本文分享了國(guó)家級(jí)課程思政示范課程《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)》，供各位老師學(xué)習(xí)借鑒。

工科課堂的課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

完成人：劉彪

審核人：王喜蓮

一 課程和案例的基本情況

課程名稱：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)

授課對(duì)象：電氣類專業(yè)三年級(jí)本科生

課程性質(zhì)：專業(yè)限選課

課程簡(jiǎn)介：“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)”是電氣類專業(yè)課程。主要內(nèi)容以五層協(xié)議的原理參考模型為基礎(chǔ)，以TCP/IP協(xié)議族中的IP和TCP為核心，講授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信領(lǐng)域的基本技術(shù)，同時(shí)涵蓋網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一些最新成果。

2020年學(xué)校一流線上課程，課程負(fù)責(zé)人：劉彪，教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員：王保華、黃彧、聶曉波

課程簡(jiǎn)介：第四章 網(wǎng)絡(luò)層，圍繞IP層概述及IP地址展開教學(xué)。

（一）知識(shí)傳授

1）掌握電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)I(yè)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)知識(shí)。

2）理解虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)的技術(shù)區(qū)別，掌握數(shù)據(jù)報(bào)使用網(wǎng)絡(luò)層的原因。

3）掌握MAC地址和IP地址的聯(lián)系與區(qū)別。

4）了解解決IP地址耗盡問題的幾種方法。

（二）能力培養(yǎng)

1）培養(yǎng)學(xué)生的科研前瞻性意識(shí)。

2）培養(yǎng)面向工科課程的學(xué)習(xí)熱情，強(qiáng)化學(xué)生跟蹤學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識(shí)的能力。

3）培養(yǎng)主動(dòng)思考能力，強(qiáng)化開放性思維，讓學(xué)生養(yǎng)成舉一反三的主動(dòng)思維習(xí)慣。

（三）價(jià)值塑造

1）讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到看似“神秘”、復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其實(shí)是由多個(gè)設(shè)計(jì)精巧的功能模塊組成，從而對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生興趣，消除畏懼感；進(jìn)一步體會(huì)科技發(fā)展中從無(wú)到有、從有到優(yōu)的設(shè)計(jì)心路歷程。

2）培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力，意識(shí)到隨著年齡和閱歷的增加，有意識(shí)地提升鑒別力。

3）增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)認(rèn)同感，強(qiáng)化人類命運(yùn)共同體的意識(shí)，進(jìn)一步提升學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

二 案例蘊(yùn)含的思政元素分析

本單元教學(xué)從6方面入手，其思政元素融入主要體現(xiàn)如下：

（一）提升工科學(xué)習(xí)熱情和批判性思維

從虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)展中的交鋒對(duì)比，結(jié)合電氣工程專業(yè)特點(diǎn)，擴(kuò)展引出科學(xué)史上類似的發(fā)展歷程——特斯拉交流電和愛迪生直流電之爭(zhēng)，從兩方面引入育人元素：1）偉大科學(xué)家事跡讓同學(xué)感受到激勵(lì)，增強(qiáng)對(duì)于工程技術(shù)學(xué)習(xí)的熱情；2）技術(shù)紛爭(zhēng)能夠更好地促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，科技進(jìn)步歡迎不同聲音，讓學(xué)生們敢于科學(xué)試錯(cuò)，有意識(shí)地提升自己的批判性思維。

（二）培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)

IP層概述中，提到其中占主導(dǎo)地位的IP協(xié)議和其他配套協(xié)議如ICMP、IGMP、ARP等，介紹其各自在整個(gè)通信過程中的作用和重要性，強(qiáng)調(diào)IP協(xié)議雖然起主導(dǎo)作用，但是也需要其他協(xié)議的支持才能完成整個(gè)通信流程，介紹團(tuán)隊(duì)合作的重要性，劇中并非只有“男一號(hào)”、“女一號(hào)”才是需要努力的，更不能作“孤膽英雄”，借此培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

（三）培養(yǎng)主動(dòng)思考意識(shí)

IP地址和MAC地址具有的特性類型一致，表現(xiàn)上各有不同，適用于對(duì)比教學(xué)方法，講完該單元后，對(duì)比總結(jié)，引導(dǎo)同學(xué)們“知同”而“辨異”，提醒學(xué)生可以在適用場(chǎng)合采用對(duì)比分析方法，平時(shí)主動(dòng)思考，面對(duì)具體問題還可以擴(kuò)展出更多的分析方法，如分解法、帶入法、擴(kuò)展法等。

（四） 解決學(xué)習(xí)畏難情緒，提升創(chuàng)新意識(shí)

通過IP地址查詢MAC地址需要用到ARP協(xié)議，看似抽象的協(xié)議，掌握之后并不復(fù)雜，但卻解決了實(shí)際問題，此處從兩方面入手：1）面對(duì)一個(gè)貌似神秘的未知領(lǐng)域，不要畏難，踏實(shí)做事，庖丁解牛，最終可以將其掌握；2）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)思路比學(xué)習(xí)協(xié)議本身更重要，作為要成為工程師或者科學(xué)家的工科同學(xué)，要領(lǐng)會(huì)這種從無(wú)到有、從有到優(yōu)的心路歷程，提升創(chuàng)新意識(shí)，不要滿足于現(xiàn)有事物的重復(fù)。

（五）培養(yǎng)科研前瞻意識(shí)，增強(qiáng)國(guó)家認(rèn)同，體會(huì)人類命運(yùn)共同體

IP地址的耗盡問題，這是一個(gè)全球需要共同面對(duì)的問題。該問題外行看來(lái)有些悲觀，但是業(yè)內(nèi)科研工作者已經(jīng)提前部署，引申到現(xiàn)在面對(duì)全球性氣候和能源問題的電動(dòng)汽車的發(fā)展，提及影片《流浪地球》。進(jìn)一步從兩方面達(dá)到育人效果：1）科技發(fā)展的前瞻性非常重要，往往對(duì)于社會(huì)發(fā)展、人類命運(yùn)的具有決定性；2）重大問題下的全人類通力合作，提及“一帶一路”戰(zhàn)略和“3060雙碳目標(biāo)”，提升國(guó)家認(rèn)同感，增強(qiáng)對(duì)于人類命運(yùn)共同體的思考意識(shí)。

（六）培養(yǎng)主動(dòng)思考和鑒別力，提升批判性思維能力

通過課后思考的方式，從兩方面提升學(xué)生主動(dòng)性思考和批判性思維：1）擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)攻擊、物聯(lián)網(wǎng)、IPv6場(chǎng)景下，IP地址和MAC地址都有哪些對(duì)應(yīng)變化？2）現(xiàn)在出現(xiàn)了一個(gè)IPv9的概念，大家通過查閱資料，獨(dú)立深入思考，判斷IPv9到底是一個(gè)自主創(chuàng)新的新技術(shù)還是科技投機(jī)的國(guó)際玩笑？強(qiáng)調(diào)要有意識(shí)地提升對(duì)事物的判斷力，人生關(guān)鍵十字路口的選擇可能會(huì)對(duì)人生產(chǎn)生重大影響。

三 案例教學(xué)整體設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)設(shè)計(jì)

總體教學(xué)框架如圖1所示。

圖1 單元課程講授框架

（二）教學(xué)實(shí)踐

表1單元課程教案

（三）教學(xué)反思

針對(duì)本教學(xué)案例，設(shè)計(jì)層面科學(xué)合理，操作性強(qiáng)。深度對(duì)標(biāo)“鹽溶于水”，沒有長(zhǎng)篇大論，經(jīng)過深入精簡(jiǎn)、選擇、挖掘，實(shí)現(xiàn)每個(gè)思政點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)向三個(gè)育人層次的自然延伸。思政育人元素豐富，形式多樣，效果良好。

發(fā)現(xiàn)的問題及改進(jìn)措施 ：1）部分思政元素點(diǎn)還需要進(jìn)一步凝練，提升學(xué)生內(nèi)心觸動(dòng)，避免占用過長(zhǎng)時(shí)間。進(jìn)一步引入科研實(shí)例，在更高層次的人類命運(yùn)共同體意識(shí)強(qiáng)化方面進(jìn)一步挖掘，增強(qiáng)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)校的自信心和認(rèn)同感的內(nèi)容；2）育人效果反饋機(jī)制仍需探索。擴(kuò)展多種反饋方式，提升問卷質(zhì)量。持續(xù)改進(jìn)計(jì)劃：1）在保證課堂教學(xué)生動(dòng)的同時(shí)，凝練思政元素表述方式；2）提升育人層次，進(jìn)一步挖掘能夠強(qiáng)化國(guó)家認(rèn)同與社會(huì)責(zé)任感的元素；3）繼續(xù)在多個(gè)維度推廣本成果；4）探索反饋機(jī)制，提升問卷質(zhì)量。