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摘 要：根据计算机网络课程的特点,讨论基于结构主义教学观的计算机网络课程的内容构建,在课程学习之初通过对计算机网络课程内容的引入介绍,使学生初步建立起网络知识的逻辑主线.分析当前国内外影响较大的几种计算机网络教材对课程内容引入的处理.依照教育教学原理说明将课程主要内容在课程开始时引入的合理性.
关 键 词：计算机网络课程；结构主义；结构主义教学观
文章编号：1672-5913（2013）03-0029-04
中图分类号：G642
计算机网络课程是计算机科学与技术类专业的专业基础课,它要求学生掌握计算机网络的基本结构、基本原理,要求掌握TCP/IP协议族中的IP、TCP和相关协议.在计算机网络课程教学过程中学生普遍反映,计算机网络课程比较难学,甚至有学生不知道计算机网络到底学什么?分析其原因,我们认为主要是学生对课程学习目标不明确,剔除教师的因素,主要是由计算机网络课程的特点造成的.笔者讨论了如何将结构主义教学思想引入计算机网络课程学习之中,从而降低学生学习难度,提高计算机网络教学效果.
1计算机网络课程的逻辑主线及特点
简单地说,计算机网络等于计算机+网络.网络是由通信线路和通信设备组成的能够进行通信的系统.而计算机网络就是处理有关计算机通信的问题.
因此,计算机网络课程主要讨论的就是计算机之间如何通信的问题.计算机之间的通信由以下设备组成：计算机、通信线路、通信设备,以及网络协议.其中,通信线路多样化,有双绞线、光纤、电缆,甚至还有线；通信设备生产厂商也有很多,所用内部技术也不尽相同.甚至连计算机也是多平台、多体系结构.要在这样的环境下实现相互通信,需要有一套“规定的动作”,即一套协议.
计算机之间的通信遇到的问题是：通信线路、通信设备、通信技术均各不相同.为此,计算机网络采用分层思想来解决这些问题.首先借助通信技术,解决通过通信线路的通信问题；然后,通过IP协议解决网络之间互联的问题；最后,通过在IP层之上的传输层协议,解决应用程序之间的通信问题.
解决了应用程序之间的通信问题之后,接着研究几种重要而经典的应用,它们是域名系统、万维网和电子邮件,以及网络管理.其目的是方便人们使用计算机网络的功能,为人们通过计算机网络共享资源提供直接可用的工具.而前面讨论的传输层、网络层是为这种资源共享和通信提供一个基础.这就是应用层的内容.
计算机网络课程的学习内容与计算机在不同环境下进行通信所要解决的问题密切相关.大致可分为在局域网、因特网和无线环境下的计算机的通信问题.其核心内容是局域网技术和TCP/IP协议栈,即因特网技术.其内容包括通信基础、应用层、传输介质特性和网络安全技术.整个课程内容包括通信学科方面和计算机方面的内容,更多的是讨论各种协议的原理,这是计算机网络所特有的内容.
计算机网络课程教学涉及学科多,且所讨论内容与典型的计算机学科课程如高级语言程序设计有很大区别.其典型特点就是内容看似分散、无中心,涉及面广,但有一条逻辑主线可以遵循：即围绕计算机通信的不同环境来讨论相关技术问题,特别是重点讨论TCP/IP协议族.
总之,计算机网络课程是以上述所讨论的计算机之间的通信所遇到的技术方面的问题为线索来组织教学内容.
2结构主义教学观下的计算机网络课程教学
布鲁纳的结构教学观认为,“教学的最终目标是促进学生‘对学科结构的一般理解’.他要求‘不论我们选教什么学科,务必使学生理解该学科的基本结构.’他所谓的学科基本结构,是指学科的基本概念、基本原理及其基本态度和方法.而所谓‘掌握事物的结构,就是允许许多别的东西与它有意义地联系起来的方式去理解它.’”
为使学生通过课程的学习掌握计算机网络知识的基本结构,典型做法是以ISO的OSI七层模型来分层讨论计算机网络.这给初学者一个可以借鉴的模型,有助于掌握知识重点.
在新课程引入这种基于分析的方法时,如果不考虑计算机网络课程本身特点,不加以其他辅助措施,可能会造成学生初学时“只见树木,不见森林”的现象,对课程的学习目标不明确,给后续学习带来困难.
传统的课程介绍方法是大概介绍要学习的内容和学习方法,可是在学生对计算机网络的印象还只停留于上网、游戏的阶段时,该方法并不能使学生对计算机网络所学内容有比较全面的认识.
为此,我们紧紧抓住计算机之间通信的数据流或信号流,并以其为线索,粗线条地将上述计算机网络知识的逻辑主线介绍给学生,以便有利于学生初步构建起计算机网络课程知识的主干结构.同时,我们还以园区网拓朴图的方式向学生介绍建设的网络及其中用到的设备和作用,将课程主干内容串起来.这种方法较传统的课程内容介绍方法,具有如下优点：①学生对计算机网络的认识会超出其已有经验,因而引起对新内容的好奇和兴趣；②学生对计算机网络课程学习目标有所了解；③学生对计算机网络的学习可以借助这种系统性的方法,加深对计算机网络具体知识的整体性理解.
这就是在课程整体内容上的结构主义教学观：先引入性地将整个课程内容作简要介绍.
在具体章节教学上,按结构主义教学观,首先介绍所学内容基本结构,然后是该知识模块在整体中的位置及作用.如在组织“PPP协议”的教学时,首先,必须理清这个协议所用的网络拓朴结构：计算机通过点对点信道接入网络；其次,了解这段信道通信存在什么问题.重要的是,在组织教学时把PPP协议相关知识组织到计算机网络的系统知识中,而不是孤立地介绍“PPP协议”的知识.这样,更有利于学生的掌握.
在引入了课程知识逻辑主干之后,课程后续内容的学习就比较好组织了,而且也符合结构主义教学观点.关键是使学生了解课程学习的主要内容,有较明确的学习目标,从而提高其学习积极性.3教材对教学内容引入的做法
文献2在第1章“概述”中介绍了计算机网络的作用、因特网概述、因特网组成、计算机网络的类别、计算机网络的性能和计算机网络体系结构.同时将电路交换和分组交换技术在概述中说明.“概述”中并没有对计算机网络的逻辑主线加以说明.因此,对于初学者,这样的介绍使其学习难度增加.
文献3在前言部分简要叙述了各章标题,在第1章“计算机网络概论”中介绍了计算机网络的形成与发展、计算机网络定义与分类、计算机网络结构、计算机网络的拓朴构型、分组交换技术的基本概念、典型的计算机网络、网络计算研究与应用的发展,从历史和系统的角度对计算机网络作了比较全面的介绍.但对于初学者,要他们一开始就学习分组交换技术,特别是对于毫无通信背景知识的计算机专业学生还是比较困难的.
文献4在前言部分介绍了各章主要内容,以此作为指路牌,将全书编写方法作了介绍,这有助于读者了解全书大概内容,帮助读者确定学习目标.并且在第1章讨论了现实构建网络的要求、方法,以及计算机通信的特殊问题：应用程序之间的通信.概述着重从原理上来说明网络技术.对于初学者而言,缺少比较直观的、能使之建立起有关计算机网络的“认识结构”的内容.因此,会给初学者留下许多的“为什么”,不利于建立起整体性的初步的认识.
文献7在前言中也对各章内容进行了简要介绍.在第1章的介绍中,概述了计算机网络的使用、网络硬件、网络软件、参考模型、网络实例、数据通信服务实例、网络标准化等,最后一节概述了全书轮廓.作者在第1章花了大量篇幅介绍计算机网络的历史和应用.文献7没有明确给出计算机网络要学习的主要内容,而且有些内容的介绍比较突兀,使计算机专业的学生感到比较难懂.
从上述国内外影响比较大的计算机网络教材对学习内容的介绍与引入的情况来看,各有特点.有些教材先为初学者作一些概述性的介绍,有些教材从内容的广度和实用性进行了说明.从布鲁纳的结构主义教学观点来看,那些对计算机网络整体性、框架性的介绍更有助于学生形成对计算机网络学科知识的初步的、整体性的图像,更能让学生明白要学习的内容,减轻了初学者的学习难度.根据结构主义心理学说,这有助于学生主观上形成一种新的对计算机网络的“认知结构”.
4课程内容引入的合理性
学习的目的是为了解决问题,而问题有界定清晰的问题和界定含糊的问题.如高级语言程序设计属于界定明晰的问题,学生学习这样的课程很清晰其学习的目标是什么.像计算机网络这样的课程,其内容就比较含糊,学生对于这样的课程,学习目标不是一目了然.因而,课程之初的引导与概要性的简介尤为重要.
布鲁纳的结构主义教学观的理论基础是结构主义心理学.结构主义心理学认为：人对客观事物的认识过程,不是什么“尝试错误”的过程,而是主观上有一定的“认知结构”,并以图式、同化、调节和平衡等形式表现出来.
对于刚开始学计算机网络的学生而言,对网络的感性经验很少,并没有很多机会看过网络中心,接触过交换机和路由器等网络设备.他们接触的网络可能主要是家里通过ADSL上网或网吧上网,对网络的“认知结构”非常局限.因此,老师需将计算机网络的基本原理和主要概念教给他们.
在课程学习之初就将课程主要内容介绍给初学者,不但可引导他们建立起初步的对计算机网络不同于其感性经验的“认知结构”,而且,还能引起初学者的好奇心.更重要的是,这样一种介绍给初学者提供了将课程内容串起来的逻辑主线.
“儿童的智力发展表现在内部认识结构的改组与扩展,它不是简单的由刺激到反应的连接,而是在头脑中不断形成、变更认知结构的过程”.“认知结构”的改变最终需要由学生主观努力才能完成,但这种富有启发性的介绍可以引起学生的兴趣,有助于他们从原来的认知结构向新的认知结构的迁移.
因此,用上述计算机网络的逻辑主线来引入课程主要内容,不但没有违背循序渐进的原则,反而为循序渐进地学习计算机网络课程内容建立起初步的框架；而且也符合结构主义心理学所揭示的人的学习过程.这样一种在课程学习之初即引入课程主要内容的做法,还可以用于其他界定明晰的学科的学习中.
5结语
我们在计算机网络课程教学之初便引导学生明确计算机网络知识的逻辑主线,教学效果较好,降低了学生学习的难度,而且学生对后续内容的学习也有了比较明确的学习目标.在课程后续学习中采用结构主义教学观还需要作进一步的探讨.
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（见习编辑：刘丽丽；编辑：赵廓）