任務(wù)驅(qū)動教學法在計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學中的應(yīng)用

李蕾++方明科

摘要：在分析計算機網(wǎng)絡(luò)課程特點的基礎(chǔ)上，針對實際教學中所出現(xiàn)的問題，提出任務(wù)驅(qū)動教學法。以”配置路由協(xié)議“和”三次握手協(xié)議驗證“兩個任務(wù)為例，介紹了任務(wù)驅(qū)動教學法在計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學中的實施過程，充分體現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動教學法調(diào)動學生學習的積極性，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力的作用。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動教學法；計算機網(wǎng)絡(luò)；路由協(xié)議；三次握手；任務(wù)設(shè)計

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）25-0075-02

Application of the Task-driven Teaching Method In Computer Network Course

LI Lei， FANG Ming-ke

（School of Computer and Information Technology， Xinyang Normal University， Xinyang 464000 ， China）

Abstract： This paper analyses the characteristics of the computer network course and puts forward the task-driven teaching method based on the problems in the actual teaching. Taking "routing protocol" and "three-way handshake protocol verification" for example， it describes the implementation of task-driven teaching method in the computer network course. Fully reflects the role of task-driven teaching methods in mobilizing the enthusiasm of students， enhancing the students' practical ability and innovation ability.

Key words： task-driven teaching method； computer network； routing protocol； three-way handshake； task design

1 引言

《計算機網(wǎng)絡(luò)》是計算機相關(guān)專業(yè)所必須開設(shè)的專業(yè)核心課程之一，在整個計算機專業(yè)教學體系中占有極其重要的地位。該課程的教學目標，就是使學生通過本課程的學習，掌握計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成及工作原理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成及工作原理、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全知識。具有一定的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)計、集成、維護、管理和應(yīng)用開發(fā)能力，具備網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析與設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析與設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計與開發(fā)能力[1]。但是，由于該課程的內(nèi)容較多，具有高度抽象性和綜合性，并且實踐性很強，因此，學生在該課程的學習過程中遇到較多的問題和困難。比如網(wǎng)絡(luò)工作的過程看不見摸不著，抽象的理論難于理解；即使理論知識倒背如流，但在實踐環(huán)節(jié)中不知如何應(yīng)用等等。因此，如何將抽象的理論形象具體地傳授給學生，如何使學生所學的理論能與實踐相結(jié)合，是計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學中急需解決的問題。針對這個問題，可以從教學方法上進行進行改革。

2 任務(wù)驅(qū)動教學法

"任務(wù)驅(qū)動“是一種建立在建構(gòu)主義學習理論基礎(chǔ)上的教學法，它將以往以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學理念；將再現(xiàn)式教學轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴綄W習，使學生處于積極的學習狀態(tài)，每一位學生都能根據(jù)自己對當前問題的理解，運用共有的知識和自己特有的經(jīng)驗提出方案、解決問題。尤其是在學習計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過程中，學生在教師的幫助下，緊緊圍繞一個實際的應(yīng)用任務(wù)，在強烈的問題動機的驅(qū)動下，通過對學習資源的積極主動應(yīng)用，進行自主探索和互動協(xié)作的學習。在這個過程中，學生還會不斷地獲得成就感，可以更大地激發(fā)他們的求知欲望，逐步形成一個感知心智活動的良性循環(huán)，從而培養(yǎng)出獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。

任務(wù)可以分為封閉型任務(wù)和開放型任務(wù)[2]。封閉性任務(wù)非常具體，由教師給定主題的，主要是對于已學過知識的驗證，但學生自主發(fā)揮的空間較小。如一些成熟的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的驗證性任務(wù)。開放型任務(wù)是教師給定要求或框架，學生可自由選定主題的，一般需要由小組學生共同探討才能完成的任務(wù)。開放型任務(wù)非常靈活，學生的自主性較強，比較適合對學生已有知識和技能的鞏固，有利于對學生問題解決能力和協(xié)作學習能力的培養(yǎng)，如網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的任務(wù)等。

任務(wù)驅(qū)動教學可以分為三個步驟進行。包括任務(wù)的設(shè)計、任務(wù)的實施和效果評價[3-4]。設(shè)計任務(wù)是實施任務(wù)驅(qū)動教學模式的前提和基礎(chǔ)。教師應(yīng)根據(jù)教學進度和教學要求設(shè)計任務(wù)，選擇與當前學習主題密切相關(guān)的真實性任務(wù)，讓學生面臨一個需要立即去解決的現(xiàn)實問題，使學生在完成任務(wù)的過程中掌握知識和技能。實施任務(wù)的關(guān)鍵在于要做好啟發(fā)引導工作，不是由教師直接告訴學生應(yīng)當如何去解決面臨的問題，而是由教師向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索，如需要搜集哪一類資料。從何處獲取有關(guān)的信息資料等，強調(diào)發(fā)展學生的自主學習能力。效果評價是指教師與學生共同反思任務(wù)的解決過程。主要包括兩部分內(nèi)容，一方面是對學生完成當前任務(wù)的過程和結(jié)果的評價，另一方面是對學生自主學習及協(xié)作學習能力的評價。

3 任務(wù)驅(qū)動教學法在計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學中的應(yīng)用

《計算機網(wǎng)絡(luò)》課程實踐性強，與實際應(yīng)用聯(lián)系緊密[5]。首先，只有通過動手實驗，才能把抽象的理論知識以直觀的形式展現(xiàn)在學生面前，加深學生的理解。比如利用協(xié)議分析軟件實時抓獲并分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，可以幫助學生清晰理解協(xié)議的內(nèi)容。其次，通過實驗，例如網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的配置，中小型網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計等實驗，可以讓學生學習到實際網(wǎng)絡(luò)管理、操作、開發(fā)方面的內(nèi)容，培養(yǎng)實際應(yīng)用能力，為就業(yè)打下基礎(chǔ)。因此，在教學過程中，我們所設(shè)計的任務(wù)是以實踐操作的方式來進行的。

我們所使用的教材是謝希仁編著的《計算機網(wǎng)絡(luò)》第6版教材。本文以網(wǎng)絡(luò)層中RIP路由協(xié)議的實現(xiàn)和運輸層中TCP連接的管理為例來介紹任務(wù)驅(qū)動教學法的具體實施過程[6]。

3.1 任務(wù)1：RIP路由協(xié)議的實現(xiàn)

RIP協(xié)議是一個在小型網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用廣泛的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。其工作原理和路由更新的算法在教材中講解的很清楚，但是它的實際的工作過程我們是無法直接在實際網(wǎng)絡(luò)工作中觀察到的。為了幫助學生掌握RIP協(xié)議的內(nèi)容，在學習了路由器配置內(nèi)容的基礎(chǔ)上我們可以設(shè)計如下任務(wù)：在如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)拓撲中，三個校區(qū)的IP地址已分配，請在路由器上配置RIP協(xié)議，實現(xiàn)三個校區(qū)的通信。

實施任務(wù)時，教師首先講解RIP協(xié)議的基本原理和配置方法，然后由每個學生獨立進行路由器的基本配置和路由配置。由于實驗室條件受限，此任務(wù)我們在模擬軟件packet tracer中進行。在三個校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)通信配置成功后，通過查看路由器的路由表以及觀察數(shù)據(jù)包傳送的路徑，學生可以清楚掌握RIP協(xié)議的工作原理。并可以利用調(diào)試命令dubug跟蹤RIP協(xié)議的每一步工作過程，從而掌握RIP協(xié)議的水平分割、路由毒化等深入內(nèi)容。簡單的RIP協(xié)議配置成功后，可以由學生自由拓展，在同一個網(wǎng)絡(luò)拓撲上使用OSPF路由協(xié)議實現(xiàn)校區(qū)間的通信，并可對比兩種路由協(xié)議的不同。

任務(wù)完成后，學生互相檢測所配置網(wǎng)絡(luò)的通信情況，并完成詳細的任務(wù)報告。若存在疑問，也可及時提出，以得到同學或教師師的解答。最終由教師綜合點評，指出存在的問題以及改正方法。

3.2 任務(wù)2：TCP三次握手建立連接的驗證

三次握手建立TCP連接是運輸層的一個經(jīng)典內(nèi)容。三次握手的過程通過理論講解已經(jīng)非常清晰明了，但學生并沒有實際注意到在我們大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)訪問過程中，三次握手建立連接都在進行著。為了使學生加深對建立連接的過程的理解，我們設(shè)計以下驗證型的任務(wù)：使用協(xié)議分析軟件wireshark，抓獲網(wǎng)絡(luò)訪問過程中的數(shù)據(jù)包，詳細分析其中建立TCP連接的三次握手過程。

任務(wù)實施過程中，學生啟動wireshark軟件，在使用瀏覽器訪問某個網(wǎng)站的同時，抓獲數(shù)據(jù)包，從中分析TCP三次握手建立連接的過程。每個學生使用一臺計算機獨立完成任務(wù)。在任務(wù)報告中記錄下抓獲的數(shù)據(jù)，找出三次握手傳遞的TCP報文段的內(nèi)容，并深入分析每個TCP報文段的窗口值、端口號、報文段長度等數(shù)據(jù)。

任務(wù)完成后，及時進行效果評價。學生任務(wù)的完成情況直接由任務(wù)報告反映出來。教師對完成情況作出細致的點評，并結(jié)合該任務(wù)，引導學生對TCP的報文段格式、TCP的連接過程和TCP的可靠傳輸?shù)戎R點進行梳理與歸納，從而進一步強化理論知識。

4 總結(jié)

教學實踐表明，在計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學中運用任務(wù)驅(qū)動教學法，充分調(diào)動學生學習的積極性，學生們在完成任務(wù)的過程中通過自主學習、合作探討，培養(yǎng)探究式的學習方法，提高了分析問題和解決問題的能力，解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學理論與實際應(yīng)用脫節(jié)的問題。 如何針對社會的實際需求和教學計劃的安排，設(shè)計出更為合理的任務(wù)，可以進一步在教學過程中深入研究和探索。

參考文獻：

[1] 教育部高等學校計算機科學與技術(shù)教學指導委員會.高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)核心課程教學實施方案[M].北京：高等教育出版社，2009.

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[3] 李占宣. 任務(wù)驅(qū)動教學法在數(shù)據(jù)庫教學中的應(yīng)用[J]. 教育探索，2012（12）：52-53.

[4] 黃裕.任務(wù)驅(qū)動教學法在FLASH教學中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2014，10（11）：2576-2578.

[5] 謝希仁. 計算機網(wǎng)絡(luò)（第六版）[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[6] 劉麗敏，廖志芳，桂勁松. 計算機網(wǎng)絡(luò)實踐教程[M].北京：人民郵電出版社，2008.