对比教学法在计算机网络教学中的应用

石文 尉斌 薄涛 曹阳

【摘要】    针对计算机网络课程的教学特点，分析课程中各个章节的知识点之间的关系，提取知识点之间的相同点、不同点以及相反点，并加以提炼整理，提出采用对比教学法对计算机网络课程中具有關联关系的知识点进行讲授。采用对比教学法能够帮助学生在有效记忆知识点的同时，掌握知识点之间的潜在规律。

【关键词】    计算机网络    对比教学法    体系结构

计算机网络是计算机科学与技术专业和软件工程专业本科教学的核心课程，也是学生认识学习网络的基础课程。计算机网络课程的传统教学思路是依赖五层网络体系结构，即物理层、数据链路层、网络层、传输层与应用层，依次介绍各个网络的主要功能、关键协议、数据单元等内容。从整体上看，计算机网络课程的内容涵盖广泛，知识点较多。在实际教学过程中，可以采用对比教学方法，让学生能够更好地记忆重点知识。

一、对比教学法

对比教学法是通过对比的形式，向学生展现知识点之间相同、不同、相反等关系。让学生在记住一项知识点的同时，记住另一项对比的知识点，起到事半功倍的效果。对比教学法的关键是找出知识点之间的“对比点”以及对比的形式[1]。教师设计出的“对比点”能够激发学生的学习兴趣，同时从认识知识点的表面关系逐步深入到掌握知识点背后的潜在规律。

作为一项传统的教学方法，对比教学法已经在很多领域的专业教学中得到了应用。例如张亚宏[2]在临床护理教学中，将每种疾病的理论知识与临床病人的资料进行比较，找出相同点和个体差异，帮助学生总结学习经验，建立知识体系。王杰[3]将对比教学法应用到音程识别中，通过参照音程，帮助学生掌握常用的音程识别。赵金和等[4]采用对比教学法应用于化工热力学教学，将吉布斯自由能函数和热力学第一定律、第二定律作为两条教学主线。向小艳等[5]在稀有金属冶金学教学中选择钨钼、钛锆铪、稀有金属提取分离技术三个方面进行对比教学设计。

在实验教学方面，对比教学法也得到了应用。陈甜等[6]通过分析单片机和PLC在原理结构和应用技术上的异同点，设计相互替代实验，引导学生通过比较学习加深对于单片机和PLC的理解。许真珍等[7]基于软件项目对比教学法对C/C++课程设计教学实践，针对同一个项目分别采用不同编程语言进行项目设计与实现，提高了学生的工程实践能力。

由此可见，对比教学法能够有效提高学生对于知识的理解和记忆力，巩固教学效果。针对计算机网络课程的教学安排和课程特点，基于国内院校常用的谢希仁主编的《计算机网络》（第七版）教材[8]（以下简称：教材），可以在概述、物理层、数据链路层、网络层、传输层与应用层这六个章节的相关知识教学中灵活运用对比教学法。

二、概述章节中的对比教学法

概述一章的内容虽然与后面的章节相比显得不多，但是也包含了需要重点掌握的知识点。例如，电路交换、报文交换和分组交换各自的特点，学生容易搞混。这种情况的根本原因是学生未能充分理解三种信息交换的主要流程。在实际教学时，可以将三种交换方式的主要流程做成ppt动画的形式。先把三个流程分别播放，分别讲解各自的流程与特点。当学生对每一个流程有了一定了解之后，再把三个流程动画在同一页ppt中同时播放，让学生通过对比发现三种传输方式的区别。在演示动画的同时，配合讲解表1中的三个知识点的异同点，加深学生的理解。

序章中的另一个难点就是三种体系架构中各自层次的名称与主要功能。在教学中学生反映记忆三种体系架构有一定困难。这部分教学可以把三种体系结构对照记忆。首先，以课程实际将要讲授的五层体系结构为纲，学生在记忆了五层体系结构之后，对于TCP/IP协议的四层结构，只需要将五层结构中第一、二层的物理层和数据链路层转化为四层结构中底层的网络接口层，并记住网络接口层只是定义了一些接口，没有定义具体的功能即可。对于OSI的七层结构，只需把五层结构中的应用层扩展为会话层、表示层和应用层即可。其中会话层主要负责建立会话，表示层主要负责数据的具体表示方式。这样学生可以更加容易地记忆三种体系结构。

三、物理层章节中的对比教学法

物理层章节中涉及到一些信息论的知识。由于教材中仅仅包含了香农定理公式，对于奈奎斯特定理只是用文字描述，并未写出具体公式。在讲解这部分内容时，建议将奈奎斯特定理和香农定理的具体公式、相关描述、具体特点详细讲解，这样可以让学生更加透彻地了解网络传输信道的极限容量。

这一章还介绍了宽带接入技术。这部分可以多加入一些实际网络宽带技术与硬件展示。例如，在介绍ADSL技术时，可以用现在联通网络的相关硬件进行讲解;在介绍光线同轴混合网和光纤入户时，可以使用当前宽带网络的信号分离器的相关硬件以及图片来进行讲解。这样使用硬件器材来加强不同宽带技术的对比效果。

四、数据链路层章节中的对比教学法

从数据链路层开始，课程将要讲解一些网络的核心技术。对于点对点信道，教材中仅仅介绍了PPP协议，但是很多考试特别是考研范围中还包含了HDLC协议。因此在讲解这部分内容时，可以加入HDLC协议，并与PPP协议的各种特点对比讲解，如表2所示，帮助学生记忆。

五、网络层章节中的对比教学法

网络层是教材中的重点章节之一，教学重点和难点较多。IP协议作为互联网核心协议，需要学生重点掌握。其中，对于IP协议中的IP地址进行介绍时，可以与前面章节中介绍的物理地址联系起来，通过对比加深学生的理解。

这一章另一个重点是路由选择协议。其中，RIP和OSPF两种内部网关协议对应两种算法——距离向量算法和最短路径算法。在讲解这一部分时，可以与算法课程中的内容结合起来，通过讲解网格中的最短路径的相关算法来引出RIP和OSPF两种协议。

六、传输层章节中的对比教学法

传输层是教材中的另一个重点章节。这一章主要介绍了TCP协议和UDP协议的相关特点以及实现可靠传输的相关机制。对于TCP协议和UDP协议，相关的知识点比较多，因此采用对比方法能够帮助学生同时记住两个协议各自的特点。同时，作为计算机网络教学的重点知识，在TCP协议的教学中，应尽量采用演示实验、仿真实验等手段，帮助学生更加直观地学习TCP协议的主要特点以及与其他协议的不同之处。

七、应用层章节中的对比教学法

应用层中的相关知识与学生平时的生活连接更加紧密，因此可以多用实例来引导学生理解相关机制。例如，在讲解DNS服务器时，可以通过修改电脑dns服务器的方式来查看网络连接情况。

在讲解FTP协议时，可以使用Serv-U作为FTP服务器，使用FlashFXP作为服务器的客户端。当FlashFXP连接上Serv-U时，查看FlashFXP命令行的相关信息，让学生巩固FTP的连接方式与主要特点。

八、结束语

对比教学法作为一项传统的教学方法，能够有效提高学生对于知识的理解程度。在计算机网络教学中灵活运用对比教学法，可以帮助学生深入理解各类复杂协议的相关特点，并深刻记忆相关知识点。在今后的教学工作中，对比教学法可以与教师演示实验与学生仿真实验相结合，进一步丰富计算机网络教学手段与方法。另外，对于五层体系结构中的知识点，还可以和课程思政元素相结合，通过教学知识与思政元素进行关联对比，进一步启发学生对于《计算机网络》知识学习的兴趣以及对思政元素的领悟，在做到寓教于乐的同时提升学生的综合素养。

参  考  文  献

[1]石昭. 对外汉语教学中语调教学的对比教学法[D].广西大学，2012：11.

[2]张亚宏. 对比教学法在临床护理教学中的效果分析[J].临床医药文献电子杂志，2019（6）：190.

[3]王杰. 對比教学法在音程识别中的应用[J].戏剧之家，2020（02）：145.

[4]赵金和，童张法，赵双良，等. 对比教学法和主线教学法在化工热力学教学中的应用[J].化工时刊，2019（33）：46-48.

[5]向小艳，尹建国，杨文强，等. 对比教学法在稀有金属冶金学教学中的应用[J].中国冶金教育，2018（06）：4-6+12.

[6]陈甜，鞠冀军. 对比教学法在单片机与PLC课程教学中的应用[J].管理观察，2019（32）：147-148+153.

[7]许真珍，于红，田琳琳，等. 基于软件项目对比教学法的C/C++课程设计教学实践[J].实验室科学，2019（22）：131-134.

[8]谢希仁. 计算机网络[M].北京：电子工业出版社，2017：1-10.