結構主義教學觀在計算機網(wǎng)絡課程教學中的應用

摘要：根據(jù)計算機網(wǎng)絡課程的特點，討論基于結構主義教學觀的計算機網(wǎng)絡課程的內容構建，在課程學習之初通過對計算機網(wǎng)絡課程內容的引入介紹，使學生初步建立起網(wǎng)絡知識的邏輯主線。分析當前國內外影響較大的幾種計算機網(wǎng)絡教材對課程內容引入的處理。依照教育教學原理說明將課程主要內容在課程開始時引入的合理性。

關鍵詞：計算機網(wǎng)絡課程；結構主義；結構主義教學觀

文章編號：1672-5913（2013）03-0029-04

中圖分類號：G642

計算機網(wǎng)絡課程是計算機科學與技術類專業(yè)的專業(yè)基礎課，它要求學生掌握計算機網(wǎng)絡的基本結構、基本原理，要求掌握TCP/IP協(xié)議族中的IP、TCP和相關協(xié)議。在計算機網(wǎng)絡課程教學過程中學生普遍反映，計算機網(wǎng)絡課程比較難學，甚至有學生不知道計算機網(wǎng)絡到底學什么？分析其原因，我們認為主要是學生對課程學習目標不明確，剔除教師的因素，主要是由計算機網(wǎng)絡課程的特點造成的。筆者討論了如何將結構主義教學思想引入計算機網(wǎng)絡課程學習之中，從而降低學生學習難度，提高計算機網(wǎng)絡教學效果。

1 計算機網(wǎng)絡課程的邏輯主線及特點

簡單地說，計算機網(wǎng)絡=計算機+網(wǎng)絡。網(wǎng)絡是由通信線路和通信設備組成的能夠進行通信的系統(tǒng)。而計算機網(wǎng)絡就是處理有關計算機通信的問題。

因此，計算機網(wǎng)絡課程主要討論的就是計算機之間如何通信的問題。計算機之間的通信由以下設備組成：計算機、通信線路、通信設備，以及網(wǎng)絡協(xié)議。其中，通信線路多樣化，有雙絞線、光纖、電纜，甚至還有電話線；通信設備生產(chǎn)廠商也有很多，所用內部技術也不盡相同。甚至連計算機也是多平臺、多體系結構。要在這樣的環(huán)境下實現(xiàn)相互通信，需要有一套“規(guī)定的動作”，即一套協(xié)議。

計算機之間的通信遇到的問題是：通信線路、通信設備、通信技術均各不相同。為此，計算機網(wǎng)絡采用分層思想來解決這些問題。首先借助通信技術，解決通過通信線路的通信問題；然后，通過IP協(xié)議解決網(wǎng)絡之間互聯(lián)的問題；最后，通過在IP層之上的傳輸層協(xié)議，解決應用程序之間的通信問題。

解決了應用程序之間的通信問題之后，接著研究幾種重要而經(jīng)典的應用，它們是域名系統(tǒng)、萬維網(wǎng)和電子郵件，以及網(wǎng)絡管理。其目的是方便人們使用計算機網(wǎng)絡的功能，為人們通過計算機網(wǎng)絡共享資源提供直接可用的工具。而前面討論的傳輸層、網(wǎng)絡層是為這種資源共享和通信提供一個基礎。這就是應用層的內容。

計算機網(wǎng)絡課程的學習內容與計算機在不同環(huán)境下進行通信所要解決的問題密切相關。大致可分為在局域網(wǎng)、因特網(wǎng)和無線環(huán)境下的計算機的通信問題。其核心內容是局域網(wǎng)技術和TCP/IP協(xié)議棧，即因特網(wǎng)技術。其外圍內容包括通信基礎、應用層、傳輸介質特性和網(wǎng)絡安全技術。整個課程內容包括通信學科方面和計算機方面的內容，更多的是討論各種協(xié)議的原理，這是計算機網(wǎng)絡所特有的內容。

計算機網(wǎng)絡課程教學涉及學科多，且所討論內容與典型的計算機學科課程如高級語言程序設計有很大區(qū)別。其典型特點就是內容看似分散、無中心，涉及面廣，但有一條邏輯主線可以遵循：即圍繞計算機通信的不同環(huán)境來討論相關技術問題，特別是重點討論TCP/IP協(xié)議族。

總之，計算機網(wǎng)絡課程是以上述所討論的計算機之間的通信所遇到的技術方面的問題為線索來組織教學內容。

2 結構主義教學觀下的計算機網(wǎng)絡課程教學

布魯納的結構教學觀認為，“教學的最終目標是促進學生‘對學科結構的一般理解’。他要求‘不論我們選教什么學科，務必使學生理解該學科的基本結構?！^的學科基本結構，是指學科的基本概念、基本原理及其基本態(tài)度和方法。而所謂‘掌握事物的結構，就是允許許多別的東西與它有意義地聯(lián)系起來的方式去理解它?！?/p>

為使學生通過課程的學習掌握計算機網(wǎng)絡知識的基本結構，典型做法是以ISO的OSI七層模型來分層討論計算機網(wǎng)絡。這給初學者一個可以借鑒的模型，有助于掌握知識重點。

在新課程引入這種基于分析的方法時，如果不考慮計算機網(wǎng)絡課程本身特點，不加以其他輔助措施，可能會造成學生初學時“只見樹木，不見森林”的現(xiàn)象，對課程的學習目標不明確，給后續(xù)學習帶來困難。

傳統(tǒng)的課程介紹方法是大概介紹要學習的內容和學習方法，可是在學生對計算機網(wǎng)絡的印象還只停留于上網(wǎng)、游戲的階段時，該方法并不能使學生對計算機網(wǎng)絡所學內容有比較全面的認識。

為此，我們緊緊抓住計算機之間通信的數(shù)據(jù)流或信號流，并以其為線索，粗線條地將上述計算機網(wǎng)絡知識的邏輯主線介紹給學生，以便有利于學生初步構建起計算機網(wǎng)絡課程知識的主干結構。同時，我們還以園區(qū)網(wǎng)拓樸圖的方式向學生介紹建設的網(wǎng)絡及其中用到的設備和作用，將課程主干內容串起來。這種方法較傳統(tǒng)的課程內容介紹方法，具有如下優(yōu)點：①學生對計算機網(wǎng)絡的認識會超出其已有經(jīng)驗，因而引起對新內容的好奇和興趣；②學生對計算機網(wǎng)絡課程學習目標有所了解；③學生對計算機網(wǎng)絡的學習可以借助這種系統(tǒng)性的方法，加深對計算機網(wǎng)絡具體知識的整體性理解。

這就是在課程整體內容上的結構主義教學觀：先引入性地將整個課程內容作簡要介紹。

在具體章節(jié)教學上，按結構主義教學觀，首先介紹所學內容基本結構，然后是該知識模塊在整體中的位置及作用。如在組織“PPP協(xié)議”的教學時，首先，必須理清這個協(xié)議所用的網(wǎng)絡拓樸結構：計算機通過點對點信道接入網(wǎng)絡；其次，了解這段信道通信存在什么問題。重要的是，在組織教學時把PPP協(xié)議相關知識組織到計算機網(wǎng)絡的系統(tǒng)知識中，而不是孤立地介紹“PPP協(xié)議”的知識。這樣，更有利于學生的掌握。

在引入了課程知識邏輯主干之后，課程后續(xù)內容的學習就比較好組織了，而且也符合結構主義教學觀點。關鍵是使學生了解課程學習的主要內容，有較明確的學習目標，從而提高其學習積極性。

3 教材對教學內容引入的做法

文獻2在第1章“概述”中介紹了計算機網(wǎng)絡的作用、因特網(wǎng)概述、因特網(wǎng)組成、計算機網(wǎng)絡的類別、計算機網(wǎng)絡的性能和計算機網(wǎng)絡體系結構。同時將電路交換和分組交換技術在概述中說明。“概述”中并沒有對計算機網(wǎng)絡的邏輯主線加以說明。因此，對于初學者，這樣的介紹使其學習難度增加。

文獻3在前言部分簡要敘述了各章標題，在第1章“計算機網(wǎng)絡概論”中介紹了計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展、計算機網(wǎng)絡定義與分類、計算機網(wǎng)絡結構、計算機網(wǎng)絡的拓樸構型、分組交換技術的基本概念、典型的計算機網(wǎng)絡、網(wǎng)絡計算研究與應用的發(fā)展，從歷史和系統(tǒng)的角度對計算機網(wǎng)絡作了比較全面的介紹。但對于初學者，要他們一開始就學習分組交換技術，特別是對于毫無通信背景知識的計算機專業(yè)學生還是比較困難的。

文獻4在前言部分介紹了各章主要內容，以此作為指路牌，將全書編寫方法作了介紹，這有助于讀者了解全書大概內容，幫助讀者確定學習目標。并且在第1章討論了現(xiàn)實構建網(wǎng)絡的要求、方法，以及計算機通信的特殊問題：應用程序之間的通信。概述著重從原理上來說明網(wǎng)絡技術。對于初學者而言，缺少比較直觀的、能使之建立起有關計算機網(wǎng)絡的“認識結構”的內容。因此，會給初學者留下許多的“為什么”，不利于建立起整體性的初步的認識。

文獻7在前言中也對各章內容進行了簡要介紹。在第1章的介紹中，概述了計算機網(wǎng)絡的使用、網(wǎng)絡硬件、網(wǎng)絡軟件、參考模型、網(wǎng)絡實例、數(shù)據(jù)通信服務實例、網(wǎng)絡標準化等，最后一節(jié)概述了全書輪廓。作者在第1章花了大量篇幅介紹計算機網(wǎng)絡的歷史和應用。文獻7沒有明確給出計算機網(wǎng)絡要學習的主要內容，而且有些內容的介紹比較突兀，使計算機專業(yè)的學生感到比較難懂。

從上述國內外影響比較大的計算機網(wǎng)絡教材對學習內容的介紹與引入的情況來看，各有特點。有些教材先為初學者作一些概述性的介紹，有些教材從內容的廣度和實用性進行了說明。從布魯納的結構主義教學觀點來看，那些對計算機網(wǎng)絡整體性、框架性的介紹更有助于學生形成對計算機網(wǎng)絡學科知識的初步的、整體性的圖像，更能讓學生明白要學習的內容，減輕了初學者的學習難度。根據(jù)結構主義心理學說，這有助于學生主觀上形成一種新的對計算機網(wǎng)絡的“認知結構”。

4 課程內容引入的合理性

學習的目的是為了解決問題，而問題有界定清晰的問題和界定含糊的問題。如高級語言程序設計屬于界定明晰的問題，學生學習這樣的課程很清晰其學習的目標是什么。像計算機網(wǎng)絡這樣的課程，其內容就比較含糊，學生對于這樣的課程，學習目標不是一目了然。因而，課程之初的引導與概要性的簡介尤為重要。

布魯納的結構主義教學觀的理論基礎是結構主義心理學。結構主義心理學認為：人對客觀事物的認識過程，不是什么“嘗試錯誤”的過程，而是主觀上有一定的“認知結構”，并以圖式、同化、調節(jié)和平衡等形式表現(xiàn)出來。

對于剛開始學計算機網(wǎng)絡的學生而言，對網(wǎng)絡的感性經(jīng)驗很少，并沒有很多機會看過網(wǎng)絡中心，接觸過交換機和路由器等網(wǎng)絡設備。他們接觸的網(wǎng)絡可能主要是家里通過ADSL上網(wǎng)或網(wǎng)吧上網(wǎng)，對網(wǎng)絡的“認知結構”非常局限。因此，老師需將計算機網(wǎng)絡的基本原理和主要概念教給他們。

在課程學習之初就將課程主要內容介紹給初學者，不但可引導他們建立起初步的對計算機網(wǎng)絡不同于其感性經(jīng)驗的“認知結構”，而且，還能引起初學者的好奇心。更重要的是，這樣一種介紹給初學者提供了將課程內容串起來的邏輯主線。

“兒童的智力發(fā)展表現(xiàn)在內部認識結構的改組與擴展，它不是簡單的由刺激到反應的連接，而是在頭腦中不斷形成、變更認知結構的過程”?！罢J知結構”的改變最終需要由學生主觀努力才能完成，但這種富有啟發(fā)性的介紹可以引起學生的興趣，有助于他們從原來的認知結構向新的認知結構的遷移。

因此，用上述計算機網(wǎng)絡的邏輯主線來引入課程主要內容，不但沒有違背循序漸進的原則，反而為循序漸進地學習計算機網(wǎng)絡課程內容建立起初步的框架；而且也符合結構主義心理學所揭示的人的學習過程。這樣一種在課程學習之初即引入課程主要內容的做法，還可以用于其他界定明晰的學科的學習中。

5 結語

我們在計算機網(wǎng)絡課程教學之初便引導學生明確計算機網(wǎng)絡知識的邏輯主線，教學效果較好，降低了學生學習的難度，而且學生對后續(xù)內容的學習也有了比較明確的學習目標。在課程后續(xù)學習中采用結構主義教學觀還需要作進一步的探討。

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（見習編輯：劉麗麗；編輯：趙廓）