自頂向下還是自底向上?——論計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程教學(xué)模式

　　摘 要：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理是計算機(jī)專業(yè)的核心課程，具有很強(qiáng)的實踐性。課程教學(xué)中采取的教學(xué)模式?jīng)Q定課程的教學(xué)質(zhì)量。本文分析該課程“自頂向下”和“自底向上”兩種經(jīng)典的教學(xué)模式，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述該課程的教學(xué)模式改革實踐，希望對該課程教學(xué)人員有一定的參考價值。
　　關(guān)鍵詞：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)原理；教學(xué)模式；自頂向下；自底向上
　　
　　
　　計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理是高等學(xué)校計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心課程，也是網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)安全及網(wǎng)絡(luò)編程等專業(yè)課的前導(dǎo)課程。該課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理、方法和具體實現(xiàn)技術(shù)等基礎(chǔ)知識[1-2]，為學(xué)習(xí)其他相關(guān)課程及從事計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與研究工作打下堅實的基礎(chǔ)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理具有發(fā)展迅速、多學(xué)科交叉等特點(diǎn)，這對教師提出了較高要求[3-4]。目前，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程的理論教學(xué)中普遍采用兩種教學(xué)模式：“自底向上”和“自頂向下”，即基于OSI參考模型和TCP/IP參考模型的混合層次結(jié)構(gòu)，由底層(物理層)向高層(應(yīng)用層)或者由高層向底層，對網(wǎng)絡(luò)原理、協(xié)議等知識展開講解。
　　1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的特點(diǎn)
　　計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理是一門兼具理論性和實踐性的課程，網(wǎng)絡(luò)原理、協(xié)議等理論知識紛繁復(fù)雜，且離不開實踐應(yīng)用環(huán)境的驗證。總結(jié)該課程在高等院校計算機(jī)專業(yè)中的發(fā)展歷程，具有如下特點(diǎn)。
　　1) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相互滲透、密切結(jié)合而形成的一門交叉學(xué)科。
　　2) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及到的知識面眾多，除基本的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以外，還包括各種廣域網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全等。
　　3) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今計算機(jī)學(xué)科中發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，也是計算機(jī)應(yīng)用中一個空前活躍的領(lǐng)域，無線網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全等多個分支具有日新月異的更新速度。
　　4) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為軟件編程的基本環(huán)境，很多其他課程的學(xué)習(xí)是建立在學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)知識基礎(chǔ)上的。
　　5) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)需要緊扣實踐應(yīng)用。
　　6) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的很多原理、協(xié)議以及技術(shù)都有其特定的應(yīng)用背景，要求教師有充分的知識儲備，且需緊扣技術(shù)發(fā)展前沿。同時，教學(xué)活動中通過實驗驗證這類知識的難度也較大。
　　2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的理論教學(xué)模式
　　計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的教學(xué)模式即內(nèi)容組織形式，通常采取的都是分層結(jié)構(gòu)。如圖1所示，OSI七層模型只存在于理論中，表示層和會話層在實踐中并不存在。TCP/IP參考模型并沒有指明子網(wǎng)層究竟包含什么，只是指出其需支持IP協(xié)議[5]。因此，幾乎所有的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理教材都基于混合的五層體系結(jié)構(gòu)組織內(nèi)容[5-7]。按照國家碩士研究生入學(xué)考試計算機(jī)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合科目的大綱要求[8]，及本科計算機(jī)專業(yè)的學(xué)時安排，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程只包括基礎(chǔ)理論部分，即網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和各層相關(guān)內(nèi)容，而諸如網(wǎng)絡(luò)安全、多媒體網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)管理等專題，只作為選修或研究生階段學(xué)習(xí)內(nèi)容。
　　近年來，國內(nèi)出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理教材，如高傳善等人編著的《數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》[6]等。但由于我國計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究起步較晚，仍然沒有一個行業(yè)普遍認(rèn)可的優(yōu)秀教材出現(xiàn)。另一方面，國內(nèi)教材普遍存在內(nèi)容組織形式借鑒國外經(jīng)典教材的特點(diǎn)。因此，筆者基于在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中國際公認(rèn)的兩本經(jīng)典教材，展開對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理理論教學(xué)模式的探討。
　　2.1 “自底向上”教學(xué)模式
　　所謂“自底向上”教學(xué)模式，就是指基于五層混合結(jié)構(gòu)，由“網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述?物理層?數(shù)據(jù)鏈路層?網(wǎng)絡(luò)層?運(yùn)輸層?應(yīng)用層”的順序組織教學(xué)內(nèi)容。Andrew S. Tanenbaum[5]編著的教材《Computer Netwo