《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程生活場景式教學(xué)模式探索

趙勍邶

【摘 要】《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，因?yàn)樵撜n程理論內(nèi)容偏多，而且有些原理深奧難懂，學(xué)生掌握起來非常吃力;本文旨在用淺顯易懂的生活場景將復(fù)雜的專業(yè)理論再現(xiàn)，便于學(xué)生快速掌握知識要點(diǎn)，提升本課程的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】生活場景式;教學(xué)模式;教學(xué)效果

中圖分類號： TP393-4;G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）18-0100-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.049

0 引言

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合，成為現(xiàn)代高科技領(lǐng)域重要的研究方向之一;它采用新興的計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式，極大地推動了社會信息化的發(fā)展進(jìn)程。[1]

本課程教學(xué)內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和理解，通過對本課程的學(xué)習(xí)對于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑碛休^深入的認(rèn)識，為后續(xù)專業(yè)課的展開奠定基礎(chǔ)。但是本課程理論內(nèi)容偏多，很多協(xié)議的工作原理晦澀難懂，學(xué)生不容易掌握，這樣對于后續(xù)的學(xué)習(xí)造成了不利影響。面對這種情況，筆者萌生了對《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程實(shí)施教學(xué)改革的念頭，希望通過本文的工作，可以讓學(xué)生更容易掌握本課程內(nèi)容，提高教學(xué)效果。

1 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是計(jì)算機(jī)專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)課程如J2EE、ASP.NET、Linux應(yīng)用開發(fā)等課程的重要先行課。在授課過程中將OSI/RM 7層協(xié)議結(jié)構(gòu)及TCP/IP參考模型的4層協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行參考合并，形成：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層、應(yīng)用層5層結(jié)構(gòu)并講授各層工作的主要協(xié)議。由于各個(gè)層次協(xié)議很多，并且相對來說比較復(fù)雜，學(xué)生剛開始會被一些專業(yè)術(shù)語搞得暈頭轉(zhuǎn)向，自然很難跟隨老師的思路繼續(xù)往下走。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，單靠幻燈片的內(nèi)容羅列，完全不能讓學(xué)生理解和真正的掌握。比如介紹廣播信道的CSMA/CD協(xié)議的時(shí)候，課堂講解時(shí)同學(xué)們還可以跟上，但是做習(xí)題時(shí)就兩眼一抹黑，不知道無從下手。

針對這種情況，應(yīng)該對固有的教學(xué)模式做一些改變，通過對教學(xué)內(nèi)容的重新組織，重難點(diǎn)突出，將深奧難懂的協(xié)議工作原理用類似的生活場景實(shí)例與之對應(yīng);因?yàn)檫@些場景同學(xué)們比較熟悉，所以理解起來較為容易，如果這些生活實(shí)例同學(xué)們都明白了，那么將這些生活實(shí)例對應(yīng)回理論抽象的網(wǎng)絡(luò)原理，就會讓學(xué)生更容易接受，從而可以快速掌握知識點(diǎn)。

接下來筆者介紹具體的改革措施。

2 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)模式改革

2.1 提煉教學(xué)內(nèi)容

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》內(nèi)容繁雜，知識點(diǎn)眾多，學(xué)生學(xué)完之后感覺什么都學(xué)了，但是具體學(xué)了什么也說不出來，急需要把零散的知識點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，從而有助于學(xué)生對知識點(diǎn)的記憶。為此筆者繪制了課程主要知識點(diǎn)的思維導(dǎo)圖，通過這種方式可以將課程知識點(diǎn)串接起來，記憶起來也就容易多了，如圖1所示：

2.2 活躍課堂，以學(xué)生為本

高校的課堂一般都是老師一個(gè)人在臺上唱“獨(dú)角戲”，有些學(xué)生在課堂中低頭忙自己的事情，造成課程參與度不高，這樣會導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高;為了改變這種狀況，筆者嘗試讓學(xué)生自己到講臺上講解課程內(nèi)容，老師在座位上當(dāng)學(xué)生聆聽;當(dāng)然做到這一步必須事先對學(xué)生輔導(dǎo)，畢竟學(xué)生沒有在講臺授課的經(jīng)驗(yàn)。有些學(xué)生在全班同學(xué)面前可以順暢表達(dá)，較好的完成預(yù)期的講演內(nèi)容;而有些學(xué)生則表達(dá)的比較含糊，思路不很清晰。通過這樣的舉措，首先促進(jìn)了學(xué)生在課堂的參與度，體驗(yàn)“掌控全場”的感覺;其次，也鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力，對于其日后在公開場合發(fā)言有很好的鍛煉作用;最后，對于課程的教學(xué)知識點(diǎn)有更深入的認(rèn)識;讓學(xué)生明白了自己學(xué)懂了是一回事，能教給別人是另一回事;同學(xué)們一致認(rèn)為：這種方式非常好，既可以展示同學(xué)們自己的風(fēng)采，又可以促進(jìn)學(xué)生上課的積極性，希望以后能繼續(xù)采用這種方式教學(xué)。

2.3 化繁為簡，用類似生活場景模擬知識點(diǎn)

例如在講解數(shù)據(jù)鏈路層廣播信道的CSMA/CD協(xié)議時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)協(xié)議解決的是總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下使用廣播信道傳遞數(shù)據(jù)，而工作站訪問信道是隨機(jī)的;只要遵循這個(gè)協(xié)議，數(shù)據(jù)最終就能成功傳送。[2]因?yàn)槭请S機(jī)訪問，又采用廣播方式進(jìn)行，所以協(xié)議規(guī)定的步驟比較多，學(xué)生較難掌握。筆者經(jīng)過思考，模擬一個(gè)生活情境：人大代表（對標(biāo)PC機(jī)）在人民大會堂（對標(biāo)總線結(jié)構(gòu)）開大會的事例。假設(shè)，每個(gè)人大代表用擴(kuò)音器（對標(biāo)廣播方式）可以在會場暢所欲言，想發(fā)言就發(fā)言，并且沒有主持人主持會議（對標(biāo)隨機(jī)訪問）?，F(xiàn)在讓同學(xué)們制定一個(gè)發(fā)言規(guī)則（對標(biāo)CSMA/CD協(xié)議），如果每個(gè)代表都遵守這個(gè)規(guī)則，那么想發(fā)言的代表最終能發(fā)言成功！

同學(xué)們在課堂各抒己見，熱情討論，課堂氣氛很熱烈。于是筆者引導(dǎo)學(xué)生：先假設(shè)沒有任何發(fā)言規(guī)則限制，在t=0時(shí)刻放開發(fā)言權(quán)，則肯定很多人同時(shí)說話，因?yàn)槊總€(gè)代表都用擴(kuò)音器發(fā)言，整個(gè)會場會被混亂的聲音所覆蓋，這樣的狀況可行嗎？不可以，所以正常的邏輯是如果發(fā)言的代表聽到其他的聲音首先應(yīng)該停下來，否則繼續(xù)發(fā)言只能加劇混亂;于是第一個(gè)問題就來了：這個(gè)代表最遲需要幾秒才能聽到別人的聲音呢？因?yàn)槲覀冎廊嗣翊髸媚媳睂?36米，而聲速在常溫下空氣中的傳播速度是340米/秒，在t=0時(shí)刻假設(shè)這個(gè)代表在南邊發(fā)言，在0.98秒時(shí)他的聲音傳到333米，還需要再傳3米左右才能到北邊;此時(shí)北邊的發(fā)言人是聽不見聲音的，以為大會堂空閑，所以立即發(fā)言，但是剛發(fā)言，南邊的聲音就到了，他立刻知道有人跟他搶著發(fā)言，所以他立即停止發(fā)言，時(shí)間在t=1秒左右;但是他發(fā)出的聲音繼續(xù)要往南傳播，用時(shí)1秒左右到南邊;所以南邊的發(fā)言人大概發(fā)言后2秒左右會聽到別人的聲音。這個(gè)2秒就是發(fā)言人知道是否有人跟他搶著發(fā)言的關(guān)鍵時(shí)間;如果這個(gè)代表在發(fā)言之后2秒還是只能聽到自己的聲音，說明他可以一次發(fā)言成功;如果在2秒時(shí)間內(nèi)還聽到其他代表的聲音則不能發(fā)言成功。這個(gè)關(guān)鍵的兩秒鐘在協(xié)議中有專有名詞爭用期或碰撞窗口來對應(yīng)。

第一個(gè)問題解決了什么時(shí)候知道發(fā)言沖突，第二個(gè)問題就簡單了，發(fā)生了沖突怎么辦？當(dāng)然是所有知道發(fā)生沖突的代表，立即停止發(fā)言，然后向后延遲2秒的整數(shù)倍時(shí)間，并且這個(gè)整數(shù)是隨機(jī)值，通過給不同發(fā)言者分配不同的整數(shù)，這樣第一次發(fā)言產(chǎn)生沖突的代表們再次發(fā)言時(shí)，通過隨機(jī)數(shù)被指定在不同的發(fā)言間隔內(nèi)，形成類似“時(shí)分復(fù)用”的通信模式，自然就不會再沖突了;第二個(gè)問題解決了第一次發(fā)言發(fā)生沖突時(shí)，再次發(fā)言如何不再沖突，即實(shí)現(xiàn)截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避算法的模擬。[3]

通過這個(gè)生活情境，同學(xué)們可以輕松理解，然后回到教材的理論內(nèi)容時(shí)相應(yīng)概念都可以一一對應(yīng)，可以較為容易的掌握本知識點(diǎn)。

2.4 構(gòu)建課程配套學(xué)習(xí)網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)在線學(xué)習(xí)

在教室課堂授課，好處在于能夠和學(xué)生互動，實(shí)時(shí)了解學(xué)生掌握知識的程度;不利之處在于，課堂講授只能局限在1-2次，畢竟課程都有教學(xué)計(jì)劃與進(jìn)度要求，重難點(diǎn)知識很難在有限次內(nèi)令學(xué)生完全掌握。此時(shí)，如果開發(fā)一個(gè)學(xué)習(xí)網(wǎng)站，把課程重難點(diǎn)知識的講解視頻放置其中，學(xué)生在課堂上沒聽懂，在課下重復(fù)觀看講解視頻后就可以準(zhǔn)確掌握知識點(diǎn)。在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站給了學(xué)生新的學(xué)習(xí)途徑，實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)在線學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)效率，以下是課程配套網(wǎng)站：如圖2所示。

2.5 項(xiàng)目實(shí)施的效果

2.5.1 提高學(xué)習(xí)興趣

在課堂上，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，學(xué)習(xí)積極性也提高不少。體現(xiàn)在課堂上老師的提問，同學(xué)們都可以積極踴躍發(fā)言;在講臺交流環(huán)節(jié)，有些同學(xué)準(zhǔn)備的非常充分，在講臺上侃侃而談，出口成章，演講口才確實(shí)令人刮目相看;有些同學(xué)就比較拘謹(jǐn)，緊張地看著自己的講稿，頭都不敢抬起來;通過這種方式提高了學(xué)生課堂的參與度，豐富了課堂生活，并且是學(xué)生所喜聞樂見的，深得同學(xué)們的肯定。

2.5.2 學(xué)生感受

在課程即將結(jié)束時(shí)，筆者要求上課班級同學(xué)匿名填寫上課感受，以下是部分學(xué)生的意見：

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門課程中，針對一些比較難理解的知識點(diǎn)，老師分別用一些簡單清晰的例子先給我們分析，然后再來講這些題目。這樣，就使得我們對這些較難的題目理解起來比較簡單，這種方法，更加清晰明了，通俗易懂，對我這門學(xué)科的學(xué)習(xí)有十分大的幫助。

我覺得趙老師上課非常生動有趣，積極與學(xué)生進(jìn)行交流，課堂提問極大地調(diào)動了同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情，使得上課氣氛非?；钴S。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門課程，我了解了許多以前不了解的知識，并且對于這門課程的定義有了全新的認(rèn)識，并且產(chǎn)生了濃厚的興趣，是非常棒的課程，非常優(yōu)秀的老師。

老師將書本上枯燥的理論知識用生活中的實(shí)例講出來，使得我們能夠更直觀的理解計(jì)算過程，使得記憶更加深刻。內(nèi)容有趣，不用去面對課本上的枯燥知識，可以使我有興趣去聽講。但由于個(gè)人原因，對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的知識了解甚少，所以上課聽講還是吃力，理解和做題還是有困難。

2.5.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)期末考試成績分布

在這里筆者以近3年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)期末考試成績?yōu)閷?shí)例，將2014級-2016級計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)3個(gè)年級本課程期末考試成績的結(jié)果分析圖呈現(xiàn)出來。2014級是實(shí)施改革前，2015級-2016級是改革后;數(shù)據(jù)表明本次教改對課程期末成績提高有一定成效;當(dāng)然，教學(xué)效果的提高不能完全由考試成績來證明，但從另一方面可以反映出教改的效果。

3 結(jié)論

本次教學(xué)模式的探索希望能開辟一條新的道路，能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識時(shí)不會那么枯燥乏味;通過對理論知識的再加工，用耳熟能詳?shù)纳畛ＷR仿真枯燥難懂的網(wǎng)絡(luò)通信原理，一方面降低了知識的理解難度，令學(xué)生更容易接受;另一方面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情;這樣不僅可以很好地完成本課程的教學(xué)目標(biāo)，而且還為后續(xù)的課程打下堅(jiān)定的基礎(chǔ)。

當(dāng)然本教學(xué)模式目前存在的問題是如何真正把學(xué)生的注意力吸引到課程中，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，把學(xué)生的主觀能動性調(diào)動起來，為此還需要做后續(xù)的工作。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Andrew S. Tanenbaum著，潘愛民譯.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第4版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2]吳功宜.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2017.

[3]（美）彼德森，戴維著，葉新銘譯.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：系統(tǒng)方法[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.