計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的一些類比方法舉例

陳永剛 平源 張永

摘? 要： 針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程有一些知識(shí)理解比較困難，摸索比較有效的類比教學(xué)方法，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教師所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。文章列舉一些實(shí)際例子說明類比教學(xué)法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用。調(diào)查結(jié)果顯示類比教學(xué)方法能促進(jìn)學(xué)生對課程內(nèi)容中的一些抽象知識(shí)的理解，能提高教學(xué)效果，使學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)更有興趣。

關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò); 課程教學(xué); 類比教學(xué)法; 實(shí)例

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2021）02-77-03

Abstract： Some knowledge of computer network course is difficult to understand， therefor， it is an opportunity and challenge for computer network teachers to explore more effective analogy teaching methods. This paper lists some practical examples to explain the application of analogy teaching method in the teaching of computer network courses. The investigation results show that the analogy teaching method can promote students' understanding of some abstract knowledge in the course content， improve the teaching effect， and make students more interested in learning the course.

Key words： computer network; course teaching; analogy teaching method; example

0 引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課程。該課程不但是計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的科目之一[1]，而且也是一些高校博士研究生入學(xué)考試的科目之一。該課程的很多內(nèi)容要求有較強(qiáng)的實(shí)踐性，同時(shí)該課程的很多內(nèi)容和概念都比較抽象，學(xué)生感覺這些知識(shí)難以學(xué)習(xí)和掌握。顯然，如果教師按照教材內(nèi)容進(jìn)行照本宣科的教學(xué)，學(xué)生普遍會(huì)感到枯燥無味和一知半解，難以建立該課程系統(tǒng)的知識(shí)框架。雖然該課程內(nèi)容沒有復(fù)雜的數(shù)學(xué)推理和計(jì)算，但是對于大部分學(xué)生來說，仍難以理解其中的邏輯關(guān)系。教師會(huì)認(rèn)為投入該課程的時(shí)間和精力較多，卻難以收到理想的教學(xué)效果。

1 類比的定義與作用

類比法，是一種認(rèn)知思維與推測的方法，是對未知或不確定的對象與已知的對象進(jìn)行歸類比較，進(jìn)而對未知或不確定對象提出猜測。如果未知的對象確實(shí)與某種已知的對方有較多的相似之處，則類比法有一定的認(rèn)知價(jià)值。現(xiàn)代類比法認(rèn)為，類比之所以能夠“由此及彼”，之間經(jīng)過了一個(gè)歸納和演繹程序即：從已知的某個(gè)或某些對象具有某情況，經(jīng)過歸納得出某類所有對象都具有這情況，然后再經(jīng)過一個(gè)演繹得出另一個(gè)對象也具有這個(gè)情況。現(xiàn)代類比法是“類推”[2]。

類比教學(xué)就是通過講解學(xué)生熟悉的概念和事物，提高對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中相關(guān)深?yuàn)W和晦澀難懂的內(nèi)容的認(rèn)知度。學(xué)生更容易理解課程中的相關(guān)概念，消除困惑感，提高對抽象知識(shí)的學(xué)習(xí)能力。對老師來說采用類比的教學(xué)方法能打造更好的交互課堂和互動(dòng)學(xué)習(xí)氣氛，提高了課堂教學(xué)效果，更好地完成知識(shí)的講授和相關(guān)教學(xué)任務(wù)。

在教學(xué)過程中，筆者采用的一些做法如下。①先提出實(shí)際生活中的具體場景問題，把學(xué)生分為若干小組采用合作的方式提出解決構(gòu)想。然后再進(jìn)行課堂討論并引導(dǎo)學(xué)生映射到網(wǎng)絡(luò)課程的相關(guān)知識(shí)。最后，由教師總結(jié)并形成相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)概念[3]。②講到相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)點(diǎn)后，讓學(xué)生課下尋找現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際場景和例子作為課下作業(yè)上交。在課堂教學(xué)中，給學(xué)生創(chuàng)造練習(xí)使用類比學(xué)習(xí)方法機(jī)會(huì)，激勵(lì)學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)，能促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。在考評方式增加對課堂表現(xiàn)等過程的考核內(nèi)容。③針對課程內(nèi)容的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，總結(jié)和發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，教師要利用網(wǎng)絡(luò)盡可能查閱和廣泛收集計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的類比案例，積極思考和挖掘新的類比案例。最后，由教師在課堂上給學(xué)生講解。

對類比教學(xué)方法在教學(xué)環(huán)節(jié)和形式上做了新的設(shè)計(jì)和調(diào)整，力爭突出和側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)，尤其是促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用該方法進(jìn)行自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。學(xué)生能對課程內(nèi)容類比出實(shí)例，也反映學(xué)生的主動(dòng)思考和對知識(shí)的理解。

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的一些類比實(shí)例

例一：單工通信、半雙工通信和全雙工通信

單工通信，即只能有一個(gè)方向上的通信而沒有反方向的交互。類比的實(shí)例通常為收音機(jī)收聽[4]，有線和無線廣播等。單工通信也可以類比為人們戴上耳機(jī)聽音樂和人們看電影等實(shí)例場景。

半雙工通信，即通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送（當(dāng)然也就不能同時(shí)接受）[5]。類比的實(shí)例通常為對講機(jī)。半雙工通信也可以類比為兩個(gè)只有單軌鐵路的相鄰城市之間的人貨運(yùn)輸。全雙工通信，即通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接受消息。類比的實(shí)例通常為手機(jī)[4]。全雙工通信也可以類比為有雙軌鐵路連接的城市之間的人貨運(yùn)輸?shù)取?/p>

例二：串行通信和并行通信

串行通信可以類比的實(shí)例是很窄的羊腸小路只允許人或者車輛一個(gè)一個(gè)的排隊(duì)通過。

并行通信可以類比的實(shí)例是城市中寬闊的馬路可以同時(shí)允許幾輛車并行行駛。

例三：運(yùn)輸連接的三個(gè)階段，既：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放

可以類比三階段運(yùn)行例子如下：

一次通話過程：拿起電話撥號(hào)、通話和掛掉電話。

一次公交的運(yùn)行：乘客上車后關(guān)上車門、公交車輛運(yùn)行和到站開車門后乘客下車。

例四：隧道技術(shù)

隧道技術(shù)：IPv4向IPv6過渡的一種方法叫隧道技術(shù)。工作原理的要點(diǎn)就是IPv6數(shù)據(jù)報(bào)封裝成為IPv4數(shù)據(jù)報(bào)。這樣整個(gè)IPv6數(shù)據(jù)報(bào)變成為IPv4數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分。這樣IPv6數(shù)據(jù)報(bào)就好像在IPv4網(wǎng)絡(luò)的隧道中傳輸，什么都沒有變化。當(dāng)IPv4數(shù)據(jù)報(bào)離開IPv4網(wǎng)絡(luò)中的隧道時(shí)，再把數(shù)據(jù)部分（即原來的IPv6數(shù)據(jù)報(bào)）交給主機(jī)的IPv6協(xié)議棧[5]。

大陸火車怎樣通過海峽到海南的技術(shù)：火車先開到湛江的海安并在碼頭停下。幾節(jié)車廂為一段，將火車分成幾段。在火車軌縱橫的岸邊由火車頭一段段拉進(jìn)輪船里。輪船里有幾條火車軌，拉上去后火車廂會(huì)被固定住，以防滑動(dòng)。然后就開船拉到海口碼頭。最后也是由碼頭的火車頭將一段段火車廂拉下岸邊，連接起來就可以繼續(xù)走了。兩種技術(shù)相關(guān)過程類比見表1。

例五：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和其它網(wǎng)絡(luò)

盡管大家都在用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但是對網(wǎng)絡(luò)的布局和結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)沒有基本認(rèn)識(shí)。可以類比現(xiàn)實(shí)生活中的其他網(wǎng)絡(luò)。比如，將現(xiàn)實(shí)中的公路網(wǎng)和鐵路網(wǎng)等看得見的交通網(wǎng)絡(luò)作為有形參照[4]，可以讓學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)有感性認(rèn)識(shí)。同樣可以列舉一些看不見的無形網(wǎng)絡(luò)。比如：國家電力電網(wǎng)，人際之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相對抽象的網(wǎng)絡(luò)。分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和其他網(wǎng)絡(luò)的相同點(diǎn)，可以使學(xué)生對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)有更多的認(rèn)識(shí)。

例六：層次結(jié)構(gòu)的類比實(shí)例

網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容中提到域名系統(tǒng)采用的是層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法。以xcu.edu.cn為例，它由三個(gè)標(biāo)號(hào)組成，其中標(biāo)號(hào)cn是表示中國的國家頂級域名，標(biāo)號(hào)edu是表示教育類別的二級域名，標(biāo)號(hào)xcu是三級域名。層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法，可以類比出很多實(shí)例。比如以現(xiàn)實(shí)中每個(gè)人的身份證號(hào)前六位為例，它可以分為三個(gè)部分來解釋，第一和二位一般表示省，第三和四位一般表示市，第五和六位一般表示縣。同理，郵政編碼也有類似的層次結(jié)構(gòu)。通常前兩位數(shù)字表示省（直轄市、自治區(qū)）;前三位數(shù)字表示郵區(qū);前四位數(shù)字表示縣（市）;最后兩位數(shù)字表示投遞局（所）。

3 結(jié)束語

類比教學(xué)方法是基于“實(shí)踐”認(rèn)知的教學(xué)方法。課后調(diào)查結(jié)果顯示，類比教學(xué)方法是一種比較有效的教學(xué)方法，學(xué)生非常喜歡這樣的教學(xué)方法。學(xué)生對一些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理知識(shí)理解的越深刻，對課程學(xué)習(xí)的積極性就越高，進(jìn)而增強(qiáng)了學(xué)習(xí)新知識(shí)的自信心。不足之處是筆者采用類比方法時(shí)，多是采用口頭課堂講述的方式，一些類比例子缺少圖片和動(dòng)畫等等，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會(huì)受到一些影響。未來，我們將多去總結(jié)和挖掘一些可能相關(guān)的類比實(shí)例，這樣將會(huì)使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)更加生動(dòng)有趣，課堂氣氛更加活躍，教學(xué)效果將更上一層樓。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 王濤，裘國永，吳振強(qiáng).計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的實(shí)例化教學(xué)方法探究[J].計(jì)算機(jī)教育，2012.1：50-52

[2] 劉任熊.類比法在《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》教與學(xué)中的作用[J].信息系統(tǒng)工程，2010.6：119，121

[3] 安子強(qiáng).類比教學(xué)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的運(yùn)用[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014.31（12）：74-76

[4] 劉任熊.巧用類比法掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念八例[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010.6（18）：4892-4893

[5] 謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].電子工業(yè)出版社，2017.