摘"要:實驗課程是理工科教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分,然而該環(huán)節(jié)在課程思政的設(shè)計與實施方面還存在碎片化、抽象化等不足。該文以網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的實驗課程為例,從學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)入手,詳細(xì)介紹八個實驗課程對應(yīng)的課程思政主題設(shè)計思路,并從課前討論、課中實踐、課后拓展三個方面探討實驗教學(xué)實施過程,最后以“TCP的基礎(chǔ)通信模型”實驗為例,按照學(xué)、思、踐、悟的思路,給出課程思政主題實驗教學(xué)關(guān)鍵步驟的實施方案。在實踐教學(xué)中融入課程思政教育,對增強(qiáng)價值引領(lǐng),進(jìn)而實現(xiàn)課堂教學(xué)全面思政化具有重要意義。
關(guān)鍵詞:課程思政;實驗課程案例;教學(xué)改革;網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù);TCP的基礎(chǔ)通信模型
中圖分類號:G641"""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A"""""文章編號:2096-000X(2025)01-0106-06
Abstract:Experimentalcoursesareanimportantpartofthescienceandtechnologyteachingprocess.However,therearestilldeficienciesinthedesignandimplementationofcourseideologyandpoliticsinthisprocess,suchasfragmentationandabstraction.Thispapertakestheexperimentalcourseof\"NetworkProgrammingTechnology\"asanexample,andstartsfromtheanalysisofthelearningsituationandteachingobjectives,introducesindetailthedesignideasofthetheme-basedcourseideologyandpoliticscorrespondingtotheeightexperimentalcourses.Thepaperdiscussestheimplementationprocessofexperimentalteachingfromthreeaspects:pre-coursediscussion,in-coursepracticeandpost-courseexpansion.Finally,takingtheexperimentof\"BasicCommunicationModelofTCP\"asanexample,wegivetheimplementationplanbasedontheideaoflearning,thinking,practicingandunderstanding,andgivethecriticalstepsoftheexperimentalteachingofthetheme-basedcourseideologyandpolitics.Theeffectiveintegrationofthecourseideologyandpoliticsinexperimentalteachingisessentialtoenhancevalueleadershipandthusrealizethecomprehensiveideologycurriculumteaching.
Keywords:Ideologicalandpoliticaltheoriesteachinginallcourses;experimentalcoursecase;teachingreform;NetworkProgrammingTechnology;TCPbasiccommunicationmodel
計算機(jī)實踐教學(xué)是高校計算機(jī)類專業(yè)教育的重要組成部分,也是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接影響著高等教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]。計算機(jī)類專業(yè)的工程教育專業(yè)認(rèn)證中明確要求實驗或?qū)嵺`課程學(xué)分占比應(yīng)不小于20%,大多數(shù)專業(yè)課程培養(yǎng)方案中,該部分占比可高達(dá)二分之一。實驗課程雖然非常重要,但其課程思政建設(shè)相對理論課程較為滯后[2-5],具體體現(xiàn)在實驗課程對課程思政元素的挖掘加工、課程思政元素與實踐教學(xué)的滲透融合等方面的探索相對較少,課程思政案例存在碎片化、抽象化等不足[6-7]。2020年5月,教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》(以下簡稱《綱要》),明確提出要將課程思政融入課堂教學(xué)建設(shè)全過程,包括融入實驗實訓(xùn)等環(huán)節(jié)[8]。因此,本文以網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程為例,對照《綱要》將項目化的課程思政主題作為實驗項目背景,完善實驗課程的思想政治內(nèi)容建設(shè),對打通理工類課程“全程育人”之路,實現(xiàn)全過程課程思政教育具有重要借鑒意義。
一"課程概述
網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程主要培養(yǎng)學(xué)生掌握WinSock網(wǎng)絡(luò)編程接口、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計的基本知識,掌握網(wǎng)絡(luò)程序的基本框架,進(jìn)一步深化理解TCP和UDP協(xié)議的工作機(jī)制和工作原理,并在此基礎(chǔ)上掌握基于TCP/IP等各種應(yīng)用層協(xié)議的具體應(yīng)用程序,使學(xué)生具備TCP/IP協(xié)議編程和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)的基本能力[9]。該課程的實驗教學(xué)與理論教學(xué)中的知識點一一對應(yīng),主要包括:基礎(chǔ)通信模型、SELECT模型、事件選擇模型、異步選擇模型、重疊IO模型、完成端口模型。網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程理論部分常見的思政素材涵蓋:愛國敬業(yè)、勇攀科學(xué)高峰、大國工匠精神和精益求精等[10-13],但實驗環(huán)節(jié)的課程思政在實施上還存在以下不足:對于項目式的實驗,對應(yīng)知識點的課程思政元素顯得比較零散;抽象化的課程思政元素實施需要教師的講解或引導(dǎo),必將占用實驗課程中學(xué)生寶貴的動手實踐時間;傳統(tǒng)課程思政元素與實驗項目契合度不高,難以體現(xiàn)課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[14-15]。因此,本文根據(jù)網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)實驗課程為培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、網(wǎng)絡(luò)編程以及理論聯(lián)系實際的能力等特征,設(shè)計課程思政主題作為實驗項目的整體背景,貫穿整個實驗項目[16];并依托數(shù)字化云教材的富媒體屬性,引入課程思政元素音、視頻的立體化呈現(xiàn)方式,加大了學(xué)生自主探究空間,且能很好地滿足課程兩性一度要求[17]。
二"項目化課程思政的案例設(shè)計
網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的實驗課程與課程思政主題對應(yīng)關(guān)系如圖1所示。
(一)"社會主義核心價值觀的加密編碼
編碼的作用是采用一種新的載體來表示前一個載體所表達(dá)的信息,以達(dá)到存儲或傳輸?shù)哪康模嬎銠C(jī)中的信息主要是以電磁信號為主,要將現(xiàn)實世界中的復(fù)雜內(nèi)容通過電磁信號進(jìn)行表達(dá),就需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化,這個過程就是編碼。常見的編碼有:UTF8編碼、GBK編碼、Base64編碼、URL編碼、HTML編碼、摩斯碼,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的哈夫曼編碼等。社會主義核心價值觀共有24字,12個詞,每一個詞對應(yīng)一個十二進(jìn)制中的一個數(shù)字,對應(yīng)關(guān)系見表1。
該實驗要求學(xué)生使用以上對應(yīng)編碼對“我愛中國”這句話進(jìn)行加密編碼,并將結(jié)果顯示出來?;舅悸肥菍⑿枰幋a的內(nèi)容拆分成單個的字或字母,然后將拆分后的字或字母轉(zhuǎn)化為ASCII碼(每個中文字符長度為兩字節(jié),轉(zhuǎn)化為ASCII碼會得到兩個結(jié)果),最后將ASCII碼轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的十二進(jìn)制并對照表1輸出最后的結(jié)果。例如:“我愛中國”的編碼結(jié)果見表2。
實驗提供了兩段音頻分別講解了編碼在生活中的應(yīng)用,以及社會主義核心價值觀產(chǎn)生的緣由,并通過社會主義核心價值觀的編碼以及加密過程,既能使得學(xué)生加深對社會主義核心價值觀的理解,又能讓學(xué)生掌握編碼的作用和意義。
(二)"“81192”請返航
2001年4月1日凌晨,美國一架偵察機(jī)闖入我國南海領(lǐng)空,王偉為保衛(wèi)祖國領(lǐng)空,遭美機(jī)撞擊被迫跳傘墜海壯烈犧牲。當(dāng)時王偉接到的命令是:“81192,請返航?!钡玫降幕卮鹗牵骸?1192收到,我已無法返航,你們繼續(xù)前進(jìn)?!笔曛?,我國的空軍戰(zhàn)斗力有了空前的發(fā)展,從2011年1月11日中國殲-20的橫空出世以來,我國陸續(xù)研制了殲-10、殲-16、運-20和轟-6K等主力戰(zhàn)機(jī)。二十多年來,我們無時無刻不在期待奇跡的發(fā)生,期待能夠再次在南海上空聽到英雄王偉的聲音。
該實驗要求學(xué)生使用TCP基礎(chǔ)通信模型,用客戶端模擬戰(zhàn)機(jī)向服務(wù)器發(fā)送消息:“81192收到,我已返航?!狈?wù)器則回復(fù):“81192,國已強(qiáng),請返航?!闭n程思政主題通過音頻介紹了英雄王偉的生平,并給出了81192事件的視頻講解鏈接。該實驗通過模擬(虛擬)通信,增強(qiáng)學(xué)生的愛國主義思想,同時緬懷英烈,激勵學(xué)生的強(qiáng)軍夢、強(qiáng)國夢。
(三)"航天夢之嫦娥奔月?lián)P國威
探月工程自2004年1月立項并正式啟動以來,我國已連續(xù)成功實施嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、載人返回飛行試驗、嫦娥四號和嫦娥五號等任務(wù)。2020年11月24日4時30分,我國在中國文昌航天發(fā)射場,使用長征五號遙五運載火箭成功發(fā)射了探月工程的嫦娥五號探測器,開啟了我國首次地外天體采樣返回之旅。嫦娥五號在遙遠(yuǎn)的月球上,長時間實時進(jìn)行通信會有較大的能耗和一定的延時,因此我們需要定時讓嫦娥五號向地球上的控制臺發(fā)送信息,以確保嫦娥五號處于正常工作的狀態(tài)。
該實驗要求學(xué)生使用UDP基礎(chǔ)通信模型實現(xiàn)嫦娥五號作為客戶端定時向控制臺(服務(wù)器)發(fā)送消息的功能,并思考UDP阻塞模型與TCP阻塞模型的區(qū)別。課程思政主題通過音頻介紹了探月工程取得的巨大成就,并通過聚焦中國航空航天發(fā)展成就,增強(qiáng)學(xué)生的愛國主義思想,激勵學(xué)生的航空航天夢。
(四)"隆中精神:淡泊明志,寧靜致遠(yuǎn)
諸葛亮是我國傳統(tǒng)文化中忠臣與智者的代表人物,“淡泊明志、寧靜致遠(yuǎn)、躬耕苦讀、鞠躬盡瘁”是諸葛亮隱居隆中的寫照,亦包含了湖北文理學(xué)院的校訓(xùn)。這短短十六個字激勵學(xué)生要傳承和發(fā)揚隆中精神,要有心系天下的國士精神、鞠躬盡瘁的負(fù)責(zé)精神、實事求是的務(wù)實精神和公正廉潔的法制精神。
基礎(chǔ)通信模型無法完成多個客戶端的通信,因此該實驗要求學(xué)生使用SELECT通信模型完成多客戶端消息通信的功能。實驗要求學(xué)生創(chuàng)建2個客戶端,并分別向服務(wù)器發(fā)送:“淡泊明志”和“寧靜致遠(yuǎn)”,最后在服務(wù)器端匯聚成完整的湖北文理學(xué)院校訓(xùn)。課程思政主題中使用音頻介紹了諸葛亮與隆中的歷史淵源,并引導(dǎo)同學(xué)思考校訓(xùn)的出處,以及諸葛亮憂國憂民,忠君報國的隆中精神。
(五)"展志愿風(fēng)采,創(chuàng)文明城市
“奉獻(xiàn)、有愛、互助、進(jìn)步。”是志愿者精神,它在襄陽市防疫、創(chuàng)文、創(chuàng)衛(wèi)等活動中起到了積極作用。志愿者們用自己的實際行動傳遞和踐行著雷鋒精神,為改善社會,促進(jìn)社會進(jìn)步而服務(wù)。襄陽市各個基層組織也積極組織志愿者開展各項志愿服務(wù)活動,爭當(dāng)創(chuàng)建文明城市的引領(lǐng)者、宣傳者、踐行者,為創(chuàng)建全國文明城市添磚加瓦。
為了進(jìn)一步加強(qiáng)志愿服務(wù)活動的管理,需要對參與活動的志愿者們進(jìn)行簽到和簽退操作,記錄下每位志愿者參與活動的時長,該實驗要求學(xué)生基于TCP或UDP協(xié)議完成以下功能:先啟動服務(wù)器端,當(dāng)打開客戶端的時候,向服務(wù)器自動發(fā)送簽到信息,當(dāng)關(guān)閉或退出客戶端的時候,服務(wù)器自動記錄簽退信息。課程思政主題中使用音頻介紹了志愿服務(wù)發(fā)揮高校培育時代新人中的重要作用,并引導(dǎo)學(xué)生回顧奉獻(xiàn)、友愛、互助、進(jìn)步的志愿服務(wù)精神,形成長期深入開展志愿服務(wù)活動的內(nèi)在動力和有力支撐。
(六)"留存審計日志
《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》自2017年6月1日起施行,其中第二十一條規(guī)定,“采取監(jiān)測、記錄網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)安全事件的技術(shù)措施,并按照規(guī)定留存相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)日志不少于六個月。”依據(jù)此條款,包含信息系統(tǒng)審計的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)日志至少需要保存六個月。
實驗要求學(xué)生結(jié)合異步選擇通信模型多客戶端通信特點,在服務(wù)器端創(chuàng)建空白Windows窗口,同時創(chuàng)建若干個客戶端,在啟動客戶端時,在服務(wù)器端記錄下客戶端的IP地址與連接時間,在關(guān)閉客戶端時,服務(wù)器端則記錄對應(yīng)的關(guān)閉時間,從而形成簡單的網(wǎng)絡(luò)審計日志。課程思政主題中先用音頻介紹了網(wǎng)絡(luò)安全法的意義,然后重點對該法規(guī)中信息系統(tǒng)審計日志規(guī)定做了具體描述,通過網(wǎng)絡(luò)安全法的學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生遵紀(jì)守法,提高法律意識,無論是在做什么類型的信息系統(tǒng)或軟件,都應(yīng)當(dāng)遵守網(wǎng)絡(luò)安全法的規(guī)定,保存網(wǎng)絡(luò)日志,并將網(wǎng)絡(luò)日志留存至少六個月。
(七)"同心抗疫,“疫”起學(xué)習(xí)
2019年末,新冠病毒感染疫情暴發(fā),2020年1月23日起,湖北省武漢、鄂州等地相繼按下了暫停鍵,疫情肆虐期間,各地高校師生在同心抗疫的同時,也在積極尋求疫情期間線上授課的解決方案。一種是通過騰訊會議、QQ直播、釘釘?shù)溶浖M(jìn)行直播,好處是可以師生之間進(jìn)行即時互動、交流和反饋;另一種是通過MOOC等平臺進(jìn)行點播的方式學(xué)習(xí),好處是不受時間的限制,避開帶寬高峰期。
該實驗要求學(xué)生結(jié)合重疊IO通信模型原理,建立MOOC服務(wù)器,用異步的方式響應(yīng)不同客戶端的點播請求。
服務(wù)器需要根據(jù)客戶端發(fā)送過來的消息:“第X章”返回對應(yīng)的章節(jié)鏈接。
課程思政主題中通過音頻介紹了直播授課所涉及的技術(shù),并引導(dǎo)學(xué)生積極面對疫情的磨煉,保持對知識的熱愛、對真理的追求,做信念堅定、勇毅前行的奮斗者。
(八)"無人機(jī)群控,智戰(zhàn)疫情
大疆是一個不斷自主研發(fā)、科技創(chuàng)新的民族品牌。大疆無人機(jī)優(yōu)秀的航拍穩(wěn)定性和可拓展性,使其成為世界上性價比最高的民用無人機(jī)產(chǎn)品,它可以搭載多種不同設(shè)備,廣泛應(yīng)用到航拍攝影、植保飛防、環(huán)境監(jiān)測、電力巡線、應(yīng)急救災(zāi)、安保反恐、森林防火、搜救跟蹤、軍事演練和勘查檢測等眾多領(lǐng)域,甚至在新冠病毒感染疫情期間也起到了非常大的作用。例如:利用無人機(jī)為封閉小區(qū)進(jìn)行生活物資投遞、噴灑消毒;利用無人機(jī)進(jìn)行抗疫宣傳播報,進(jìn)行核酸檢測通知,口罩佩戴提醒;利用無人機(jī)運送抗原檢測試劑等抗疫物資。
假設(shè)我們需要控制若干臺無人機(jī)對某大型小區(qū)進(jìn)行噴灑消毒,每輛無人機(jī)的飛行路徑已事先規(guī)劃好,只需要在無人機(jī)飛行過程中利用服務(wù)器收集這些無人機(jī)的電量、飛行狀態(tài)等信息。該實驗要求學(xué)生利用完成端口通信模型,模擬100輛無人機(jī)群控指令的發(fā)送,讓學(xué)生體驗中大規(guī)??蛻羧和ㄐ判Ч?。
課程思政主題中先使用音頻簡要介紹了我國科技創(chuàng)新精神的典型代表:大疆無人機(jī)的主要產(chǎn)品,并引導(dǎo)學(xué)生思考無人群控技術(shù)的應(yīng)用場景,由此引申中美在無人機(jī)領(lǐng)域持續(xù)競爭,從跟跑到并駕齊驅(qū),并有望在將來彎道超車的歷程,這將激發(fā)學(xué)生的家國情懷和對祖國發(fā)展的自豪感,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生樹立愛國報國的崇高志向。
三"課程思政實驗教學(xué)的實施
實驗課教學(xué)環(huán)節(jié)按圖2所示的總體方案進(jìn)行實施,圖中矩形框代表以教師主導(dǎo)的環(huán)節(jié),圓角矩形代表學(xué)生主導(dǎo)的環(huán)節(jié),陰影矩形則代表師生共同交互完成的環(huán)節(jié)。實施過程中的小組討論、隨機(jī)發(fā)言、分組辯論等課堂活動可使用云班課教學(xué)平臺記錄學(xué)生的參與記錄,并轉(zhuǎn)化為經(jīng)驗值以完成課堂表現(xiàn)過程化的考核[18]。
(一)"課前討論
教師在云班課在線平臺上發(fā)布任務(wù),要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)。任務(wù)通常是要求學(xué)生閱讀實驗項目對應(yīng)的課程思政主題材料,并結(jié)合理論課中講授的知識點對實驗項目要完成的任務(wù)進(jìn)行分析與設(shè)計,在平臺中發(fā)表個人觀點并參與討論。在討論環(huán)節(jié),學(xué)生可以相互評論,可以提出問題,探討不同看法。任務(wù)完成后,教師可根據(jù)學(xué)生討論的重點問題進(jìn)行答疑,對優(yōu)秀的回答進(jìn)行肯定,同時指出學(xué)生思考不夠深入的地方,并且引導(dǎo)學(xué)生提出更深層次的問題。
(二)"課中實踐
教師首先對實驗項目的任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行分析,從思政主題中引入具體的網(wǎng)絡(luò)通信需求,然后回顧理論課中的網(wǎng)絡(luò)通信模型,并解釋模型滿足通信需求的原理,為學(xué)生完成實驗任務(wù)提供基礎(chǔ)理論支持。學(xué)生在掌握了相關(guān)的知識點后,可以開始自主組織小組或個人對方案實施過程中所需的流程、具體的偽代碼步驟等進(jìn)行討論。教師亦可提供部分指導(dǎo)和參考方案,但需要充分尊重學(xué)生的自主性和創(chuàng)造力,根據(jù)學(xué)生的個性化差異,提供針對性的教學(xué)指導(dǎo)。在經(jīng)過討論后,學(xué)生可以開始編寫完成任務(wù)的具體代碼,并完成實驗報告的撰寫。最后,學(xué)生需要及時進(jìn)行總結(jié),反思這個任務(wù)的收獲、難點等,并對自己的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)與分析。
(三)"課后拓展
學(xué)生完成實驗項目后,教師引導(dǎo)學(xué)生通過展示、演示的形式展現(xiàn)自己的實現(xiàn)成果,在師生、生生交流中,教師可以以答辯的形式提出問題并針對性地給予指導(dǎo),幫助學(xué)生更好地理解并鞏固知識點,同時鍛煉學(xué)生的信息搜集整理能力、交流溝通能力。對于優(yōu)秀的項目代碼,教師要進(jìn)行表彰以資鼓勵。
在橫向知識拓展環(huán)節(jié),教師可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、回顧關(guān)于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等相關(guān)領(lǐng)域的知識,以加深學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的理解和應(yīng)用能力,然后進(jìn)一步拓展討論網(wǎng)絡(luò)編程在現(xiàn)代軟件工程中的應(yīng)用,如Web開發(fā)、云服務(wù)等。
在縱向知識凝練升華環(huán)節(jié),教師可以進(jìn)一步系統(tǒng)化梳理課程內(nèi)容,讓學(xué)生更加清晰地了解課程的邏輯結(jié)構(gòu)和主要知識點,并學(xué)會總結(jié)課程中的重難點。教師還可布置一些挑戰(zhàn)性的作業(yè),例如:代碼效率的優(yōu)化、超大文件的傳輸、負(fù)載均衡和容錯處理等,使得學(xué)生能夠深入思考課程內(nèi)容,并熟練運用網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)、算法設(shè)計和系統(tǒng)架構(gòu)等領(lǐng)域的知識,從而達(dá)到知識凝練和升華的目的。
四"實驗課教學(xué)實施案例
本節(jié)以教材第2章“TCP的基礎(chǔ)通信模型”的實驗課程為例,給出課程思政主題實驗教學(xué)關(guān)鍵步驟的實施方案,該實驗課對應(yīng)的課程思政主題是:“81192”請返航。該實驗通過實際問題引入教學(xué),深入淺出,將TCP基礎(chǔ)通信模型的理論從兩個維度進(jìn)行逐步細(xì)化完善,從偽代碼開始,分析問題中關(guān)鍵要素,對照通信模型的理論框架,引導(dǎo)學(xué)生逐步驟地完成代碼編寫。
(一)"任務(wù)發(fā)布,學(xué)生自學(xué)
教師通過云班課教學(xué)平臺發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)筆記等資料,讓學(xué)生在教學(xué)平臺以語言、圖片和文字等形式進(jìn)行討論。課程思政主題材料、音頻位于云教材的實驗二,對應(yīng)的學(xué)習(xí)筆記地址為:https://blog.csdn.net/oldmao_2001/article/details/117931757,也可直接掃描圖3所示二維碼查看。
并提出相關(guān)問題:學(xué)習(xí)材料中的場景涉及多少個客戶端?在類似場景中我們根據(jù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)中所學(xué)的知識應(yīng)該選擇什么通信協(xié)議?
(二)"任務(wù)分析,學(xué)生思考
教師通過課前預(yù)習(xí)任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生回顧TCP協(xié)議的特點,通過在黑板上繪制TCP協(xié)議中三次握手與四次揮手的通信過程,引入基于TCP的SOCKET基礎(chǔ)通信模型框架(圖4(a))。
這個環(huán)節(jié)要求學(xué)生思考如何記憶、理解模型框架。從縱向上看,通信模型中服務(wù)器端有10個步驟,客戶端有8個步驟,共計18個步驟,巧記的訣竅如下:模型中圓角矩形標(biāo)記的部分在服務(wù)器端和客戶端操作一致,只需要記住一端即可;模型有兩處成對關(guān)系步驟,分別是打開、關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)庫,創(chuàng)建、銷毀套接字,有兩處交替關(guān)系:服務(wù)器端是先接收再發(fā)送消息,而客戶端先進(jìn)行發(fā)送再接收消息;然后利用口訣記住服務(wù)器端的步驟:褲(庫)頭開、撿(建)綁挺(聽)、等讀發(fā)閉;客戶端的步驟比服務(wù)器端要簡單,只需要記住客戶端在發(fā)送消息之前連接服務(wù)器即可,它的步驟11剛好是在服務(wù)器端步驟5和6之間,簡單記住5加(夾)6等于11即可。
(三)"編寫代碼,學(xué)生實踐
在熟記TCP基礎(chǔ)通信模型框架的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生根據(jù)關(guān)鍵函數(shù)提示(圖4(b)),完成代碼的編寫。同時結(jié)合黑板上的TCP協(xié)議通信過程,從橫向分析服務(wù)器端與客戶端之間的交互。
三次握手:對應(yīng)服務(wù)器啟動監(jiān)聽后,客戶端執(zhí)行連接服務(wù)器命令。
數(shù)據(jù)傳輸:對應(yīng)服務(wù)器接收連接之后,服務(wù)器端與客戶端可以相互發(fā)送數(shù)據(jù),這里需要注意兩端發(fā)送與接收對應(yīng)關(guān)系,不可以兩端同時發(fā)或收。
四次揮手:對應(yīng)客戶機(jī)銷毀Socket句柄,關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)庫。
(四)"知識拓展,學(xué)生領(lǐng)悟
實驗任務(wù)完成后,教師分析完成的Socket基礎(chǔ)通信模型代碼,引導(dǎo)學(xué)生討論有哪些不足,以及如何改進(jìn),具體內(nèi)容如下所述。
異常處理:在實際的網(wǎng)絡(luò)通信場景中,網(wǎng)絡(luò)擁堵、信號不佳以及代碼質(zhì)量等原因,會導(dǎo)致通信失敗,因此需要為模型加上異常處理以避免應(yīng)用程序彈出未知錯誤,讓學(xué)生根據(jù)教師給出步驟3的異常處理代碼,嘗試完成步驟4—8的異常處理代碼。
多次消息交互:在飛行員執(zhí)行任務(wù)的過程中,需要與基地進(jìn)行多次消息交互,當(dāng)前的基礎(chǔ)通信模型中只完成了一次消息交互,讓學(xué)生將步驟7和8放入循環(huán),并設(shè)置循環(huán)退出條件。
多客戶端通信:在執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時,需要多架飛機(jī)協(xié)同作戰(zhàn),當(dāng)前的基礎(chǔ)通信模型中只支持單個客戶端進(jìn)行通信,讓學(xué)生自行查閱資料,找出多客戶端通信的解決方案。
五"結(jié)束語
以課程思政主題為背景,將課程思政元素有機(jī)融入實驗課教學(xué)過程,深度挖掘?qū)嶒炚n思政育人價值和精神內(nèi)涵,構(gòu)建學(xué)、思、踐、悟“四位一體”的實驗課程教學(xué)實施方案,契合高校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要中全面落地實施課程思政的精神,提高了實驗課協(xié)同育人成效。通過項目化課程思政的實驗課案例設(shè)計及實施,可將碎片化的思政元素進(jìn)行整合以增加教學(xué)內(nèi)容的多樣性和趣味性,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;可將原有的抽象化、隱式的課程思政轉(zhuǎn)化為顯式課程思政,更加直接地讓學(xué)生了解和學(xué)習(xí)道德規(guī)范、法律法規(guī)、國情民俗等與思想政治教育相關(guān)的知識;可依托數(shù)字化教材的富媒體特征實現(xiàn)思政教育的全景化,幫助學(xué)生深入了解中國特色社會主義的科學(xué)內(nèi)涵。
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基金項目:湖北省教育科學(xué)規(guī)劃重點項目“教育數(shù)字化背景下高校教師數(shù)字素養(yǎng)量化評價體系構(gòu)建的實證研究”(2023GA062);湖北文理學(xué)院教學(xué)改革項目“新形態(tài)數(shù)字化教材建設(shè)與教學(xué)實踐研究”(JY2022026)
第一作者簡介:毛華慶(1980-),男,漢族,廣西巴馬人,博士,教授,碩士研究生導(dǎo)師。研究方向為人工智能交叉。
*通信作者:唐龍(1981-),男,漢族,廣西河池人,博士,講師。研究方向為網(wǎng)絡(luò)安全和大數(shù)據(jù)分析。