创新型计算机实验教学体系的建设与改革研究.docVIP

“计算机网络”课程教学的中间辐射法 摘 要：本文从“计算机网络”课程知识体系和教学实践两个层面，对目前世界范围内“计算机网络”课程的自底向上法和自顶向下法进行了重新研究和论证，发现了该两种方法都存在未能突显或引导该课程核心内容学习的缺陷。在此基础上提出了“计算机网络”课程教学的中间辐射法，以提高学生持久的自主学习能力，并从课程知识点及权重分布角度论证了该方法的科学性和合理性，并提供了一套完整的教学参考方案。br　　关键词br本文来自：计算机毕业网 ：“计算机网络”课程教学；中间辐射法；网络层；协议栈br　　　　　　br　　1引言br　　br　　计算机网络是一门理论性和应用性很强的课程，其内容涉及许多错综复杂且彼此交织的概念、协议和技术，为处理这种大跨度和复杂性，该课程的教学都围绕其体系结构的“层次”来组织教学内容。借助于这种分层的组织结构，学生们能够透过计算机网络的复杂性看到其内部，在学习整个体系结构某个部分中独特概念和协议的同时，也可看清所有这些部分(如何)整合在一起的全貌。从教学法的角度讲，这种分层的教学方法的确是非常必要和有效。br　　自底向上法(Bottom-up Approach)[1]和自顶向下法(Top-down Approach)[2]是目前国内外计算机网络课程教学中普遍采用的方法，但两者存在着一个共同的缺陷，即未能突显或引导计算机网络知识体系核心知识的学习；寻求一种新的方法来弥补这一缺陷，更好的把握知识点的权重分布，以核心知识带动周边内容是计算机网络课程教学研究的重要课题。令人遗憾的是教师们视[1][2]方法为天经地义，致使该两种方法的问题一直被掩。本课题组在对计算机网络知识体系结构反复深入研究及大量教学实践总结的基础上提出了计算机网络课程的中间辐射法，以求计算机网络课程更趋科学合理的教学方法。br　　br　　2相关工作br　　br　　多年来，世界各国高校的计算机网络课程教学一直采用自底向上法。该方法曾为广大学生和计算机网络爱好者了解和掌握计算机网络知识与技能发挥了重要的作用。近年来，美国的两位著名计算机网络专家和教育家James F. Kurose和Keith W. Ross提出了一种全新的计算机网络教学方法，即自顶向下法，该方法和自底向上法的学习路线完全相反，实现了对传统的自底向上法的重大改革，该方法一经推出，各国计算机网络教育界纷纷采纳。该教学方法改革的技术背景和动机是网络领域中最大的“增长领域”网络服务和应用程序。Web的出现、电子邮件的广泛使用、音频和视频流、因特网电话、即时消息、对等应用程序和在线商务都证明了这一点。国内东北大学的学者们也曾就计算机网络课程教学提出了一系列的学术观点[3~5］，但都未形成与自底向上法和自顶向下法相当并相对独立的教学方法，本文提出的中间辐射法经几年教学实践证明实现了这一目标。br　　br　　3自底向上法和自顶向下法的局限性br　　br　　自底向上法和自顶向下法都有其特定的社会和技术背景，这导致两种方法存在固有的局限性，即都未能突显计算机网络核心知识的学习。br　　3.1自底向上法的局限性br　　自底向上法是计算机网络教学的传统方法,该方法的特点是从协议栈的底部即物理层开始教学,逐层向上直到协议栈顶部的应用层,该方法产生的技术背景是各种通信技术的突起与迅猛发展。br　　众所周知，计算机网络的主要功能主要是实现资源尤其是数据共享，早期的数据类型主要是文本，计算机网络的应用也仅限定为FTP、TELNET和E-mail。因当时计算机网络所依赖的底层通信网络的传输质量较差即误码率较高、带宽小且延迟大，故改善底层通信网络的传输质量成为提高计算机网络性能的焦点，FDDI、X.25、ISDN、B-ISDN、CATV和ATM等各种数字通信技术便应运而生，各种新通信技术成为计算机网络知识的学习重点一定程度顺应了当时的技术发展进程，因这些技术都归属于计算机网络体系结构的底两层即物理层和数据链路层，故自底向上法对学习计算机网络知识起到了积极的作用，但另一方面却一定程度地偏离了计算机网络的核心内容即网络层。br　　3.2自顶向下法的局限性br　　计算机网络教学的自顶向下法是与自底向上法学习路线完全相反的一种新型教学方法,该方法的特点是从协议栈的顶部即应用层开始教学,逐层向下直到底部的物理层,该方法产生的技术背景是各种新型网络应用的大量涌现。br　　随着计算机网络底层通信技术的成熟，即误码率的大幅度降低、网络带宽的大幅度提高和传输延迟的降低,使大规模数据的实时传输如实时流媒体传输成为可能,各种新型的网络服务如音频和视频流、因特网电话、即时消息、对等应用程序和在线商务等得到应用,这些新的网络应用是原有的应用层协议的改造或增加的结果。与同自底