程学习在特定的“学校教师教、学校课堂学”的教学环境中进行，学生多是对课堂内容和知识的记忆，没有进行创新应用，造成教师主导的理论学习和学生需求的创新能力之间脱节，无法实现学生能力的全面提升。

2.5 强调内容学习、思政导入不足

课程学习多关注计算机网络基础知识的学习，而忽略思想政治教育。应注重引导学生及时树立正确的世界观、人生观和价值观，树立学生网络强国的战略思想。

3 改革方案

3.1 教学改革目标

在网络强国的战略指引下，紧跟时代和行业发展脉搏，依托河南科技大学工科特色突出的优势，秉承专业“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的人才培养目标，以Internet体系结构和协议原理为知识载体，有机融合家国情怀和科学实践精神，以知识传授与培养社会主义核心价值观相结合的原则，发挥“产—学—研—创”的资源优势、协同优势和集成优势，构建“思政—内容—方法—评价”深度融合的“四融四合”课程协同创新育人体系，实现网络知识、科学实践、价值素养三位一体的育人目标。

（1）知识：领会网络体系结构、网络工作机制、各类协议的本质内涵及未来网络技术原理知识。

（2）能力：应用网络设计手段，构建网络拓扑、开发网络系统及应用软件；运用科学方法分析协议内涵，评价协议性能，评判网络设计过程中可能遇到的问题并给出解决思路。

（3）素养：培养学思结合，知行统一，具备踏实严谨、耐心专注、吃苦耐劳等优秀品质，具有计算机网络技术专业职业技能、职业道德、职业意识，具备“精益求精，追求卓越”的工匠精神［7］ ，有温度有情怀有技术的网络人才。

3.2 解决的关键问题

（1）以学生发展为中心，针对计算机网络的内容体系复杂、原理相对枯燥等特点，如何围绕协议的核心原理，梳理其内部关联，提取思政要义，从情感上与学生产生共鸣，使“透明的”协议集群逻辑清晰、直观且有温度地形成有机整体，是本课程要解决的问题之一。

（2）以学生的学习过程为中心，如何打破沉默课堂，借助信息手段，设计个性与特色兼具的教学方法，实现内容与方法的融合匹配，充分调动学生的课堂参与积极性，使其能够主动动口、动脑、动手提出问题、思考问题和解决问题，是本课程要解决的问题之二。

（3）以学生的学习效果为中心，如何突破终结性考试对评价学生解决实际网络问题方面的局限性，将线上学习、PBL任務、小组讨论等环节有效融入课程评价，激励学生在各个教学环节中动脑入心，切实提升教学效果，是本课程要解决的问题之三。

3.3 教学改革思路

以培养德才兼备、具有工匠精神和职业精神的社会主义接班人为目标，本文深入剖析并动态跟踪网络发展趋势，充分发挥企业、高校、科研、创新（四融）的资源优势、协同优势和集成优势，将其有机结合，融入“计算机网络”的思政导入、内容创新、方法更新和评价体系（四合）等课程教学环节中，构建“产—学—研—创”&“思政—内容—方法—评价”深度融合的“四融四合”课程协同创新育人体系，打造四新人才培养阵地。

3.4 研究方法

（1）重构内容。面向网络应用及前沿技术，融合思政要素重构计算机网络知识体系，实现前沿性要求。

（2）混合方法。依据布鲁姆认知模型［8］ ，设计以学生为中心，基于问题导向的四阶多维混合式教学模式。

（3）实战反馈。进行实验创新相结合的综合演练，实现能力与素养目标的高阶性和挑战度。

（4）综合评价。过程性评价与终结性评价相结合，全面检验学生的学习成效。支撑能力与素养目标的达成如图1所示。

图1 研究方法

4 实施方案

4.1 德智融合，寓道于教

解构课程内容，将“培养有温度有情怀有技术的网络人才”的目标具体化为7个融合科学知识与价值观的问题，以问题逻辑重构课程知识体系，将课程目标由知识传递转变为价值引领。从家国情怀、团队意识、科学精神、契约精神、创新意识、人生价值观、职业操守7个维度，将55个网络知识点与27个思政元素有机映射和融合，构建了涵盖网络知识、网络设计与开发能力、价值素养3个层面的完善的课程内容思政体系。

4.2 跟踪行业，内容创新

坚持教学、科研、生产、创新四结合，以培养学生的创新精神和实践能力为出发点，提出“网络原理教学研究应适应科学发展、教学改革、培养高层次人才的需要，培养学生科研意识，提高实践能力以及创造思维能力”，从繁杂的网络知识中，梳理计算机网络的核心知识点，将知识架构从模块化的知识单元形式转变为跨学科的问题引导形式，让内容体系的脉络变得更加清晰，重构计算机网络的开放式知识体系，涵盖计算机网络系统及其体系结构的基本功能、网络路由、传输层协议、网络应用、网络安全、下一代网络技术等。不断适应国家和社会对于网络信息技术人才需要，开放式内容体系如图2所示。

图2 开放式内容体系

4.3 挑战高阶、混合设计

坚持高阶性、创新性、挑战度标准，贯彻“学生中心、产出导向、持续改进”理念，依据布鲁姆认知模型，设计以学生为中心，基于问题导向的四阶多维混合式教学模式。（1）线上学评：学生通过预习线上课程和自主评测；（2）问题探究：结合PBL任务，学生通过小组研讨完成思维导图、课题论文；（3）互动翻转：采用学生课堂展示、原理复现和头脑风暴等手段实现课堂的反转，主讲教师展开问题解析和重难点的讲测结合，导入思政；（4）实战反馈：综合演练，生生互评，激发创新思维。

4.4 全程跟踪、综合评价

强化分类评价和增值评价，完善课堂教学质量评价体系，突出学生中心和产出导向，科学设置课堂教学评价指标体系，结合课程特色构建评价体系，创新课堂教学评价模式，多维度评价学生学习效果：慕课预习10%，在线作业10%，PBL任务10%，授课签到10%，实验操作10%，理论考核50%。

结语

根据社会对计算机网络专业人才的需求和我校软件工程等专业的发展现状，改革并设计出新的有利于促进学生发展的“四融四合”计算机网络课程综合改革新模式，以适应新时代网络技术人才培养的要求，推进软件工程及信息类专业的建设和发展。本项目坚持教学、科研、生产、创新四结合，以培养学生的创新精神和实践能力为出发点，构建“四融四合”计算机网络课程综合改革模式。在传授计算机网络相关专业知识的过程中，融入相应的思想政治教育，润物无声地培育学生学会做事、学会做人、学做真人，做到真正的教书育人。

参考文献：

［1］习近平.敏锐抓住信息化发展历史机遇，自主创新推进网络强国建设［N］.人民日报，20180422（01）.

［2］习近平.中央网络安全和信息化领导小组第一次会议召开习发表重要讲话［EB/OL］.［20220402］.中共中央网络安全和信息化委员会办公室.http：//www.cac.gov.cn/201402/27/c_1116669857.htm.

［3］贺怡然.习近平网络强国战略重要论述研究［D］.北京：北京邮电大学，2021.

［4］冀潜.基于獲得感、幸福感、安全感的居民高质量生活评价体系研究［J］.统计理论与实践，2020（04）：6672.

［5］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）：5660.

［6］黄娟.新时代高校立德树人落实机制研究［D］.陕西师范大学，2021.

［7］李小玲，饶颖.新时代“工匠精神”传承驱动下计算机专业创新人才培养模式研究［J］.信息网络安全，2020（S2）：6365.

［8］晋树利.基于布鲁姆认知过程维度的深度学习评价研究［D］.华中师范大学，2020.

基金项目：2021年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目：“四融四合”《计算机网络》课程综合改革研究与实践，项目编号：2021SJGLX383；2021年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目：以“工坊”为特征的未来技术学院建设探索与实践（重点项目）项目编号：2021SJGLX122；2021年河南科技大学教育教学改革研究与实践项目：“四融四合”计算机网络课程综合改革研究与实践，项目编号：2021BK021；2020年河南科技大学教育教学改革研究与实践项目：新工科建设契机下的计算机相关专业创新创业教育改革研究与实践，项目编号：2020CX08

作者简介：郑瑞娟（1980— ），女，河南获嘉人，博士，教授，河南科技大学软件学院副院长，研究方向：网络技术。

*通讯作者：刘铭。