计算机网络教学中的一些类比方法举例

陈永刚 平源 张永

摘  要： 针对计算机网络课程有一些知识理解比较困难，摸索比较有效的类比教学方法，是计算机网络教师所面临的机遇和挑战。文章列举一些实际例子说明类比教学法在计算机网络课程教学中的应用。调查结果显示类比教学方法能促进学生对课程内容中的一些抽象知识的理解，能提高教学效果，使学生对课程的学习更有兴趣。

关键词： 计算机网络; 课程教学; 类比教学法; 实例

中图分类号：G642          文献标识码：A     文章编号：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

计算机网络课程是计算机科学与技术专业和网络工程专业的一门核心基础课程。该课程不但是计算机专业硕士研究生入学考试的科目之一[1]，而且也是一些高校博士研究生入学考试的科目之一。该课程的很多内容要求有较强的实践性，同时该课程的很多内容和概念都比较抽象，学生感觉这些知识难以学习和掌握。显然，如果教师按照教材内容进行照本宣科的教学，学生普遍会感到枯燥无味和一知半解，难以建立该课程系统的知识框架。虽然该课程内容没有复杂的数学推理和计算，但是对于大部分学生来说，仍难以理解其中的逻辑关系。教师会认为投入该课程的时间和精力较多，却难以收到理想的教学效果。

1 类比的定义与作用

类比法，是一种认知思维与推测的方法，是对未知或不确定的对象与已知的对象进行归类比较，进而对未知或不确定对象提出猜测。如果未知的对象确实与某种已知的对方有较多的相似之处，则类比法有一定的认知价值。现代类比法认为，类比之所以能够“由此及彼”，之间经过了一个归纳和演绎程序即：从已知的某个或某些对象具有某情况，经过归纳得出某类所有对象都具有这情况，然后再经过一个演绎得出另一个对象也具有这个情况。现代类比法是“类推”[2]。

类比教学就是通过讲解学生熟悉的概念和事物，提高对计算机网络课程中相关深奥和晦涩难懂的内容的认知度。学生更容易理解课程中的相关概念，消除困惑感，提高对抽象知识的学习能力。对老师来说采用类比的教学方法能打造更好的交互课堂和互动学习气氛，提高了课堂教学效果，更好地完成知识的讲授和相关教学任务。

在教学过程中，笔者采用的一些做法如下。①先提出实际生活中的具体场景问题，把学生分为若干小组采用合作的方式提出解决构想。然后再进行课堂讨论并引导学生映射到网络课程的相关知识。最后，由教师总结并形成相关的网络概念[3]。②讲到相关的网络知识点后，让学生课下寻找现实中的实际场景和例子作为课下作业上交。在课堂教学中，给学生创造练习使用类比学习方法机会，激励学生参与课堂教学活动，能促进学生的自主学习。在考评方式增加对课堂表现等过程的考核內容。③针对课程内容的关键知识点，总结和发现学生学习中的痛点和难点，教师要利用网络尽可能查阅和广泛收集计算机网络课程的类比案例，积极思考和挖掘新的类比案例。最后，由教师在课堂上给学生讲解。

对类比教学方法在教学环节和形式上做了新的设计和调整，力争突出和侧重对学生能力的培养，尤其是促进学生运用该方法进行自主学习能力的培养。学生能对课程内容类比出实例，也反映学生的主动思考和对知识的理解。

2 计算机网络课程中的一些类比实例

例一：单工通信、半双工通信和全双工通信

单工通信，即只能有一个方向上的通信而没有反方向的交互。类比的实例通常为收音机收听[4]，有线和无线广播等。单工通信也可以类比为人们戴上耳机听音乐和人们看电影等实例场景。

半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也就不能同时接受）[5]。类比的实例通常为对讲机。半双工通信也可以类比为两个只有单轨铁路的相邻城市之间的人货运输。全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接受消息。类比的实例通常为手机[4]。全双工通信也可以类比为有双轨铁路连接的城市之间的人货运输等。

例二：串行通信和并行通信

串行通信可以类比的实例是很窄的羊肠小路只允许人或者车辆一个一个的排队通过。

并行通信可以类比的实例是城市中宽阔的马路可以同时允许几辆车并行行驶。

例三：运输连接的三个阶段，既：连接建立、数据传送和连接释放

可以类比三阶段运行例子如下：

一次通话过程：拿起电话拨号、通话和挂掉电话。

一次公交的运行：乘客上车后关上车门、公交车辆运行和到站开车门后乘客下车。

例四：隧道技术

隧道技术：IPv4向IPv6过渡的一种方法叫隧道技术。工作原理的要点就是IPv6数据报封装成为IPv4数据报。这样整个IPv6数据报变成为IPv4数据报的数据部分。这样IPv6数据报就好像在IPv4网络的隧道中传输，什么都没有变化。当IPv4数据报离开IPv4网络中的隧道时，再把数据部分（即原来的IPv6数据报）交给主机的IPv6协议栈[5]。

大陆火车怎样通过海峡到海南的技术：火车先开到湛江的海安并在码头停下。几节车厢为一段，将火车分成几段。在火车轨纵横的岸边由火车头一段段拉进轮船里。轮船里有几条火车轨，拉上去后火车厢会被固定住，以防滑动。然后就开船拉到海口码头。最后也是由码头的火车头将一段段火车厢拉下岸边，连接起来就可以继续走了。两种技术相关过程类比见表1。

例五：计算机网络和其它网络

尽管大家都在用计算机网络，但是对网络的布局和结构等特点没有基本认识。可以类比现实生活中的其他网络。比如，将现实中的公路网和铁路网等看得见的交通网络作为有形参照[4]，可以让学生对网絡有感性认识。同样可以列举一些看不见的无形网络。比如：国家电力电网，人际之间的关系网络，人体的神经网络等相对抽象的网络。分析计算机网络和其他网络的相同点，可以使学生对计算机网络的特点有更多的认识。

例六：层次结构的类比实例

网络课程内容中提到域名系统采用的是层次树状结构的命名方法。以xcu.edu.cn为例，它由三个标号组成，其中标号cn是表示中国的国家顶级域名，标号edu是表示教育类别的二级域名，标号xcu是三级域名。层次树状结构的命名方法，可以类比出很多实例。比如以现实中每个人的身份证号前六位为例，它可以分为三个部分来解释，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县。同理，邮政编码也有类似的层次结构。通常前两位数字表示省（直辖市、自治区）;前三位数字表示邮区;前四位数字表示县（市）;最后两位数字表示投递局（所）。

3 结束语

类比教学方法是基于“实践”认知的教学方法。课后调查结果显示，类比教学方法是一种比较有效的教学方法，学生非常喜欢这样的教学方法。学生对一些计算机网络原理知识理解的越深刻，对课程学习的积极性就越高，进而增强了学习新知识的自信心。不足之处是笔者采用类比方法时，多是采用口头课堂讲述的方式，一些类比例子缺少图片和动画等等，学生的学习效果会受到一些影响。未来，我们将多去总结和挖掘一些可能相关的类比实例，这样将会使计算机网络课程的教学更加生动有趣，课堂气氛更加活跃，教学效果将更上一层楼。

参考文献（References）：

[1] 王涛，裘国永，吴振强.计算机网络课程中的实例化教学方法探究[J].计算机教育，2012.1：50-52

[2] 刘任熊.类比法在《计算机网络基础》教与学中的作用[J].信息系统工程，2010.6：119，121

[3] 安子强.类比教学在计算机网络教学中的运用[J].新乡学院学报，2014.31（12）：74-76

[4] 刘任熊.巧用类比法掌握计算机网络概念八例[J].电脑知识与技术，2010.6（18）：4892-4893

[5] 谢希仁.计算机网络[M].电子工业出版社，2017.