任务驱动教学法在计算机网络课程教学中的应用

李蕾++方明科

摘要：在分析计算机网络课程特点的基础上，针对实际教学中所出现的问题，提出任务驱动教学法。以”配置路由协议“和”三次握手协议验证“两个任务为例，介绍了任务驱动教学法在计算机网络课程教学中的实施过程，充分体现了任务驱动教学法调动学生学习的积极性，提高学生的动手能力和创新能力的作用。

关键词：任务驱动教学法；计算机网络；路由协议；三次握手；任务设计

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：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

《计算机网络》是计算机相关专业所必须开设的专业核心课程之一，在整个计算机专业教学体系中占有极其重要的地位。该课程的教学目标，就是使学生通过本课程的学习，掌握计算机网络体系结构、网络系统组成及工作原理、网络设备组成及工作原理、网络应用以及网络管理和网络安全知识。具有一定的计算机网络系统架构、设计、集成、维护、管理和应用开发能力，具备网络协议分析与设计、计算机网络系统分析与设计、网络设备的设计与开发能力[1]。但是，由于该课程的内容较多，具有高度抽象性和综合性，并且实践性很强，因此，学生在该课程的学习过程中遇到较多的问题和困难。比如网络工作的过程看不见摸不着，抽象的理论难于理解；即使理论知识倒背如流，但在实践环节中不知如何应用等等。因此，如何将抽象的理论形象具体地传授给学生，如何使学生所学的理论能与实践相结合，是计算机网络课程教学中急需解决的问题。针对这个问题，可以从教学方法上进行进行改革。

2 任务驱动教学法

"任务驱动“是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念；将再现式教学转变为探究式学习，使学生处于积极的学习状态，每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。尤其是在学习计算机网络技术的过程中，学生在教师的帮助下，紧紧围绕一个实际的应用任务，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习。在这个过程中，学生还会不断地获得成就感，可以更大地激发他们的求知欲望，逐步形成一个感知心智活动的良性循环，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。

任务可以分为封闭型任务和开放型任务[2]。封闭性任务非常具体，由教师给定主题的，主要是对于已学过知识的验证，但学生自主发挥的空间较小。如一些成熟的网络协议的验证性任务。开放型任务是教师给定要求或框架，学生可自由选定主题的，一般需要由小组学生共同探讨才能完成的任务。开放型任务非常灵活，学生的自主性较强，比较适合对学生已有知识和技能的巩固，有利于对学生问题解决能力和协作学习能力的培养，如网络规划设计的任务等。

任务驱动教学可以分为三个步骤进行。包括任务的设计、任务的实施和效果评价[3-4]。设计任务是实施任务驱动教学模式的前提和基础。教师应根据教学进度和教学要求设计任务，选择与当前学习主题密切相关的真实性任务，让学生面临一个需要立即去解决的现实问题，使学生在完成任务的过程中掌握知识和技能。实施任务的关键在于要做好启发引导工作，不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索，如需要搜集哪一类资料。从何处获取有关的信息资料等，强调发展学生的自主学习能力。效果评价是指教师与学生共同反思任务的解决过程。主要包括两部分内容，一方面是对学生完成当前任务的过程和结果的评价，另一方面是对学生自主学习及协作学习能力的评价。

3 任务驱动教学法在计算机网络课程教学中的应用

《计算机网络》课程实践性强，与实际应用联系紧密[5]。首先，只有通过动手实验，才能把抽象的理论知识以直观的形式展现在学生面前，加深学生的理解。比如利用协议分析软件实时抓获并分析网络数据，可以帮助学生清晰理解协议的内容。其次，通过实验，例如网络互联设备的配置，中小型网络的规划设计等实验，可以让学生学习到实际网络管理、操作、开发方面的内容，培养实际应用能力，为就业打下基础。因此，在教学过程中，我们所设计的任务是以实践操作的方式来进行的。

我们所使用的教材是谢希仁编著的《计算机网络》第6版教材。本文以网络层中RIP路由协议的实现和运输层中TCP连接的管理为例来介绍任务驱动教学法的具体实施过程[6]。

3.1 任务1：RIP路由协议的实现

RIP协议是一个在小型网络中应用广泛的内部网关协议。其工作原理和路由更新的算法在教材中讲解的很清楚，但是它的实际的工作过程我们是无法直接在实际网络工作中观察到的。为了帮助学生掌握RIP协议的内容，在学习了路由器配置内容的基础上我们可以设计如下任务：在如图1所示的网络拓扑中，三个校区的IP地址已分配，请在路由器上配置RIP协议，实现三个校区的通信。

实施任务时，教师首先讲解RIP协议的基本原理和配置方法，然后由每个学生独立进行路由器的基本配置和路由配置。由于实验室条件受限，此任务我们在模拟软件packet tracer中进行。在三个校区的网络通信配置成功后，通过查看路由器的路由表以及观察数据包传送的路径，学生可以清楚掌握RIP协议的工作原理。并可以利用调试命令dubug跟踪RIP协议的每一步工作过程，从而掌握RIP协议的水平分割、路由毒化等深入内容。简单的RIP协议配置成功后，可以由学生自由拓展，在同一个网络拓扑上使用OSPF路由协议实现校区间的通信，并可对比两种路由协议的不同。

任务完成后，学生互相检测所配置网络的通信情况，并完成详细的任务报告。若存在疑问，也可及时提出，以得到同学或教师师的解答。最终由教师综合点评，指出存在的问题以及改正方法。

3.2 任务2：TCP三次握手建立连接的验证

三次握手建立TCP连接是运输层的一个经典内容。三次握手的过程通过理论讲解已经非常清晰明了，但学生并没有实际注意到在我们大多数网络访问过程中，三次握手建立连接都在进行着。为了使学生加深对建立连接的过程的理解，我们设计以下验证型的任务：使用协议分析软件wireshark，抓获网络访问过程中的数据包，详细分析其中建立TCP连接的三次握手过程。

任务实施过程中，学生启动wireshark软件，在使用浏览器访问某个网站的同时，抓获数据包，从中分析TCP三次握手建立连接的过程。每个学生使用一台计算机独立完成任务。在任务报告中记录下抓获的数据，找出三次握手传递的TCP报文段的内容，并深入分析每个TCP报文段的窗口值、端口号、报文段长度等数据。

任务完成后，及时进行效果评价。学生任务的完成情况直接由任务报告反映出来。教师对完成情况作出细致的点评，并结合该任务，引导学生对TCP的报文段格式、TCP的连接过程和TCP的可靠传输等知识点进行梳理与归纳，从而进一步强化理论知识。

4 总结

教学实践表明，在计算机网络课程教学中运用任务驱动教学法，充分调动学生学习的积极性，学生们在完成任务的过程中通过自主学习、合作探讨，培养探究式的学习方法，提高了分析问题和解决问题的能力，解决了传统网络教学理论与实际应用脱节的问题。 如何针对社会的实际需求和教学计划的安排，设计出更为合理的任务，可以进一步在教学过程中深入研究和探索。

参考文献：

[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2] 朱永杰，冯建成. 任务驱动教学法中的任务设计[J].教育与职业， 2010（24）：153-154.

[3] 李占宣. 任务驱动教学法在数据库教学中的应用[J]. 教育探索，2012（12）：52-53.

[4] 黄裕.任务驱动教学法在FLASH教学中的应用[J].电脑知识与技术，2014，10（11）：2576-2578.

[5] 谢希仁. 计算机网络（第六版）[M]. 北京：电子工业出版社，2013.

[6] 刘丽敏，廖志芳，桂劲松. 计算机网络实践教程[M].北京：人民邮电出版社，2008.