技工院?！坝嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程教學(xué)改革探索

摘要：針對當(dāng)前國內(nèi)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教材建設(shè)現(xiàn)狀和技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，筆者提出在技工院?！坝嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中使用基于自頂向下教學(xué)模式的國外經(jīng)典計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材，同時在教學(xué)實(shí)踐中將類比教學(xué)、動畫輔助教學(xué)和微課教學(xué)等多種教學(xué)方式結(jié)合，并輔以一定的教學(xué)激勵機(jī)制，讓學(xué)生更加輕松地掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要協(xié)議原理和關(guān)鍵概念，以期能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：技工院校；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程；自頂向下方法；類比教學(xué)；動畫輔助教學(xué)；微課教學(xué)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）10-0086-03

引言

中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）發(fā)布的第36次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》顯示，截至2015年6月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)6.68億，互聯(lián)網(wǎng)普及率為48.8%。各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用從Web、P2P、搜索引擎到在線游戲、社交網(wǎng)絡(luò)、視頻發(fā)布等層出不窮。國家也提出將制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，并將其納入國家經(jīng)濟(jì)頂層設(shè)計。在此背景下，除計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)外，越來越多的非計算機(jī)專業(yè)也將“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”作為必修或選修課程，以提高學(xué)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（尤其是因特網(wǎng)）的基本概念、原理和方法的理解和掌握，使學(xué)生今后能在短時間內(nèi)迅速把握新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并將其應(yīng)用于工作和學(xué)習(xí)。

技工院校學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)分析

首先，技工院校學(xué)生基礎(chǔ)知識較為薄弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣較差（如沒有課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的習(xí)慣），學(xué)習(xí)意志弱、惰性強(qiáng)，學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)目標(biāo)都不明確。另外，技工院校學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的熱情不高，抽象思維能力較弱，缺乏鉆研精神。因此，這些學(xué)生得到的正面評價較少，導(dǎo)致學(xué)生信心不足，厭學(xué)情緒嚴(yán)重，不能正確評價自己，無法發(fā)現(xiàn)自身的長處。因此，作為教師要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點(diǎn)，因勢利導(dǎo)，不斷發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)他們對學(xué)習(xí)的熱情和信心。

國內(nèi)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教材建設(shè)現(xiàn)狀

目前，國外主流的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教材有Andrew S.Tanenbaum編著的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第5版），James F.Kurose和Keith W.Ross編著的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》（第6版），Larry L.Peterson和Bruce S.Davie編著的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方法》（第5版）等。其中只有《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》一書是以自頂向下的方式來介紹網(wǎng)絡(luò)。自頂向下模式按照從應(yīng)用層到物理層的順序組織教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生對電子郵件和Web等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用非常熟悉，從應(yīng)用層開始關(guān)注網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)其他內(nèi)容的積極性，也降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。

根據(jù)技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律，同時為確保學(xué)生學(xué)到最新的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識，很多學(xué)校采用了《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》（第6版）一書的中譯本作為課程主教材。教材配套的課程網(wǎng)站上提供了豐富的教學(xué)資源（教學(xué)幻燈片、課后習(xí)題解答、實(shí)驗(yàn)教程和許多用于演示網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理的Java Applet動畫程序等），極大地方便了教師的教學(xué)。

針對技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，結(jié)合我?！坝嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程的教學(xué)目標(biāo)，我們選擇《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下》一書中前5章作為教學(xué)內(nèi)容，且刪去了“2.7 TCP套接字編程”（學(xué)生沒有編程基礎(chǔ)）和“3.7 TCP擁塞控制”（TCP擁塞控制機(jī)制比較復(fù)雜，只對擁塞控制的一般原理進(jìn)行介紹）。對非計算機(jī)專業(yè)的技工院校學(xué)生，我們建議在84學(xué)時（有效學(xué)時）內(nèi)授完全部內(nèi)容（如果是18教學(xué)周的話，可將課程設(shè)為5～6學(xué)分）。

多元化教學(xué)方法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的運(yùn)用

1.教學(xué)激勵

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念繁多、協(xié)議原理復(fù)雜、前后知識點(diǎn)多有聯(lián)系，而技工院校學(xué)生往往沒有課后復(fù)習(xí)習(xí)慣，所以我們在授課時一般將上課時間的四分之一用于回顧上次課所講內(nèi)容。由于技工院校學(xué)生的歸納總結(jié)和語言表述能力較弱，所以在課前復(fù)習(xí)時盡量以填空題或選擇題形式對知識進(jìn)行提問，不要以思考題或問答題形式復(fù)習(xí)。在學(xué)生一時無法回答問題時，教師要給出足夠的提示。另外，還要將學(xué)生的課堂表現(xiàn)（課前復(fù)習(xí)題和課中思考題的回答情況）及時記錄下來作為平時成績的評定依據(jù)。

例如，我們從《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》一書中優(yōu)選出部分不是特別難的習(xí)題（比較接近例題的解題思路），以及歷年碩士研究生入學(xué)考試計算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)綜合試題中的部分選擇題作為課后作業(yè)或課中思考題，對出色完成習(xí)題的學(xué)生予以表揚(yáng)或獎勵（期末成績加分）。這樣可以使學(xué)生在一定程度上對自己有正確的認(rèn)識，并能提高其學(xué)習(xí)信心。

2.類比教學(xué)

“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程內(nèi)容較為抽象，而技工院校學(xué)生的抽象思維能力較弱，在一定程度上影響了對知識的理解。因此，我們在教學(xué)中引入了大量的生活實(shí)例作為類比，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論學(xué)習(xí)與實(shí)際生活中的現(xiàn)象聯(lián)系起來，讓學(xué)生更加直觀地認(rèn)識概念和原理，提高其學(xué)習(xí)興趣。

《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》一書本身就是使用現(xiàn)實(shí)世界例子進(jìn)行類比的范例。例如，可以將路由器看作是立交橋，分組通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)就好比車輛通過立交橋；運(yùn)輸層和網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)系可以類比郵政，為兩個家庭提供信件郵遞服務(wù)；路由震蕩問題可以理解為生活中某條新路開通后司機(jī)都趕新路，結(jié)果造成新路擁擠，然后又改回原路。這樣的類比教學(xué)，使得學(xué)生從日常生活司空見慣的現(xiàn)象中輕松理解了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的概念和原理，從而培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維能力和類比推理能力。

3.動畫輔助教學(xué)

所謂“一圖勝千言”，使用動畫輔助教學(xué)可以收到事半功倍的效果。一方面，我們從教材配套的教學(xué)網(wǎng)站上下載了不少Java Applet動畫程序用于演示計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一些較為抽象、難理解的協(xié)議；另一方面，我們也自己動手編制了一些Java Applet、Java Swing或是JavaFX程序輔助教學(xué)以及幫助學(xué)生更加深入地理解協(xié)議的工作原理。

例如，回退N步（Go-Back-N，簡稱GBN）協(xié)議和選擇性重傳（Selective-Repeat，簡稱SR）協(xié)議是傳輸層用于實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚€重要協(xié)議。但是由于這兩個協(xié)議的工作原理較為抽象和復(fù)雜，許多教師在授課時即使大費(fèi)周章也不易講清楚協(xié)議中的關(guān)鍵概念和原理。我們通過Java Applet演示程序，采用邊演示協(xié)議的執(zhí)行情況邊分析協(xié)議的工作原理的教學(xué)方法，非常簡潔直觀地對協(xié)議作了清晰的解釋，學(xué)生對這兩個協(xié)議也掌握得十分牢固。

又如，校驗(yàn)和的計算及驗(yàn)證是“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中一項(xiàng)重要的計算內(nèi)容。接收方通過校驗(yàn)和可以判斷出所接收的數(shù)據(jù)分組是否出錯，并向發(fā)送方返回肯定確認(rèn)分組或否定確認(rèn)分組。為了幫助學(xué)生更好地掌握因特網(wǎng)校驗(yàn)和的計算及驗(yàn)證，我們編寫了Java Swing動畫演示程序（如下頁圖）。該程序可以自動隨機(jī)生成80位、96位或112位二進(jìn)制的報文段，接著演示校驗(yàn)和的手動計算過程和手動驗(yàn)證過程。一方面，教師通過該動畫程序可在課堂上直觀地向?qū)W生演示校驗(yàn)和的計算及驗(yàn)證過程；另一方面，學(xué)生通過該動畫程序也可在課后進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識。

4.微課教學(xué)

“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中有不少知識點(diǎn)（如網(wǎng)絡(luò)吞吐量計算、P2P文件分發(fā)、IP數(shù)據(jù)報分片、ARP協(xié)議等）都適合制作成教學(xué)視頻進(jìn)行微課教學(xué)。在教學(xué)實(shí)踐中，我們一般將一些適合用多媒體表達(dá)的課程重點(diǎn)知識制作成微視頻，課前通過網(wǎng)絡(luò)共享給學(xué)生，要求學(xué)生學(xué)習(xí)微視頻，同時布置一些思考題讓學(xué)生完成，以幫助其更好地理解視頻內(nèi)容。在正式講課前，教師用5～10分鐘時間測試學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，再根據(jù)測試反饋結(jié)果有針對性地分析微課闡述的主題。在“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中使用微課教學(xué)，一方面可以讓學(xué)生更加直觀形象地學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重難點(diǎn)知識，另一方面也可以培養(yǎng)技工院校學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力。

結(jié)束語

如何讓技工院校的學(xué)生深入理解并掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)議原理和關(guān)鍵概念是“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程授課時的難點(diǎn)。我們在教學(xué)中針對技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，采用國外計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)教材和多元化的教學(xué)方法，做到了化繁為簡、直觀形象、深入淺出地介紹抽象的協(xié)議和概念，收到了較為理想的教學(xué)效果。

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作者簡介：黃欣，講師，碩士，研究方向?yàn)橛嬎銠C(jī)應(yīng)用、計算機(jī)輔助教學(xué)、教育技術(shù)。