谈计算机网络自上而下和自下而上教学

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　　摘要：比较和分析两种不同的教学方法对提高计算机网络教学质量的意义，分别从整体和局部、兴趣的激发、难易程度、对工程思维的培养以及具体的知识点5个方面对这两种教学方法进行阐述，并针对两种教学方法的不同特点，给出相关的教学建议。

　　关键词：计算机网络;整体和局部;兴趣的激发;工程思维

　　引言

　　1.计算机网络课程是计算机相关专业的基础课程，了解和掌握计算机网络知识、培养工程思维和创新能力对计算机专业学生有着重要意义。特别是在国家大力提倡互联网+战略、物联网如火如荼发展的今天，计算机网络教学尤其重要，而一种好的计算机网络教学方法不仅可以让学生掌握相关知识，同时又能培养创新意识和创新能力[1]，使其成长为符合时代需求的人才。因计算机网络的分层结构，目前计算机网络教学也是按照这种层次结构进行的，但计算机网络教学有其特殊性，即可以从网络的最上层开始讲解，依次到最下层，其授课顺序为：应用层、传输层、网络层、链路层和物理层，我们称之为“自上而下”的教学方法;或者相反，从物理层开始讲解，然后链路层、网络层、传输层再应用层，我们称之为“自下而上”的教学方法。

　　2.事实上，计算机网络最著名的两本教材分别采用了其中的一种方法，由JamesF.Kurose和KeithW.Ross主编的《计算机网络：自顶向下方法》[2]采用了“自上而下”的方法;而由AndrewS.Tanenbaum和DavidJ.Wetherall主编的《计算机网络》[3]采用了“自下而上”的方法。这两种方法的比较和分析对计算机网络教学有重要意义，只有了解这两种教学方法的特点，才能针对不同的学生选择相应的教学方法，并在教学过程中充分发挥相应教学方法的特点，从而提供计算机网络教学质量。

　　一、局部和整体

　　1.1“自上而下”的教学方法从应用层和传输层开始讲解，前者主要涉及客户端、服务器的关系或者对等点(peertopeer)的关系，对网络而言是整体的关系。同样，传输层涉及的也是网络上两个终端节点之间的通信问题，所以也是基于网络的整体结构;而网络的底层(如链路层)，主要涉及两个可以直接通信的节点的通信问题，也就是针对网络的局部。因此，“自上而下”的教学方法可以认为是从网络的整体到局部的讲解方法，而“自下而上”的教学方法则是从网络的局部到整体的讲解方法。通常认为，从“局部到整体”是一个循序渐进的过程，这种方法使学生更能容易掌握所学知识，但另外一种观点认为这种教学方法不能很好地激发学生的学习兴趣和欲望，从而让学习成为一种被动的接受;相反，“从整体到局部”的教学思想强调目的性,先搭建起为完成项目任务所需的知识骨架,再顺着骨架分别伸向枝节各部分，这种教学思想符合一般人做事的“目的”性原则，所以更能激发学生学习的兴趣[4]。

　　1.2从实际教学分析，“从整体到局部”确实起到快速激发学生兴趣的目的，例如，在讲解TCP的拥塞控制，按照“自上而下”方法授课的学生，会自然地将TCP的拥塞控制和具体的应用联系起来，思考某个具体的应用在TCP拥塞控制的机制下的行为方式。“自下而上”授课的学生，因还没有学习应用层，所以无法与相应的应用场景进行关联，学习相对枯燥，但同时，“自下而上”教学方法使学生对基础知识的掌握相对要更牢固，这也是“从局部到整体”这种循序渐进的教学方法的优势所在。通过对不同程度的学生的教学进行分析可以发现，“自上而下”的教学方法更适合程度相对较高的学生，通过这种“从整体到局部”的讲解，使他们更容易激发兴趣，加深对所学知识的思考、理解;而“自下而上”的教学方法更适合程度相对较低的学生，使他们更容易掌握基础知识。武汉大学国际软件学院在给本学院的留学生(程度相对较低)讲授计算机网络课程时，通常采用“自下而上”的教学方法。