工程教育专业认证的计算机网络课程探索与实践

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张凯 李红娇 王亮亮 毕忠勤 王静

[摘 要] 计算机网络课程是计算机类专业的一门专业必修课程,目前在具体教学实践过程中存在着不足以满足当前工程教育专业认证要求和“立德树人”教育根本任务的内涵要义的问题。为对接工程教育专业认证要求,融合课程思政教学理念,提出以强调工程实践的课程大纲修订、以强调案例引入的教学方案修订、以强调课程思政的教学过程修订的教学探索思路。通过课程建设,提高学生的工程实践能力,提高学生的德育素质,提升教学质量和效果。

[关键词] 计算机网络;课程思政;工程教育专业认证

[基金项目] 上海高校青年教师培养资助计划(ZZsdl19006,ZZsdl18006);上海市重点课程(计算机系统安全);上海电力大学2018课程思政建设项目(20181204);上海电力大学2019課程思政建设项目(20191206)

[作者简介] 张 凯(1990—),男,山东临沂人,工学博士,上海电力大学计算机科学与技术学院讲师,主要从事网络信息安全研究;王 静(1992—), 江苏太仓人,女,法学硕士,上海电力大学计算机科学与技术学院助教(通信作者),主要从事思想政治教育研究。

[中图分类号] TP393    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324(2020)29-0034-03    [收稿日期] 2019-09-12

一、引言

工程教育专业认证是当前工程教育领域内国际互相承认的一项重要教育质量保证制度,旨在对工程专业的高等教育水平提出一种专业的合格评价认证,同样也是工程教育质量的一项重要保障制度[1]。当前,国际上普遍认可的本科工程教育学位的互认协议为《华盛顿协议》。我国于2006年启动了与国际工程教育专业认证具有等价效用的相关试点工作,2013年加入《华盛顿协议》成为预备成员,并于2016年成为正式成员[2]。开展相关工程教育专业认证工作,可有效支撑我国“中国制造2025”强国战略、“一带一路”倡议和新工科专业建设等为我国提供大量得到国际认可的工程领域人才[3]。

计算机类专业是当前新工科专业建设中的一类重要前沿专业,包括了人工智能、云计算、大数据、物联网等新一代的信息网络服务技术,如何保障计算机类新工科专业满足新时代工程实践的要求,所培养的本科生满足卓越工程师的要求,工程教育专业认证具有重要的指导意义。计算机网络课程,是计算机类专业的一门重要专业必修课,是“计算机网络安全”“网络编程与实践”“物联网工程”等课程的前序课程,同样在云计算、物联网等网络服务以及依赖网络服务的大数据、人工智能技术等领域具有重要作用。因此,为对接工程教育专业认证对工程师的能力要求,计算机网络课程需要面向工程教育专业认证进行探索与实践,而面向工程教育专业认证的计算机网络课程建设对新工科建设和“中国制造2025”战略具有重要的意义。

在风云变幻的国际新形势下,中共中央总书记习近平同志在全国高校思政政治工作会议上强调要“落实立德树人根本任务”,注重对学生实现“三全育人”,积极回答实现全程育人、全方位育人的途径。“课程思政”则是高校思想政治教育与专业课程积极融合、同向同行的一种重要探索[4]。计算机网络课程与当代信息技术发展密切相关,日常所碰到的网络服务所依赖的便是计算机网络课程内的计算机网络技术。这就需要通过增加和讲解鲜活的思政案例,将结合有课程思政意义的计算机网络课程与时俱进地在课堂上进行呈现,使思政教育理念创新与工程实践理念协同前行[5,6]。

在课程思政背景下,如何更好地完成对接工程教育专业认证需求的计算机类专业课程建设成为一项具有重要意义的课题。计算机网络课程作为计算机类的重要专业基础课程,一方面包含计算机网络的系统性基本理论,培养学生的逻辑思维能力,引导后续课程的建设思路;又强调计算机专业的实验实践教育,培养学生在CICSO模拟器和新华三网络交换设备的真机操作能力,为工程教育专业认证提供实践教育基础[7]。因此,基于“立德树人”教育根本任务,对标工程教育专业认证的要求,笔者打造出“三强调、三修订”的课程建设实现路径,即:以强调工程实践的课程大纲修订、以强调案例引入的教学方案修订、以强调课程思政的教学过程修订。

二、以强调工程实践的课程大纲修订

依据计算机科学与技术工程教育专业认证的要求,对计算机网络课程大纲进行重新修订,对课程目标进行重新梳理。

笔者对工程教育专业认证对计算机网络课程中学生的毕业要求进行梳理理解。

指标点要求1:能够将相关工程专业知识运用到对计算机领域的复杂工程问题解决方案的设计、分析和改进。

指标点要求2:针对计算机领域的复杂工程问题的解决方案,能够进行满足特定软硬件系统或组件需求的开发。

指标点要求3:能够对计算机工程实践中节能与绿色计算技术进行理解,并理解相关技术在环境和社会可持续发展中的影响。

依据工程教育专业认证对计算机网络课程中学生的毕业要求中的三项具体指标点要求,对课程大纲内的课程目标进行重新梳理,具体有如下几点:

课程目标1:理解计算机网络体系结构、分层原理、数据通信、网络协议、点对点网络、广播网络、差错控制、流量控制、拥塞控制等基本概念或主要算法,初步掌握使用这些网络技术对计算机工程实践中的复杂问题进行建模描述、技术提炼和问题表达方法。

课程目标2:掌握常用网络协议或主要算法的工程实践,能够对计算机工程实践中的复杂问题进行问题抽象和逻辑推理,给出合理解决方案,并能够基于用户需求对问题的解决方案进行良好的开发。

课程目标3:了解计算机网络对计算机学科及其他工科学科的科学研究意义等内容,树立良好的世界观,能够用理性的思维意识对自然和社会中的问题进行例行判断。

三、以强调案例引入的教学方案修订

当前,大量生活中的网络现象蕴藏着计算机网络课程的重要概念及其应用。如何将鲜活、与时俱进的案例引入,充分调动起学生对每次课堂知识点的学习兴趣,这需要在每堂课的教学方案中突出教学案例引入的适用性、趣味性与创新性。笔者就所采用上海电力大学周林副教授主编的《计算机网络与应用》(第二版)教材中前10章,给出10个可参考的课程引入案例。这里需要指出的是,课程引入案例主要是采用嵌入在PPT电子教案内的视频、动画、图片等多媒体文件,辅助以文字进行说明。

四、以强调课程思政的教学过程修订

在专业课程中,融入课程思政,融入德育内容。把思政思想和专业知识有机融合,将德育教育和专业教育有机融合,培养学生科学的世界观、人生观和价值观。“立德树人”的根本教育任务既要“立德”也要讲求“树人”,既要培养爱国主义也要注重育人。

例如以下三个案例:(1)以美国以及西方七国的“高速信息网络技术研究计划”为切入点,讲授世界场域的科技技术竞争正在进行,我国正在加大科技投入,在关键领域寻求突破。(2)以最早写出以太网草稿的梅特卡夫为例,引申互联网三大定律“摩尔定律、吉尔德定律、梅特卡夫定律”都是三位科学家在年轻的时候努力工作的成果,“青春正当时”为切入点,鼓励大家把握现在的青春学习时光。(3)以“TCP连接中的两军问题与区块链技术中的拜占庭错误”为切入点,鼓励大家跟进计算机科学前沿概念和技术,并从本质上抽象核心问题,仔细比较和学习。

五、总结

计算机网络课程,作为计算机等相关工科专业的专业必修课程,以及新工科专业的重要基础课程,需要結合新时代工程教育认证的具体要求,因此需要经过良好的课程建设。笔者在课程思政背景下对照工程教育认证的内涵要义,对计算机网络课程进行了一定程度的教学实践与探索,重在强调学生理论学习与动手实践的能力,并注重培养学生的德育品德。近两年,正在结合慕课平台完成线上线下的课程建设;笔者主讲的课程获得了学校教学竞赛一等奖,并承担了相关的课程思政和重点教改等省部级和校级教改项目,取得了一定的成效。

参考文献

[1]中国工程教育质量报告(摘要)[N].中国教育报,2016-04-08.

[2]李永华,林家儒.《华盛顿协议》工程教育专业认证中培养目标的合理性评价研究——以信息工程专业为例[J].中国校外教育,2019(18):68-70.

[3]唐灯平,凌兴宏,魏慧.新工科背景下的计算机网络类课程实践教学模式探索[J].计算机教育,2019(1):72-75.

[4]李焦明.如何实施“课程思政”[N].中国科学报,2019-09-04.

[5]王令群,袁小华,张天蛟,王振华.融入思政教育的计算机网络课程教学[J].教育教学论坛,2019(30):30-31.

[6]耿丽娟.“课程思政”在计算机基础课程中的探索[J].通讯世界,2019,26(8):347-348.

[7]周林.计算机网络与应用(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2017.

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