類比教學法在計算機網絡課程教學中的應用

◆鐘燕蘭

類比教學法在計算機網絡課程教學中的應用

◆鐘燕蘭

在計算機網絡課程教學中借用物流作業相關知識，開展貫穿整個課程的類比教學，促進學生對因特網的組成、數據通信的基本原理和計算機網絡分層體系結構思想的理解和意義建構。

類比教學法；計算機網絡課程；物流

1 前言

所謂類比教學法，就是利用類比方式進行教學，即在教學過程中把新知識與記憶中結構相類似的舊知識聯系起來，通過類比，從已知對象具有的某種性質推出未知對象具有的相應性質，從而尋找解決問題的途徑［1］。在計算機網絡教學中有不少采用類比教學的案例，比如：孫興華等人利用對講機、內線電話和外線電話來類比網絡基本設備中集線器、交換機和路由器的使用，利用跨國公司向各分公司發送公函類比OSI參考模型［2］；楊兆華利用列車專線、專列非專線、非專列非專線運輸方式來類比三種數據交換技術［3］；師春靈利用校門門禁系統類比網關，利用學號中各位數字表示學院、專業、年級、序號來類比IP地址結構；等等［4］。

以上教學案例中，類比教學僅僅用來解釋一個概念或者比較幾種相關技術，能夠輔助學生理解一些抽象的或者深奧的概念，但很難幫助學生去建立計算機網絡課程完整的知識框架，在提高學生分析具體問題、解決實際問題的能力上也是有限的。那么，有沒有可能從學生日常生活中尋找一種與計算機網絡體系結構接近的模型，從這個模型入手，學生可以探究與建構計算機網絡知識體系，促進充分聯想和主動思維，鞏固抽象概念并強化記憶？結合教學實踐和反思，筆者發現借用物流作業可以開展貫穿整個計算機網絡課程的類比教學。

圖1 物流系統中的邊緣部分與核心部分

圖2 因特網的邊緣部分與核心部分

2 類比教學法在計算機網絡課程教學中的應用案例

類比物流系統與因特網的組成 物流系統的邊緣部分由面向客戶服務的網點組成，核心部分由連接不同區域的轉運中心組成，如圖1所示。因特網的邊緣部分由連接到因特網上的主機組成，核心部分由連接不同網絡的路由器組成，如圖2所示。

1）類比物流系統和因特網的邊緣部分（表1）。物流系統的邊緣部分是業務網點，負責指定的服務范圍內所有客戶的收件、派件。因特網的邊緣部分是面向用戶的主機，該主機內的進程發送和接收數據都交由主機來完成。

表1 物流系統和因特網的邊緣部分

表2 物流系統和因特網的核心部分

2）類比物流系統和因特網的核心部分（表2）。物流系統的核心部分是各級轉運中心，負責區域內所有網點的快件集散。根據所負責快件的范圍，轉運中心可分為不同級別，有負責跨省區、跨市區快件集中和分發任務的高級別的轉運中心，也有僅負責周邊一兩個城市快件集中和分發任務的較低級別的轉運中心。因特網的核心部分是路由器（Router），用于連接多個邏輯上分開的網絡。一般將連接家庭或ISP內小型企業客戶的路由器稱為接入路由器，將連接企業或校園許多終端系統的路由器稱為企業級路由器，將實現企業級網絡的互聯的路由器稱為骨干級路由器。當數據從一個網絡中的主機傳輸到另一個網絡中的主機時，要通過路由器的存儲轉發功能來完成。

類比物流作業與計算機通信的過程 隨著電子商務和物流行業的快速發展，當前大學生對網購并不陌生，課堂上可以通過引入圖3這張快件跟蹤查詢記錄，讓學生分析和討論圖中快件流轉過程，導入物流作業與計算機通信的類比教學。

快件流轉涉及4個要素和7個環節，其中4個要素為客戶、業務網點、轉運中心和網路，7個環節為收件、交件入倉、集中、分撥、轉運、分撥和取件派件，具體流程如圖4所示。

計算機網絡中數據流轉同樣涉及4個基本要素和7個主要環節，其中4個基本要素為網絡終端設備、局域網、網絡互連設備和傳輸媒體，7個主要環節為數據產生、數據封裝、數據發送、數據接收、路由選擇、轉發數據和數據交付，具體流程如圖5所示。

圖3 快件跟蹤查詢記錄

圖4 快件流轉流程圖

圖5 數據流轉流程圖

無論是物流作業還是計算機網絡通信，都不是嚴格的按照上面7個環節順序執行的，尤其是中間的路由選擇（分撥）和轉發數據（轉運）環節可能在一次傳輸中不被執行或者被多次執行。圖6、圖7更為科學地反映了物流作業和計算機通信的過程。對比圖4～圖7這4個流程圖，學生對局域網內數據傳輸和路由器的路由選擇與轉發分組會有更科學的理解。

類比物流系統與計算機網絡的體系結構 系統論指出，要建立、運行、管理和維護一個復雜的系統，可以將系統的結構分成幾個相互區別又相互關聯的層次，通過各個層次的有機聯合完成系統的運作。物流作業和計算機通信都采用了分層結構的體系思想。

關于物流系統結構的劃分，相關研究從設計和建立物流系統的角度將物流系統劃分為4個層次：物質基礎層、知識決策層（或者智能樞紐層）、業務運作層和應用層［5］。也有研究將物流系統體系結構分為用戶子系統、配送子系統、運輸子系統、包裝子系統和車載子系統等5個部分。仔細分析可以發現物流系統5個子系統的劃分與計算機網絡五層協議體系結構的劃分具有高度的一致性，可以進行較好的類比教學，二者的對應關系可以用圖8表示。

圖6 物流作業流程圖

圖7 計算機通信流程圖（以以太網為例）

圖8 物流系統結構與計算機網絡五層協議體系結構對比

3 計算機網絡課程運用類比教學法的注意點

在課堂教學實踐中，類比教學使用得好能促進教學，反之會影響教學，甚至會混淆學生對知識的理解。筆者總結借用物流作業開展貫穿整個計算機網絡課程的類比教學時要注意以下幾點。

一是類比要恰當，不能局限于二者表面相似性，更不能望文生義。比如：不去分析物流作業與計算機通信的實際過程，僅從字面上將物流系統中的用戶與計算機網絡中的主機用戶進行類比，那么學生就會誤認為計算機通信的真正端點是主機而不是主機中的進程。

二是類比中的對象必須是學生熟悉并能夠理解的，要符合學生的生活實際和年齡特點，否則會使學生對知識掌握得更加糊涂。比如：學生對物流作業并不陌生，但是對其工作過程缺乏實質性的理解，所以在類比教學前需進行適當的補充教學，讓學生熟悉和理解物流作業工作過程。

三是類比是手段不是目的，不能過分地強調類比物和目標概念之間的關系，甚至將類比對象的學習等同于目標對象的學習，增加學生的認知負荷，限制學生對目標對象的探究和建構。■

［1］曹瑞.類比教學法初探［J］.寧波大學學報，2011（6）∶5.

［2］孫興華，王玨.比喻教學法在“計算機網絡”教學中的應用［J］.教育與職業，2010（6）∶153-154.

［3］楊兆華.類比教學法在《計算機網絡》教學中的應用［J］.福建電腦，2015（7）∶141-143.

［4］師春靈.類比教學法在高中信息技術教學中的應用初探［J］.中國教育信息化，2010（12）∶38-40.

［5］周明，程永生.第3方物流系統體系結構的分析設計［J］.重慶大學學報，2002（9）∶144.

G642

B

1671-489X（2016）10-0080-03

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.10.080

作者：鐘燕蘭，嘉應學院教育科學學院助教，研究方向為網絡教育及其網絡技術（514000）。