“五问五答”的计算机网络教学方法研究

张洪　赵丽琴　胡俊　魏娟

摘要：计算机网络是当前每个高校计算机专业的必须课程，同时也是很多专业的选修课程。然而计算机网络的体系结构让很多同学望而生畏，大量同学学习完课程后对每个层次还没有系统的了解，学习效率低。通过提出“五问五答”的教学方法，在第一次课程中，充分展示计算机网络的五层概念，让学生对网络层次有清晰的认识，提升计算机网络的学习热情，为后面的课程奠定基础。

关键词：计算机网络；体系结构；五问五答

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）15-0126-02

Abstract： The computer network is the required course for computer science major in each university， at the same time ，it is also taken as an elective course. However， the architecture of computer networks allow many students alike， and a large number of students do not understand the system after learning courses with low learning efficiency. By presenting "Five asked five answer" teaching methods， demonstrate the five concepts of computer network in the first lesson and enable students to have a clear understanding of the network architecture， improve enthusiasm for learning computer networks laid for later lessons foundation.

Key words： computer network； architecture； five asked five answer

计算机网络课程是当前国内所有高校计算机相关专业的专业必修课，并逐渐成为非计算机专业的选修或者必修课程，这些专业包括信息管理、电子商务、信息与计算科学等。计算机网络技术是计算机科学中十分重要的主流技术之类，已成为各种系统开发的基础平台，是计算机网络构建、计算机网络管理、网站开发与管理的支撑课程[1-2]。然而计算机网络的五层结构让很多同学望而生畏，学习完课程也没能够对五个层次有系统的认识。

1 解决方案

本文提出一种新型的计算机网络课程教学方法：抛问式解决计算机网络层次问题。

第一次课程中，我们对计算机网络的分层做概念性的说明，以让学生有个整体认知。学生对计算机网络的层次有了总体概念后，接下来讲网络的各个层次就变的更加容易。计算机网络是一个非常复杂的事物，唯有分层研究和设计才能满足其性能要求。那么该怎么分层，每层做哪些工作，是计算机网络的核心，也是学生必须掌握的基础知识。鉴于此，本文提出一种新型的网络课程教学方法——“五问五答”解决第一次网络教学问题。

第一问：

假设计算机网络只是由两台计算机组成，如图一所示，图中两台计算机所有性能都一样，包括处理能力、存储能力等。那么这两台机器要实现数据共享，需要哪些工作？

学生会提出各种五花八门的方案，有直接用网线连接的、有用蓝牙传输的（非常有想象力）。当学生讨论的非常激烈时，可以告诉他们：其实答案很简单，我们只需要能够让两台计算机发送和接收像“1010”这样的比特信号就可以了。这样的工作用物理层就可以解决。然后告诉大家物理层的主要功能：为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。

第二问：

刚才我们是假设两台计算机性能完成一样，然而现实生活中，计算机是有很大差异的，比如A机器比B机器处理能够强，那么A机器发送数据较快的情况下，B机器有可能因为处理能力比较弱，势必丢失数据，这样网络性能比较低，请问有什么方法可以解决这样的问题？

学生马上会提出各样的方法，虽然有些天马行空，比如让A机器发送慢点，以适应B机器的速度等。也有比较靠谱点的回答，一部分一部分的发送数据，等B机器接收完再发送。根据这样的回答，可以引导出网络的第二层概念——数据链路层。网络可以把大数据划分成若干段小片数据，这样的功能叫“成帧”，并且该工作应该由另外一层来实现，也就是我们的数据链路层，学生会感觉到比较容易接受。

第三问：

假如现实的网络结构不是两台机器，而是有多台机器构成，如图2所示，机器A要向机器B发送数据，数据是沿“A-C-B”路线还是该沿“A-D-B”路线呢？或者说那条路值得选择，改如何选择。

学生同样会给出各种方案，有的认为哪条路“近”就该“走”那条路；有的认为哪条路“节约时间”就“走”那条路；有的认为考虑你哪条路划算就走那条路，但是不知道“划算”该怎么定义。这个时候可以抛出第三层的概念——网络层。网络层就是专门实现“找路”功能的——路由。通过“路由”，节点可以快速找到适合其发送的线路，然后按照该线路发送数据。具体的按照何种策略，路由协议会帮我们实现。到现在为止，我们知道了数据按照网络层提供的路径，分片（数据链路层）后以“0101”的比特流形式（物理层）传输到对方。但下一个问题来了；

第四问：

如果数据在传输过程中，丢失了该怎么办？到现在为止，网络的3个层次还没有专门解决的方案。

学生立刻意识到问题的严重性。网络性能不一定能够维持最好，当数据弄丢了，应该有专门的解决方案来保证数据传输的正确性。大家各抒己见，有的认为应该有检测机制，确定接收方能够收到信息；有的认为只需接收方在适当的时候给发送方反馈数据收到与否即可。当听到这样的回复时，可以方便的引出传输层的概念。计算机网络必须有相关的确认机制保证数据传输的准确性，这就是传输层的作用。当数据到达接收方后，接收方根据相关协议发送确认信息，

对之前的信息进行确认。这样就可以保证数据的准确性。但确认信息也丢了该怎么办呢？发送方是不是一直等下去呢？这样的问题该怎么解决。学生同样会给出大量的解决方案。同样，如果每收到一个信息就要确认，那么效率比较低，又该怎么解决呢？这些问题要想弄清楚，课程的传输层会给大家一一揭晓答案，学生会对网络层充满期待，期待着这些问题的解决方案，学习热情极大的提高。

第五问：

通过以上四个问题，大家已经基本了解了网络的工作原理以及四个层次的作用。然而大家平时接触的网络好像在这四个层次都还没出现，比如大家最熟悉的QQ、发邮件、浏览网页等。这些事到底属于计算机网络的哪个部分呢？

学生顿时一阵迷糊，纷纷表示前四个部分确实是计算机网络必须的，但他们平时又没接触到。那该怎么解决呢？应用层的概念也就应运而生了。应用层就是专门解决平时网络应用的一个关键层次，我们在应用层开发出应用程序，只要满足应用层的协议，这些应用程序就可以准确工作。到此为止，计算机网络的五个层次非常清晰的呈现在大家面前，每个学生都会对计算机网络的层次结构有个概念性的认识，并且对每个层次应该完成哪些工作有了一定的了解，为后续的课程打下坚实的基础。

2 结束语

每学期计算机网络课程的第一次课，我都会以这样的五个问题的形式给大家讲述计算机网络的五层结构。通过这些年的教学，我发现第一次课程起着很重要的作用，很多学生开始喜欢网络课程，并且有了预先学习的习惯，因为他们知道我的课程中会有大量的问题抛出，他们要想能够顺利回答问题，必须提前预习。同时，由于对网络课程产生浓厚兴趣后，学生对计算机网络课程的每一章都有更全面的认识，每当期末的时候，每个同学都可以对网络的每个层次详细介绍其功能、作用以及工作原理，真正让大家理解到网络课程的知识点。

“五问五答”的创新性计算机网络第一次课程教学，充分展现了对网络课程的认识，极大的调动了学生的学习热情，为今后的课程学习奠定良好的基础，是一种值得推荐的教学方法。

参考文献：

[1] 孙洪峰， 李缨， 杨艳春， 等. 基于进程推进和多级反馈的计算机网络课程教学改革研究[J]. 制造业自动化， 2011， 33（3）： 196-198.

[2] 刘彦保. 计算机网络课程教学改革与实践[J]. 黑龙江高教研究， 2006（2）： 111-112.