融入课程思政的线上课堂教学的设计——以《计算机网络》课程为例
单位名称：计算机系
课程名称：《计算机网络》
主讲教师：张玉芬 李康乐 韩劲松 左雷
一、案例背景：
1.《计算机网络》教学目标
《计算机网络》作为计算机系电子商务、计算机科学与技术、软件工程、信息管理与信息系统四个本科专业普遍开设的一门专业必修课，在专业建设和人才培养方面发挥着重要作用。通过理论知识的学习和实践技能的训练，使学生了解计算机网络的前沿技术，深入理解计算机网络的通信原理、体系结构和协议，掌握组建局域网和接入因特网的技术，培养学生初步具备局域网组网及网络维护、网络应用系统建立与开发等计算机网络规划与构建方面的能力。
2.《计算机网络》思政目标
第一，从哲学的角度引导学生认识网络，揭示网络中的哲学。计算机网络已成为推动社会进步的强大动力，其自身的产生、发展也蕴含着一定的规律，探索、揭示网络中的哲学不仅有利于掌握计算机网络知识、探索计算机网络的发展，还有利于学生加深对哲学问题的思考，树立正确的人生观、价值观。
第二，将社会主义核心价值观有机融入教育教学全过程。通过了解我国计算机和通信行业的发展史，以及在国际上所处地位和取得的成就，树立网络强国和科技强国的思想，激发学生民族自豪感和爱国情怀，鼓励学生通过努力学习掌握先进的科学技术，培养学生踏实严谨、团结协作等优秀品质和精益求精、追求卓越的工匠精神，心系国家和社会并有时代责任感的高技能人才。
3.《计算机网络》教学内容体系、学生特点与教学条件
《计算机网络》课程主要讲授网络的基本原理、基础知识和主流网络技术。内容体系可划分成网络发展、体系结构、网络技术、网络安全、网络应用和实验实训六大模块。学生一般是处于大三阶段。课程分为理论教学和实践操作，实验实训环节利用校内相关的实验室为学生提供先进、仿真的实验环境，利用模拟软件进行综合型实验项目的训练。
二、教学设计
下面以第三章第一讲次的课程内容为例，介绍融入课程思政元素的课程设计。
1.教学内容：
第3章 数据链路层
3.1数据链路层的功能、模型与服务
3.2流量控制
2.重点难点：滑动窗口机制、全部重发流水线协议、选择重传流水线协议。
3.预期目标：通过本次课的学习，了解数据链路层的模型和服务，理解数据链路层的主要功能，掌握三种主要的流量控制协议的工作原理，通过协议的演进过程等培养学生科学严谨、勇于创新的能力；通过思政元素的引入，培养学生对立统一的哲学思想、秩序法治的规则意识和文明礼让的文化传统。
4.教学组织：
（1）内容回顾及课程引入
通过引导学生回忆上节课所讲授的课程内容：物理层的传输介质和主要任务，采用群内抢答方式提问，如图1所示。因各层负责的任务不同，采用和物理层对比的方式引出数据链路层的主要任务，自然而然地引出新课。
（2）新课讲授
1）在讲述完数据链路层的功能、模型和服务时，设置三道单选练习题，考虑到网络延迟等原因，采用群内抢答或者单独提问方式，如图2所示。
2）在讲述流量控制的原理时，融入思政元素“以和为贵”
流量控制的目的是为了达到收发双方通信的“和谐”，该知识点可以融入思政元素：“以和为贵”，如图3所示。和谐的通信是网络稳定运行的基础，各种设备在网络协议的维系下和平共处，保证了互联网的飞速发展。同样，只有和平才能使得社会欣欣向荣。早在《孔子家语·致思》中就有这样的语句“铸剑习以为农器”，并且联合国总部也矗立着“铸剑为犁”的雕塑，体现了人们对和平的向往。
图1 课程回顾 图2 互动练习题 图3 思政点“以和为贵”
3）在讲述停止等待协议时，融入思政元素“秩序法治”
在停止等待协议下，发送方必须等待接收方的反馈信号或者计时器超时后才能够决定发送新帧还是重复发送上一帧，必须要遵守这样的规则，因此该知识点可以融入思政元素：“秩序法治”，如图4所示。没有规矩难成方圆，规则与制度是保障网络与社会正常秩序的基本条件。教育学生要懂得遵守规则，按照规程来办事。然后举出发生在我们身边的需要遵守规则的例子，在配合防疫工作做核酸时，每个系部都规定时间和地点，大家必须遵守该规则，否则校园就会出现等候时间过长，人员过度聚集等混乱场面，从而不能有序高效进行。
图4 思政点“秩序法治”
针对停等协议设置三个环环相扣的问题，启发学生进一步的思考，如：
问题1：发生数据帧丢失或者ACK丢失，发送方该怎么办？
问题2：如何解决重复帧的问题？
问题3：超时重发时间应该设置多长？
4）在讲述滑动窗口机制时，融入思政元素“文明礼让”
在发送窗口尺寸允许的范围内连续发送多个未确认帧时，普通数据在队列中排队等待，先来先服务；特殊、紧急数据依据优先级可优先处理，该知识点可以融入思政元素：“文明礼让”，如图5所示。社会网络中，要遵守社会秩序，养成排队的习惯，同时对于特殊情况要给予照顾，优先考虑。进而以身边的例子进行说明，在各个社区排队做核酸检测时，对于学生、幼儿以及老人、病残人士等都设立了绿色通道，充分发扬了中华民族的优秀传统美德。另外又引入了视频“六尺巷的典故”，位于安徽省桐城市的六尺巷是廉政教育的基地，是通过后退、谦让来化解冲突的典范。六尺巷的典故成为历史佳话，其昭示了谦和礼让的中华民族的传统美德，如图6所示。
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图5 思政点“文明礼让”1 |
图6 思政点“文明礼让”2 |
5）在讲述全部重发流水线协议时，融入思政元素“对立统一”
全部重发流水线协议（连续ARQ）在信道质量较差的数据传输过程中并不理想，缺乏更好的协议，揭示了唯物辩证法中事物发展的根本规律：对立统一规律——即事物的内部矛盾是事物发展的基本动力，如图7所示。协议本身的内部矛盾促进科研工作者立足实际，积极探索更加优秀的协议。
图7 思政点“对立统一”
6）流量控制这一节讲授完毕后设置三道单选练习题（3分钟），考虑到网络延迟等原因，采用群内抢答或者单独提问方式。
（3）课堂小结及课后作业布置
对本次所讲授的课程内容进行简单小结，为了防止学生在网课期间出现学习懈怠现象，在每次课结束后都发布课后作业，让学生在重温课程PPT和视频回放后，整体好本次课的课堂笔记，拍照上传，能够有效地督促学生巩固复习，部分优秀作业如图8所示。
三、特色和创新
隔着屏幕的在线教学方式，不同于线下实体课堂，老师得不到学生及时的神态和眼神等反馈信息；由于网络带宽等因素，在保障课堂直播能够顺利进行的情况下，也不能要求学生连麦和开启摄像头。在这种特殊情况下，教师唯有改革、创新教学方法和手段，才能使得课堂教学质量有所保障。本人主要从以下方面进行了改革创新。
1.课程讲授过程中设置的思考互动题目，需要设置为在群内抢答的方式，答案要尽量简洁，学生便于在群内书写或语音回答。这种题目也不宜设置过多，否则会占用太多时间，无法保证课程内容的顺利完成。
2.互动练习要以选择题为主，方便输入，采用群内抢答或者单独提问方式进行。并且互动练习环节一般要以知识点为单位进行设置，即讲授完一个知识点后要使用几道练习题检验学生掌握情况。
3.进行课程思政时，首先要转变教育理念，走出“唯技术论”思想误区，树立“三全育人”的理念；其次通过不断的政治理论学习提高政治站位，多角度多方式提升自身的思政水平；充分挖掘课程内容中蕴含的思政元素，巧妙融入授课过程，本课程主要通过以下两种方式挖掘思政元素：一是揭示网络中的哲学，从哲学的角度引导学生树立正确的人生观、价值观；二是将社会主义核心价值观有机融入教育教学全过程，激发爱国热情，培养心系国家和社会的高技能人才。
