閆樂林 蔡平勝 亓萊濱

摘要:場景模擬教學法以其形象直觀、生動情趣的特點,廣泛應用于各類教學活動。本文通過分析場景模擬教學法的內涵與特征,并結合“計算機網(wǎng)絡”課程的特點,從教學過程的場景設計、道具準備、角色分工和場景組織等方面介紹了其實施的方法和步驟,文章最后以案例的形式說明場景模擬教學法實施的具體過程。實踐證明這種教學方法有助于教學效果的改善。

關鍵詞:場景設計;角色扮演;計算機網(wǎng)絡;教學模式

中圖分類號:G642文獻標識碼:A

1引言

隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展和普及,高校教學中對“計算機網(wǎng)路”課程的重視程度日益加大,課程已成為計算機專業(yè)和信息類專業(yè)的一門必修課。課程主要內容講述計算機網(wǎng)絡的概念、網(wǎng)絡協(xié)議和數(shù)據(jù)通信的原理,是進一步學習網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡應用開發(fā)和從事信息產業(yè)工作的基礎。然而,課程知識點眾多且抽象性強,知識點間聯(lián)系密切,不易講解又晦澀難懂。通常情況下,教師在網(wǎng)絡通信協(xié)議和原理性知識點的教學過程中,采用敘述和多媒體課件相結合的教學方式,初學此課程的同學很難理解和掌握,學習熱情不高,教學效果難如人意。如何提高學生學習興趣,以形象、直觀的方式將抽象的概念、原理講解的通俗易懂、易于理解,是任課教師亟待解決的課題。筆者在長期的教學實踐中,通過對課程內容和特點的分析與總結,嘗試將場景模擬教學法引入此課程教學中,取得了良好的教學效果。

2場景模擬教學法的內涵和特征

場景模擬教學法是二十世紀八十年代在西方發(fā)展起來的情景認知理論。情景認知理論認為,人類所有的知識都是人的活動和情景互動的產物,人的學習也依存于背景和情境中。背景和情境有利于意義的構建并促進知識技能和體驗的連接,當學習被鑲嵌在運用該知識的社會和自然情境中時,有意義的學習才有可能發(fā)生,所獲得的知識才是最真正、最完整的,也是最有力和最有用的。

場景模擬教學法主要有四個特征。第一,實踐性。場景模擬不同于傳統(tǒng)教學。傳統(tǒng)教學側重于專業(yè)知識的學習,基本上是教師主動講,學生被動聽。而場景模擬教學法具有課堂教學無法做到的實踐性。場景模擬為學生提供了一個仿真的實踐平臺,讓學生在親身體驗中自覺地將理論知識與實際操作相結合,綜合培養(yǎng)學生的各種能力。第二,動態(tài)性。在場景模擬中,學生是活動的主體,教師只起組織指導作用。一次成功的場景模擬課后,學生們的各種能力都能得到有效提高。第三,交互性。交互性表現(xiàn)為對課堂的教學參與,能形成與教師的主動交流,也可以在課堂環(huán)境中與同學進行交流討論,有利于知識的傳遞和思想的集中。第四,協(xié)作性。場景模擬教學由多人共同參與完成,既需要同學之間的相互配合,又要有教師的精心設計和指導,過程中有利于創(chuàng)設和諧的學習氛圍,培養(yǎng)同學間團結協(xié)作的意識。

3 “計算機網(wǎng)絡”教學場景的設計與組織

場景模擬教學法的形象直觀性有助于“計算機網(wǎng)絡”課程中抽象概念和協(xié)議通信原理講解和學習,然而,這種方法需要精心組織、策劃和課堂互動實施,比正常的教學活動所用的時間要多,與教學進度的限制性形成矛盾。因此,建議在講解難理解且很重要的協(xié)議、原理時運用,效果最佳。同時,要求授課教師對于課程知識體系有很好的理解和把握,并有場景的設計的能力。

3.1場景設計

3.1.1場景設計的目的

精心的場景設計和巧妙的構思是場景教學成功的基礎。教學形式服務于內容,因此,場景設計一定要聯(lián)系課堂教學內容實際。設計的情節(jié)要合理、具體、完整,與教學內容內在聯(lián)系密切,學生能夠通過簡明介紹后理解;設計的場景要注意各環(huán)節(jié)之間的連續(xù)性,并考慮時間、空間、人員和道具等要素的可操作性,確保場景模擬教學活動的順利實施。

3.1.2道具與設施

道具和設施選取是增加場景教學的直觀性。道具選取遵循以下幾點原則:第一,方便。就地取材,或通過簡單準備就能做到,在時間和空間上可行性強。第二,形象化。能反映教學內容的本質屬性,與抽象協(xié)議實體可建立密切內在聯(lián)系。第三,安全性。避免出現(xiàn)意外,保證正常的教學秩序。

3.2角色分工

場景教學的主體。確定角色分工的過程中做好以下幾點:首先,在研究教學內容和場景設計的基礎上,分析教學內容中的主要內容和因素,以及相關因素之間的聯(lián)系;其次,確定場景設計的各種角色以及數(shù)量,明確角色在場景中的地位;第三,角色分工要合理、能滿足教學任務的需要,并與所教學的主要內容要呼應;最后,選取學生,按照一定的要求分配角色,講明角色的職能,以及在場景活動中各個角色需要完成的動作、語言。

3.3場景教學過程組織

場景教學過程的組織是教學過程重要的環(huán)節(jié)?；顒娱_始之前,教師明確教學目的、內容及活動的原因,使學生融入場景,了解場景和教學內容的內在聯(lián)系。然后,交代活動的步驟、角色的分工、道具的使用和設施擺放等注意事項。場景教學過程中要密切觀察、適時點撥和糾正,對突發(fā)事件做必要的處理。最后,總結反饋,強調本堂課教學的重點。

4案例:TCP/IP體系結構中數(shù)據(jù)的流動

4.1課堂場景的設計

4.1.1教學目的與情景創(chuàng)設

通過本堂課,使學生深刻理解網(wǎng)絡體系結構的概念,并對數(shù)據(jù)在計算機和網(wǎng)絡設備間交換流動情況有直觀清楚的認識理解,并為進一步講解后繼的網(wǎng)絡協(xié)議創(chuàng)造必要條件。為使教學易于理解掌握,突出網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流動基本原理,選取的內容不宜過于復雜,案例拓撲結構見圖1。

假設LAN1中主機A中有兩個進程P1、P2正在通過網(wǎng)絡分別與LAN2中的主機B的進程P3、P4通信。如何描述數(shù)據(jù)流動和處理的過程呢?我們所要做的是把網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)流動的過程通過場景表演的形式,模擬展現(xiàn)出來,以達到直觀、形象、易于理解的效果。案例的邏輯結構見圖2。

圖2中的實線表示設備真正的物理連接,虛線表示數(shù)據(jù)在體系層次中的流動、處理過程,雙向箭頭表示數(shù)據(jù)在通信主機間雙向通信。

4.1.2道具與設施的選取

(1) 可裝鎖的盒子

準備五個帶密碼鎖的盒子,用于模擬封裝數(shù)據(jù)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元,按照體積大小分別編號(規(guī)定1#最大,5#最小),盒子要求能逐一進行套裝,即5#盒子可以裝4#盒中,以此類推。

(2) 工作臺

可以選用教室內的桌子,模擬網(wǎng)絡設備及主機各個層次的工作空間,在此完成數(shù)據(jù)的封裝與解封,并進行地址的確認和標記。根據(jù)需要選用13張桌子,分別編號:L1、L2、L3、L4、L5分別對應圖2中左邊主機A的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層;R1、R2、R3、R4、R5對應主機B的各個層次;M1、M2、M3對應路由器的三個層次。桌子的擺放順序要求和圖2邏輯結構順序一致,這樣可以更直觀的進行情景展示。為便于操作,在每張桌子上準備筆、便條、膠棒等物品。

4.2角色分工與情景約定

4.2.1角色分工

選取13名同學參與活動,與13張桌子對應,扮演各層中的處理數(shù)據(jù)的程序和協(xié)議。分別編號為PL1-PL5、PR1-PR5、PM1-PM3。另選兩名同學,分別扮演主機A、B的進程,編號為Da和Db,其作用相當于網(wǎng)絡通信時進程的編號,即端口。

4.2.2情景約定

(1) 口令約定

按照網(wǎng)絡體系結構中對等層與對等協(xié)議的相關規(guī)定,同層次的扮演者共享一個開鎖密碼,不同層次的角色彼此不知對方的密碼。如:PL3、PM3和PR3共享開啟3#盒子密碼鎖的密碼,但不能打開其他的鎖?；顒娱_始之前要求對應的同學協(xié)商場景活動中的密碼。

(2) 地址約定

地址在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳遞中具有重要的地位,場景教學模擬活動中,對于地址要有明確的說明和約定。約定使用角色編號為統(tǒng)一的地址信息(PL1、PM1、PR1扮演物理層除外),參與活動的同學現(xiàn)場很容易辨別每一個角色,并約定傳遞數(shù)據(jù)的過程中要將各層次的目的地址和源地址用便條寫明白,并粘貼在各角色負責盒子醒目的位置。

(3) 次序約定

數(shù)據(jù)發(fā)送由主機A的P1進程發(fā)起,經(jīng)過LAN1、路由器,到達LAN2中的主機B的進程P3,然后按照原路線返回。初始狀態(tài),五個密碼盒子分別位于主機A側的L1、L2、L3、L4、L5之上,由對應的編號為PL1-PL5的角色操作。

4.3場景教學的組織

首先,由編號為Da的同學將一便條信息裝入信封,并在之上寫明發(fā)信人是Da、收件人是Db,然后交給編號為PL5的同學。此時PL5扮演應用層的角色,將收到的便條放入5#盒子,然后加鎖,并在盒子上注明自己的編號作為5#源地址、用PR5作為目的地址,接著將5#盒子交給PL4處理。PL4將收到的5#加鎖的盒子放入4#盒子之中,并同樣加鎖,在4#盒子醒目的位置用便條注明數(shù)據(jù)源地址為PL4、目的地址為PR4,之后交給PL3。PL3、PL2做類似操作,3#盒源地址為PL3、目的地址為PR3,2#盒源地址為PL2、目的地址為PM2。接著,封裝好的1#盒子由PL1交給PM1。

PM1、PM2、PM3扮演路由器的功能,對收到的數(shù)據(jù)進行路由選擇、存儲和轉發(fā)。PM1將收到的1#盒通過密碼解鎖,取出2#盒交給PM2。PM2輸入解鎖密碼取出3#盒交給PM3處理。PM3根據(jù)自己掌握的路由信息判斷后,告訴PM2把數(shù)據(jù)向LAN2方向傳遞。接下來,PM2將3#盒子放入2#盒中鎖好,標明源地址為PM2、目的地址為PR2,將2#盒通過PM1交給PR1。收到1#盒子的PR1用密碼解鎖的方式將2#盒取出交給PR2,PR2、PR3、PR4、PR5執(zhí)行類似的解鎖操作最終將5#盒中的信件取出交給Db查閱。

上面的操作完成數(shù)據(jù)從主機A的P1進程到主機B的P3進程單向傳輸,從進程P3到進程PC1反向傳輸是同理的。

活動過程中,扮演角色的同學可以用語言進行溝通和交流,指導教師根據(jù)現(xiàn)場的情景進行必要的指導,對于存在差錯的地方給予及時糾正,并可以就某些概念和原理性的知識在課堂上進行講解?；顒咏Y束之后,教師對教學內容和場景做必要的總結和回顧,強調角色和協(xié)議的內在聯(lián)系,使學生對學習內容有直觀、形象的認識和理解。

5結束語

場景教學具有直觀形象、生動情趣的特點,筆者將這種教學模式嘗試引入“計算機網(wǎng)絡”課程教學之中,通過精心設計場景、細心指導過程,將課程中抽象的概念和原理講解的更為通俗易懂,利于學生的理解和掌握。實踐證明,場景模擬教學方法能夠在一定程度上激發(fā)學生的學習興趣,提高教學參與意識和發(fā)揮積極學習的主動性,對于提高教學質量、改善教學效果很有幫助,值得進一步深入研究和推廣。

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Application of the Scenario Simulation Approach to the “Computer Networks” Course

YAN Le-lin, CAI Ping-sheng, QI Lai-bin

(Department of Computer Science and Technique, Shandong Institute of Education, Jinan 250013,China)

Abstract: Because Scenario Simulation Approach has some good features, such as being intuitional and vivid, it has been widely used in various types of teaching activities. In this paper, by analyzing the connotation and the characteristics of Scenario Simulation Approach, combining with the features of “Computer Networks” course, the implementation and steps of the method were introduced from the process of teaching design, props preparation, the roles and the scene organizations. At the end of this article, an example was given to show the specific process of the Scenario Simulation Approach. It has been proved that teaching methods can contribute to the improvement of teaching and learning performance by practice.

Key words: scene design; role-playing; computer networks; teaching mode