類(lèi)比教學(xué)在計算機網(wǎng)絡(luò )教學(xué)中的用法論文

　　引言

　　計算機網(wǎng)絡(luò )是計算機科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課，也是其他工程學(xué)科的輔助課。通過(guò)學(xué)習，學(xué)生要掌握計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)方面的知識，如分層、多址接入、路由的概念及運輸和協(xié)議等內容。教學(xué)中的實(shí)際情況是學(xué)生對網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和計算機底層配置這些內容不感興趣。此外，由于教學(xué)內容含有大量的網(wǎng)絡(luò )概念和術(shù)語(yǔ)，學(xué)生不易理解，也無(wú)法掌握這些概念和術(shù)語(yǔ)構成的知識框架，嚴重地阻礙了教學(xué)質(zhì)量的提高。為了改善計算機網(wǎng)絡(luò )的教學(xué)效果，筆者在課堂教學(xué)中引入了類(lèi)比教學(xué)法，并結合日常生活中的實(shí)例，把抽象的理論、概念巧妙地轉化為學(xué)生容易理解的生活現象，有效地改變了學(xué)生難學(xué)、教師難教的局面。

　　1類(lèi)比教學(xué)的意義

　　通過(guò)學(xué)習計算機網(wǎng)絡(luò )，學(xué)生要理解網(wǎng)絡(luò )的基本概念、熟悉協(xié)議的實(shí)現細節，并會(huì )使用如數據包追蹤和網(wǎng)絡(luò )仿真等網(wǎng)絡(luò )工具。類(lèi)比教學(xué)能幫助學(xué)生理解深奧、復雜的教學(xué)內容，通過(guò)類(lèi)比，學(xué)生更容易理解網(wǎng)絡(luò )協(xié)議等概念，消除網(wǎng)絡(luò )技術(shù)神秘感。類(lèi)比是根據兩個(gè)對象部分屬性相似，推出這兩個(gè)對象其他屬性亦相似的一種推理方法。類(lèi)比教學(xué)就是通過(guò)真實(shí)生活場(chǎng)景開(kāi)發(fā)基本概念，使學(xué)生能夠無(wú)障礙地理解網(wǎng)絡(luò )課程中的基本概念。在計算機網(wǎng)絡(luò )課程的教學(xué)過(guò)程中，筆者的做法就是先提出現實(shí)生活中的情景問(wèn)題，學(xué)生以小組合作的方式制定解決方案，然后組織學(xué)生開(kāi)展解決方案的課堂討論，并將解決方案映射到技術(shù)領(lǐng)域。應用類(lèi)比教學(xué)，一方面可以使學(xué)生最大限度地熟悉所學(xué)內容，克服面對復雜問(wèn)題時(shí)出現的理解障礙，另一方面通過(guò)真實(shí)生活場(chǎng)景的關(guān)聯(lián)，使學(xué)生提高學(xué)習抽象內容的興趣，并化解理解障礙。

　　2確定類(lèi)比的步驟

　　(1)確定與類(lèi)比相關(guān)的網(wǎng)絡(luò )概念。根據教學(xué)內容，分析學(xué)生已有的知識基礎和生活經(jīng)驗，精心選擇能進(jìn)行類(lèi)比的網(wǎng)絡(luò )概念。(2)確定類(lèi)比的有效性。通過(guò)類(lèi)比對象和所學(xué)內容的比較，盡可能多地找出它們的相似點(diǎn)。類(lèi)比對象要比所學(xué)內容簡(jiǎn)單，容易理解，這樣的類(lèi)比才是有效的。(3)建立類(lèi)比關(guān)系。通過(guò)呈現問(wèn)題情境，教師引導學(xué)生根據已有知識和經(jīng)驗建立類(lèi)比關(guān)系，并對比新知識和已有知識的異同點(diǎn)。學(xué)生則通過(guò)類(lèi)比發(fā)現已有知識與新知識的關(guān)聯(lián)性，學(xué)習和理解新知識。

　　3類(lèi)比教學(xué)的應用實(shí)例

　　類(lèi)比教學(xué)過(guò)程包括：首先，教師給出現實(shí)生活中的場(chǎng)景，學(xué)生組成小組進(jìn)行討論，并根據場(chǎng)景提出問(wèn)題的解決方案;然后，教師帶領(lǐng)學(xué)生分析各種解決方案，并引導學(xué)生將解決方案映射到網(wǎng)絡(luò )技術(shù)領(lǐng)域;最后，全班學(xué)生討論每一小組提出方案中包含的實(shí)現信息，并由教師總結，形成相應的網(wǎng)絡(luò )概念。3.1 根據場(chǎng)景提出解決方案計算機網(wǎng)絡(luò )中有許多概念都與我們的現實(shí)生活息息相關(guān)，為了理解計算機網(wǎng)絡(luò )為什么要分層和使用協(xié)議，我們引入首席執行官(CEO)場(chǎng)景來(lái)類(lèi)比網(wǎng)絡(luò )層次和TCP/IP協(xié)議。該場(chǎng)景如下：有 A和B兩個(gè)公司，相距大約200km，A公司的首席執行官想把一個(gè)100頁(yè)的文件給B公司的首席執行官，在文件傳送中，存在以下限制條件：(1)沒(méi)有電子郵件，沒(méi)有傳真機、電話(huà)和郵局，沒(méi)有任何形式的現代通信工具;(2)唯一的通信手段是郵差;(3)郵差一次只能攜帶10頁(yè)文件;(4)郵差沒(méi)有誠信，他們可以攜帶文件退出而不必通知任何人。學(xué)生以4～6人組成學(xué)習小組開(kāi)展合作，討論教師提出的問(wèn)題。教師提醒學(xué)生考慮文件傳送過(guò)程中各個(gè)環(huán)節的問(wèn)題，如傳送文件前雙方是否需要溝通，傳送途中是否要保證信件不會(huì )遺失。學(xué)生在充分理解的基礎上提出本小組的解決方案。3.2分析方案并且映射到技術(shù)領(lǐng)域學(xué)生提出解決方案以后，教師要組織學(xué)生對解決方案進(jìn)行討論，指出各解決方案中的優(yōu)缺點(diǎn)，并最終確定“合適的”解決方案。對于CEO場(chǎng)景，教師做出如下規定：每一端都要配備秘書(shū)和收發(fā)員，通信雙方的行為要遵守事先制定的規范。在此基礎上確定的“合適的”解決方案應包含以下內容：CEO-A把數據文件D和CEO-B的名字給Sec-retary-A，其中還包括控制信息。Secretary-A找到 CEO-B的地址，拷貝數據文件D，生成10個(gè)數據包(每包10頁(yè))，并且為每個(gè)數據包排序。Secretary-A和Secretary-B需要商定如何發(fā)送數據包和確認包的協(xié)議。Secretary-A 把每個(gè)包給 Dispatch-A 并等待Secretary-B的確認。在預先確定的時(shí)間內，如果一個(gè)包沒(méi)有收到(比如說(shuō)由于缺少郵差)，Secretary-A 將創(chuàng )建另一個(gè)相同的包(復制D)并重新發(fā)送。確定了“合適的”解決方案后，教師引導學(xué)生將首席執行官(CEO)場(chǎng)景映射到相應的技術(shù)問(wèn)題，即“IP網(wǎng)絡(luò )與郵差相似都是不可靠的，如何保證在客戶(hù)端-服務(wù)器端進(jìn)行可靠的通信?”根據上面的表述，每個(gè)小組也把他們的解決方案映射到相應的技術(shù)方案，以實(shí)現可靠的端到端通信。3.3 通過(guò)討論方案形成相應的網(wǎng)絡(luò )概念學(xué)生對各小組的技術(shù)方案進(jìn)行討論，詳細討論其中的實(shí)現信息。教師對各小組提出的技術(shù)方案進(jìn)行總結，找出這些技術(shù)方案的共同之處，并生成相應的網(wǎng)絡(luò )概念。在CEO情景中，生成如下三個(gè)方面的概念。在郵政系統傳遞信件的過(guò)程中主要涉及三個(gè)子系統，即CEO子系統、秘書(shū)子系統、收發(fā)員子系統，通過(guò)類(lèi)比，引出計算機網(wǎng)絡(luò )也需要有類(lèi)似的層次型的數據傳輸系統才能更加有效地傳輸數據，這個(gè)層次型系統就是依據“分層”的思想產(chǎn)生的。郵政各子系統之間在完成一個(gè)信件傳送過(guò)程中必須遵守一定的約定，通過(guò)類(lèi)比，引出計算機網(wǎng)絡(luò )內部各功能層之間也要遵守相應的約定才能完成數據傳輸任務(wù)，這個(gè)約定在計算機網(wǎng)絡(luò )中被稱(chēng)為“協(xié)議”。由于郵差不可靠，郵政系統中秘書(shū)子系統、收發(fā)員子系統都通過(guò)簽收信件，確保信件傳遞正確，通過(guò)類(lèi)比，引出網(wǎng)絡(luò )內部也需要相應的功能層確保數據傳輸可靠，這樣的功能層在計算機網(wǎng)絡(luò )中被稱(chēng)為“可靠的TCP”服務(wù)。

　　4類(lèi)比教學(xué)的效果評價(jià)

　　在近幾年的計算機網(wǎng)絡(luò )課程教學(xué)中，筆者一直致力于類(lèi)比教學(xué)的實(shí)踐，并將類(lèi)比教學(xué)與傳統教學(xué)的效果進(jìn)行了比較，結果見(jiàn)表1。對比實(shí)驗的兩個(gè)班來(lái)自同一年級的同一專(zhuān)業(yè)，甲班為實(shí)施類(lèi)比教學(xué)的班，乙班為未實(shí)施類(lèi)比教學(xué)的班。從表1可以看出，采用類(lèi)比教學(xué)的甲班，學(xué)生的考試平均成績(jì)和及格率均高于未實(shí)施類(lèi)比教學(xué)的乙班，說(shuō)明實(shí)施類(lèi)比教學(xué)的班整體水平要高于未實(shí)施類(lèi)比教學(xué)的班。表中的標準差表明，實(shí)施了類(lèi)比教學(xué)的班，成績(jì)分布較均衡。這充分說(shuō)明，在網(wǎng)絡(luò )課程的教學(xué)中，類(lèi)比教學(xué)能取得良好的教學(xué)效果。

　　5結束語(yǔ)

　　通過(guò)類(lèi)比教學(xué)，學(xué)生不但學(xué)會(huì )了計算機網(wǎng)絡(luò )的有關(guān)內容，而且還提高了綜合素質(zhì)，這主要表現在以下兩個(gè)方面：一是學(xué)生能專(zhuān)注網(wǎng)絡(luò )的核心概念，而無(wú)需注意瑣碎的細節，并能根據類(lèi)比的內容設計解決方案，建構新的概念;二是學(xué)生克服了學(xué)習新知識的理解障礙，增強了解決復雜技術(shù)問(wèn)題時(shí)的自信心。

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