李蕾++方明科

摘要：在分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)際教學(xué)中所出現(xiàn)的問題，提出任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。以”配置路由協(xié)議“和”三次握手協(xié)議驗(yàn)證“兩個(gè)任務(wù)為例，介紹了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的實(shí)施過程，充分體現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的作用。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；路由協(xié)議；三次握手；任務(wù)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）25-0075-02

Application of the Task-driven Teaching Method In Computer Network Course

LI Lei， FANG Ming-ke

（School of Computer and Information Technology， Xinyang Normal University， Xinyang 464000 ， China）

Abstract： This paper analyses the characteristics of the computer network course and puts forward the task-driven teaching method based on the problems in the actual teaching. Taking "routing protocol" and "three-way handshake protocol verification" for example， it describes the implementation of task-driven teaching method in the computer network course. Fully reflects the role of task-driven teaching methods in mobilizing the enthusiasm of students， enhancing the students' practical ability and innovation ability.

Key words： task-driven teaching method； computer network； routing protocol； three-way handshake； task design

1 引言

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)所必須開設(shè)的專業(yè)核心課程之一，在整個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系中占有極其重要的地位。該課程的教學(xué)目標(biāo)，就是使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成及工作原理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成及工作原理、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)。具有一定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)計(jì)、集成、維護(hù)、管理和應(yīng)用開發(fā)能力，具備網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析與設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計(jì)與開發(fā)能力[1]。但是，由于該課程的內(nèi)容較多，具有高度抽象性和綜合性，并且實(shí)踐性很強(qiáng)，因此，學(xué)生在該課程的學(xué)習(xí)過程中遇到較多的問題和困難。比如網(wǎng)絡(luò)工作的過程看不見摸不著，抽象的理論難于理解；即使理論知識(shí)倒背如流，但在實(shí)踐環(huán)節(jié)中不知如何應(yīng)用等等。因此，如何將抽象的理論形象具體地傳授給學(xué)生，如何使學(xué)生所學(xué)的理論能與實(shí)踐相結(jié)合，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中急需解決的問題。針對(duì)這個(gè)問題，可以從教學(xué)方法上進(jìn)行進(jìn)行改革。

2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

"任務(wù)驅(qū)動(dòng)“是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它將以往以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)理念；將再現(xiàn)式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴綄W(xué)習(xí)，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，每一位學(xué)生都能根據(jù)自己對(duì)當(dāng)前問題的理解，運(yùn)用共有的知識(shí)和自己特有的經(jīng)驗(yàn)提出方案、解決問題。尤其是在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過程中，學(xué)生在教師的幫助下，緊緊圍繞一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用任務(wù)，在強(qiáng)烈的問題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過對(duì)學(xué)習(xí)資源的積極主動(dòng)應(yīng)用，進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)。在這個(gè)過程中，學(xué)生還會(huì)不斷地獲得成就感，可以更大地激發(fā)他們的求知欲望，逐步形成一個(gè)感知心智活動(dòng)的良性循環(huán)，從而培養(yǎng)出獨(dú)立探索、勇于開拓進(jìn)取的自學(xué)能力。

任務(wù)可以分為封閉型任務(wù)和開放型任務(wù)[2]。封閉性任務(wù)非常具體，由教師給定主題的，主要是對(duì)于已學(xué)過知識(shí)的驗(yàn)證，但學(xué)生自主發(fā)揮的空間較小。如一些成熟的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的驗(yàn)證性任務(wù)。開放型任務(wù)是教師給定要求或框架，學(xué)生可自由選定主題的，一般需要由小組學(xué)生共同探討才能完成的任務(wù)。開放型任務(wù)非常靈活，學(xué)生的自主性較強(qiáng)，比較適合對(duì)學(xué)生已有知識(shí)和技能的鞏固，有利于對(duì)學(xué)生問題解決能力和協(xié)作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，如網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)等。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)可以分為三個(gè)步驟進(jìn)行。包括任務(wù)的設(shè)計(jì)、任務(wù)的實(shí)施和效果評(píng)價(jià)[3-4]。設(shè)計(jì)任務(wù)是實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的前提和基礎(chǔ)。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)要求設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的真實(shí)性任務(wù)，讓學(xué)生面臨一個(gè)需要立即去解決的現(xiàn)實(shí)問題，使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中掌握知識(shí)和技能。實(shí)施任務(wù)的關(guān)鍵在于要做好啟發(fā)引導(dǎo)工作，不是由教師直接告訴學(xué)生應(yīng)當(dāng)如何去解決面臨的問題，而是由教師向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索，如需要搜集哪一類資料。從何處獲取有關(guān)的信息資料等，強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。效果評(píng)價(jià)是指教師與學(xué)生共同反思任務(wù)的解決過程。主要包括兩部分內(nèi)容，一方面是對(duì)學(xué)生完成當(dāng)前任務(wù)的過程和結(jié)果的評(píng)價(jià)，另一方面是對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及協(xié)作學(xué)習(xí)能力的評(píng)價(jià)。

3 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程實(shí)踐性強(qiáng)，與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密[5]。首先，只有通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，才能把抽象的理論知識(shí)以直觀的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，加深學(xué)生的理解。比如利用協(xié)議分析軟件實(shí)時(shí)抓獲并分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，可以幫助學(xué)生清晰理解協(xié)議的內(nèi)容。其次，通過實(shí)驗(yàn)，例如網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的配置，中小型網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到實(shí)際網(wǎng)絡(luò)管理、操作、開發(fā)方面的內(nèi)容，培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力，為就業(yè)打下基礎(chǔ)。因此，在教學(xué)過程中，我們所設(shè)計(jì)的任務(wù)是以實(shí)踐操作的方式來進(jìn)行的。

我們所使用的教材是謝希仁編著的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第6版教材。本文以網(wǎng)絡(luò)層中RIP路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)輸層中TCP連接的管理為例來介紹任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的具體實(shí)施過程[6]。

3.1 任務(wù)1：RIP路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)

RIP協(xié)議是一個(gè)在小型網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用廣泛的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。其工作原理和路由更新的算法在教材中講解的很清楚，但是它的實(shí)際的工作過程我們是無法直接在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)工作中觀察到的。為了幫助學(xué)生掌握RIP協(xié)議的內(nèi)容，在學(xué)習(xí)了路由器配置內(nèi)容的基礎(chǔ)上我們可以設(shè)計(jì)如下任務(wù)：在如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，三個(gè)校區(qū)的IP地址已分配，請(qǐng)?jiān)诼酚善魃吓渲肦IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)三個(gè)校區(qū)的通信。

實(shí)施任務(wù)時(shí)，教師首先講解RIP協(xié)議的基本原理和配置方法，然后由每個(gè)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行路由器的基本配置和路由配置。由于實(shí)驗(yàn)室條件受限，此任務(wù)我們?cè)谀M軟件packet tracer中進(jìn)行。在三個(gè)校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)通信配置成功后，通過查看路由器的路由表以及觀察數(shù)據(jù)包傳送的路徑，學(xué)生可以清楚掌握RIP協(xié)議的工作原理。并可以利用調(diào)試命令dubug跟蹤RIP協(xié)議的每一步工作過程，從而掌握RIP協(xié)議的水平分割、路由毒化等深入內(nèi)容。簡(jiǎn)單的RIP協(xié)議配置成功后，可以由學(xué)生自由拓展，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖鲜褂肙SPF路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)校區(qū)間的通信，并可對(duì)比兩種路由協(xié)議的不同。

任務(wù)完成后，學(xué)生互相檢測(cè)所配置網(wǎng)絡(luò)的通信情況，并完成詳細(xì)的任務(wù)報(bào)告。若存在疑問，也可及時(shí)提出，以得到同學(xué)或教師師的解答。最終由教師綜合點(diǎn)評(píng)，指出存在的問題以及改正方法。

3.2 任務(wù)2：TCP三次握手建立連接的驗(yàn)證

三次握手建立TCP連接是運(yùn)輸層的一個(gè)經(jīng)典內(nèi)容。三次握手的過程通過理論講解已經(jīng)非常清晰明了，但學(xué)生并沒有實(shí)際注意到在我們大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)訪問過程中，三次握手建立連接都在進(jìn)行著。為了使學(xué)生加深對(duì)建立連接的過程的理解，我們?cè)O(shè)計(jì)以下驗(yàn)證型的任務(wù)：使用協(xié)議分析軟件wireshark，抓獲網(wǎng)絡(luò)訪問過程中的數(shù)據(jù)包，詳細(xì)分析其中建立TCP連接的三次握手過程。

任務(wù)實(shí)施過程中，學(xué)生啟動(dòng)wireshark軟件，在使用瀏覽器訪問某個(gè)網(wǎng)站的同時(shí)，抓獲數(shù)據(jù)包，從中分析TCP三次握手建立連接的過程。每個(gè)學(xué)生使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)獨(dú)立完成任務(wù)。在任務(wù)報(bào)告中記錄下抓獲的數(shù)據(jù)，找出三次握手傳遞的TCP報(bào)文段的內(nèi)容，并深入分析每個(gè)TCP報(bào)文段的窗口值、端口號(hào)、報(bào)文段長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)。

任務(wù)完成后，及時(shí)進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。學(xué)生任務(wù)的完成情況直接由任務(wù)報(bào)告反映出來。教師對(duì)完成情況作出細(xì)致的點(diǎn)評(píng)，并結(jié)合該任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)TCP的報(bào)文段格式、TCP的連接過程和TCP的可靠傳輸?shù)戎R(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理與歸納，從而進(jìn)一步強(qiáng)化理論知識(shí)。

4 總結(jié)

教學(xué)實(shí)踐表明，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生們?cè)谕瓿扇蝿?wù)的過程中通過自主學(xué)習(xí)、合作探討，培養(yǎng)探究式的學(xué)習(xí)方法，提高了分析問題和解決問題的能力，解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)的問題。 如何針對(duì)社會(huì)的實(shí)際需求和教學(xué)計(jì)劃的安排，設(shè)計(jì)出更為合理的任務(wù)，可以進(jìn)一步在教學(xué)過程中深入研究和探索。

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