形象化教学法在计算机网络课程课堂教学中的运用探索

杨文嘉　姜秀柱　王虎　高景　廖红梅

摘要：形象化教学法是提高课堂教学效率的重要方法。针对当前《计算机网络》课程的课堂教学方法问题，探讨和梳理了一些在计算机网络课堂教学中可以采用的形象化教学方法，并按分层的思想提出了分层实施形象化教学的具体方法。

关键词：形象化教学法；计算机网络；协议分析；网络仿真

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）14-0121-02

在当前高等教育教学质量内涵建设和高等教育课堂教学质量提升建设背景下，形象化教学法作为有效的传统教学法，结合当前信息技术的发展和具体课程新的知识，仍有很多值得探索的地方。《计算机网络》课程是计算机学科相关专业的专业必修课程，用形象化教学法改善传统的理论分析讲解课堂教学方式，激发大学生的创新思维，使大学生乐于投入到形象化的、探索性的课堂教学活动中，具有重要意义。结合当前信息技术发展，在“抽象概念形象表述、理论知识实践呈现”的形象化教学原则下，为有效提升计算机网络课程课堂教学效果，提高大学生学习兴趣，把形象化课堂教学融入课堂教学中是始终值得探索的。

1形象化教学的意义

形象化教学方法旨在避免照本宣科和纯文字的讲解，做到理论联系实际，利用实物及工具软件辅助于课堂教学，减轻学习理论知识的难度，提升学生的学习兴趣和学习效果。

计算机网路课程的理论性和应用性都比较强，概念比较抽象，有一定的学习难度。计算机网络课程的形象化课堂教学的目标人群为刚开始接触计算机网络基础知识的大学生，他们对计算机网络系统的基本原理还比较模糊。采用直观的、形象化的教学法符合人类认知的特点，对于提升刚开始接触计算机网络基础知识的大学生的计算机网络知识认知效率具有很大的帮助。结合当前多媒体教室的课堂教学条件，开展形象化计算机网络课堂教学，利用网络相关实物及网络工具软件辅助于课堂教学，通过实体展示及仿真印证，避免纯文字的讲解，通过形象化教学法促进理论学习与实践认知的融合，可使计算机网络课堂教学更加直观，使学习过程变得轻松并使学生对网络知识点印象深刻。

2計算机网络课堂教学的形象化方法

形象化教学法从广义上讲，应该包含了直观演示、虚拟仿真、对比、类比等，旨在把抽象的理论知识直观地、形象化地讲解。在计算机网络课堂教学中具体采用的方法可分为如下几类。

1）实物展示法，把一些计算机网络线缆、网络物理设备带到课堂，可以充分利用实验室更替废弃的集线器、小型交换机、小型路由器等实物，带到课堂上实物展示，并结合计算机网络知识点开展讲解。

2）网络仿真软件法，利用计算机网络仿真构建软件，虚拟构建中小型网络，帮助大学生认知网络拓扑、实体网络基本构成等。网络仿真软件的应用使学生容易深入理解网络系统结构和复杂的网络协议，达到事半功倍的教学效果。比如网络仿真软件PacketTracer6.0除了支持模拟网络构建，还提供动画演示数据包在网络中传输的过程以及数据包分析功能，这使得抽象的计算机网络概念变得易懂，教学变得生动形象。-引

3）网络分析软件法，利用计算机网络协议分析软件，在多媒体教室教师机上联网抓包分析，结合分层思想，对计算机网络协议格式进行真实呈现讲解。使其成为大学生学习网络知识和分析解决网络问题的工具。常用的网络协议分析工具软件有Wireshark、Sniffer Pro、Netxray、Iris等。

4）网络命令演示法，利用常用的网络命令，在多媒体教室中的教师机上演示网络命令的功用，并结合计算机网络原理知识开展讲解，提升大学生基础网络命令的掌握程度和对网络的认知程度。

5）基本网络配置演示法，在多媒体教室中的教师机上演示基本网络配置，让学生便于在自己的计算机上实践配置，提升对计算机网络基本配置的认知度和对网络理论知识的认知程度。

3形象化教学的分层实施

计算机网络课程知识的组织一般按照分层的思想，对不同层知识点开组讲解。按照TCP/IP五层网络理论模型，对应不同层的知识点，如下表1，实施形象化教学具体如下。

1）物理层，采用实物展示法，讲解分析物理层传输介质时，可运用压线钳、双绞线测试仪等便携工具，在课堂中现场演示双绞线的制作，结合五类双绞线和RJ45接口水晶头实物展示，按照TIA/EIA 568A、568B线序标准简单演示制作直连线、交叉线、全反线的过程并用便携的双绞线测试仪测试，把计算机网络物理层的机械、电气、功能、过程特性进行直观演示和分析说明，通过直观的方法加深学生对物理层的理解。

2）数据链路层，采用网络分析软件法，在课堂上对帧的结构通过Wireshark协议分析软件解析展示，使学生能够对互联网中真实存在的数据帧结构形象化认知，可使学生产生工具兴趣并初步学会用Wireshark协议分析软件自己开展实验验证网络知识。采用实物展示法，结合数据链路层知识点，现场展示二层设备，比较二层交换机和集线器实物的异同等。

3）网络层，采用基本网络配置演示法，结合IP地址、子网掩码知识的讲解，演示多媒体教室机上常用的Windows操作系统的基本网络配置方法，直观地讲解静态配置中IP地址、子网掩码、默认网关的基本作用。采用网络仿真软件法，可利用计算机网络仿真构建软件PacketTracer，虚拟构建中小型网络，帮助大学生认知网络拓扑、实体网络基本构成情况。采用网络分析软件法，对IP数据报的结构通过Wireshark协议分析软件解析展示。采用网络命令演示法，演示ping、arp、tracert等命令的功能，同时运用Wireshark协议分析软件抓包演示分析，并结合IP协议、ICMP协议、ARP协议讲解其原理。

4）传输层，采用网络分析软件法，在课堂上用Wireshark软件分析TCP、UDP协议段的结构，分析协议端口，演示TCP三次握手、流量控制与拥塞控制的过程等。采用网络命令演示法，演示netstat等命令，展示主机打开的连接，并结合TCP协议、UDP协议讲解其原理。

5）应用层，采用网络分析软件法，在课堂上运用Wireshark协议分析软件，可选取常用的HTTP协议，开展HTTP协议语法、语义及同步分析讲解。采用网络命令演示法，以telnet程序为基础，手动构建HTTP请求GET协议命令的执行，演示请求过程及HTTP应答情况，帮助学生深刻认识应用层协议的运行过程。

4结束语

开展形象化课堂教学，通过在课堂教学中积极探索和设计形象化计算机网络基本理论知识的方法，利用一些网络线缆、网络设备实物、网络仿真软件、网络分析软件、网络命令演示等可以提高大学生对计算机网络知识的认知效率，并为刚开始接触计算机网络系统理论知识的大学生在课下开展计算机网络知识自我验证学习提供了指引，能有效提高大学生对计算机网络课程的学习积极性和学习兴趣，一定程度上提升了计算机网络课程课堂教学效果。另外，在计算机网络课程课堂教学中，利用实物和工具软件开展形象化课堂教学不是为了替代计算机网络课程实验，而是为了提升课堂教学效果，并为学生开展计算机网络课程实验或自我验证学习提供指引和认知基础。