数据通信教学中比喻教学法的应用范文

摘要：“数据通信”作为通信工程专业的一门专业必修课。其特点是知识点多而散、概念抽象难懂、软硬件结合、实践性强、技术更新快，学生学习难度较大，内容枯燥，教学效果难于保证。探讨如何将比喻教学法应用于“数据通信”课程中，利用具体的比喻实例将艰涩抽象的知识浅显具体化，进而激发学生的学习兴趣和主动性，有效提高教学质量。

关键词：比喻教学法；UMTS；应用

“数据通信”课程是为通信工程专业开设的一门必修课程，该课程是诸多后续专业课程（例如，移动通信概述、UMTS移动通信技术、CDMA2000网络规划与网络优化等）的先修课，如果对该课程的理解不到位，将会影响后续课程的学习。“数据通信”课程的特点是：涉及的知识点较多且分散、概念抽象难懂、软硬件相结合、实践性强、技术更新快、是一门理论与实际结合比较紧密的课程。学生反映该课程学起来吃力、难理解、难记忆、内容枯燥和学习热情不高。笔者在课堂实践中发现，在教学中适当地运用比喻，可以化繁为简、化艰涩为浅显、化抽象为具体、生动活泼地传达抽象艰涩的知识点，激发学生的学习兴趣和主动性，有效提高教学质量[1,2]。现将“数据通信”实践教学中所用到的比喻例子进行归纳如下，以期为同行提供参考，达到提高教学效果的目的。

一比喻教学法

所谓比喻教学法就是打比方，是在现实生活中找到一个与所学知识点原理相近的例子，将它们关联起来，让学生更好地认识理解新知识点的教学方法。恰当地比喻有时胜过千言万语，可以深入浅出地把抽象复杂的知识点直观形象地表达出来，化解教学中遇到的诸多难点。然而，需要注意的是，在实践教学中，比喻法的运用需遵循以下几个原则：首先，现实比喻例子与所学知识点要有可比性和共性，不可风牛马不相及，强行比喻；其次，比喻要具有通俗性，比喻的例子应是现实生活中学生熟悉的事物，不能用陌生的事物去比喻，否则只会越比越糊涂；再次，比喻应是简洁的，繁琐冗长的比喻会降低比喻教学的效果；最后，比喻应具有趣味性，越琢磨越有味，越想越感真实，而非听后即忘[2-5]。

二比喻教学法的应用

（一）因特网组成的比喻在讲解因特网组成的时候，课本介绍如下，因特网是由边缘部分和核心部分组成，边缘部分是由所有连接在网络上的主机所组成，核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成，核心网的主要功能是为边缘部分提供各种各样的服务的（即提供连通性和交换服务）。如果照本宣科，按照课本上的方式给学生讲解，既枯燥无味，又艰涩难懂。这时，如果巧妙地运用比喻，进行如下解释，则效果可能会大相径庭。可以把整个因特网类比成大家生活中随处可见的快递物流网，边缘部分类似于快递用户，核心部分的组成类似物流网由各个网点及连接这些网点的分拣中心组成。核心网为边缘部分提供的各种服务，好比物流网为用户提供快递件收寄服务。

（二）路由器功能的比喻又如在讲到核心部分的主要设备路由器的功能时，书中说路由器是实现分组交换的关键构件，其任务主要是转发收到的分组。分组交换工作方式为，在发送报文前，先把较长的报文划为一个个更小的分组数据段，然后在每个分组前加上首部，每个分组通过路由器转发后到达接收端，接收端根据首部把所有分组重组为原始报文。很多学生对什么是分组、分组交换工作原理表示理解不了。在此，依然把整个网络类比为物流网，路由器类比为物流分拣中心，分组类比为所发送的快递，分组首部为快递单号。那么分组交换工作原理可类比为，用户需寄的快递比较多，则分割成多个小包（子快递）寄送，每个小包都需要贴上子快递单，各小包经过物流分拣中心转发后到达收件人处，收件人根据子快递单号把所有分割小包里的物品放在一起接收。

（三）网络时延的比喻网络的性能指标中，其中一个指标是网络时延，网络时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。网络时延又由发送时延、传播时延、排队时延和处理时延组成。教学实践中发现，学生们往往对这四种时延的概念容易搞混淆，并且对于处理时延中路由器具体要对分组做哪些处理也不甚了了。这时，可把网络时延比喻为用户从家开车去银行柜台取钱所花的总时间。发送时延类似用户从家到家门口所费时间，传播时延是用户从家门口开车至银行门口的时间，排队时延是用户取号后在银行窗口排队等待服务的时间，处理时延是指从轮到为用户服务至用户取到钱之间的时间间隔。处理时延中路由器对分组所做的处理就好比是银行柜台服务员对用户所填写的取款单进行检查（看有无填错、填漏等）等操作。这样介绍，既通俗易懂，又可加深学生记忆。

（四）帧定界比喻在讲解数据链路层中的帧定界功能中，其中一种帧定界方法是基于控制字符的帧定界方法。其工作原理为：把控制字符“SOH”放在帧的最前面，表示帧的首部开始，另一控制“EOT”放于帧的尾部表示帧的结束，为避免误判，对数据中出现的控制字符，需在其前插入转义字符“ESC”，接收端在将数据送往上层之前删除这个插入的转义字符。上述讲解枯燥无趣，这时可做如下比喻，假设10个班的小学生排成一列去参观博物馆，如何从这一列区分出这10个班来？此处，每个学生类似一个个的比特，每个班类似每帧，帧定界就类似把这10个班区别开来，确定每个班是从哪个学生开始，哪个学生结尾。采用控制字符放于每帧的首尾来表示帧的开始和结束，就类似于在班与班之间站一个个子比较高的老师，每当看到个高的老师就知道这是上一个班的结尾，同时又是下一个班的开始。然而，由于人民生活质量的提高，有一些小学生可能生长发育较快，个别学生身高与老师相差无几，这时候就会造成误判。为避免误判，可以让班级中个子较高的学生带上一顶小黄帽，这顶小黄帽所起的作用就类似控制字符定界法中的转义字符“ESC”。

（五）帧校验比喻在数据链路层的帧差错检测中，由于通信链路的不完美，比特在传输过程中可能会产生差错，为了知道收到的帧是否有差错，可以在帧的尾部加上一些冗余校验位，接收端收到帧后经过相应的运算就能检测出该帧是否有误。在教学过程中，很多学生对于冗余位是什么，接收端通过冗余位为什么可以检错比较茫然。这时，可以把帧的传输类比为用货车来物流运输。发货方在出货前都会填写一张装箱单，单子上写明了这车货物的相关参数（如重量，体积，品质），那么接收方收到货后，只需要称重量，测体积和检查品质，并和装箱单上的数据做比较，就可以判断运送过程中是否出现错误。这里，装箱单上所填写的相关参数就像是帧尾部的冗余校验位，接收方对所收货物与装箱单上的数据比对就好比帧接收方对帧所做的检错运算操作。

（六）CSMA/CD协议比喻在以太网CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）协议知识点讲解时，课本上的讲解冗长复杂，理解起来很费劲。这时，可以把上述协议类比如下。类似在一个大会上有多个与会者想要发言（类似多点接入），会议有一下规定：1)每次只能有一个人发言；2)任何人想发言必须举手；3)如果某个人想发言，需要先看一下是否有人正在讲话，如果有人正在讲话，那么他需要等待一段时间（类似载波监听）；4)发言者需边发言边察看是否有其他人插话，如果有人插话，则所有人必须马上停止发言，随机等待一段时间后再争抢发言机会（类似碰撞检测）。（七）TCP协议连接建立需解决问题比喻TCP是面向连接，提供可靠服务的协议，TCP协议连接建立过程中要解决以下三个问题：要使每一方能够确知对方的存在；要允许双方协商一些参数（如最大报文段长度，最大窗口大小，服务质量等）；能够对运输实体资源（如缓存大小等）进行分配。如果直接根据上面内容进行传授，显然教学效果有限。可以将TCP协议连接建立比喻为带朋友去拜访亲戚，为了保证不会吃个闭门羹，去之前先电话联系下对方，确认一下对方是否家，是否有空（类比为第1个要解决的问题）；确认在家后，和对方商量什么时间可以过去，一共去几个人，是否留下来吃饭，是否留下了住宿，来客吃不吃辣（类比第为第2个问题的解决）；当确认要留下来吃饭和住宿后，则需要为来客准备好饭菜和铺好床铺（类比为第3个问题的解决）。这样一比喻，化繁为简，深入浅出，教学难点迎刃而解。

三结语

本文对“数据通信”课程中的比喻教学法的运用进行了探讨，给出了课程中一些常见疑难知识点的比喻实例，列出了比喻教学法在实践教学中需要注意的事项。不过，需要注意的是，比喻虽好，但不能代替知识本身。比喻可以从侧面帮助学生感性地理解抽象深奥的知识点，但有其粗浅性和偏差性，并不能完全代替知识本身的正面阐述[5-7]。教师在运用比喻说明知识点后，要及时地“言归正传”，着力强调知识的本质，切不可反客为主，偏离正题。

参考文献

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[2]袁保社.《计算机网络》课程比喻教学方法探讨[J].现代计算机(专业版),2010(2):76-79.

[3]韩晓翠.比喻教学法在《微机原理及应用》中的运用[J].临沂大学学报,2005,27(6):116-118.

[4]陈得宝,杨一军,李峥,等.比喻法在《微机原理及应用》教学中的应用[J].淮北师范大学学报(自然科学版),2013,34(1):87-90.

[5]李先锋,韩立毛,胡波.比喻教学法在操作系统原理教学中的应用[J].计算机教育,2010(6):108-111.

[6]王显金.应用型本科高等数学教学中的比喻教学法[J].普洱学院学报,2016,32(3):15-18.

[7]魏玲.浅谈《计算机应用》教学中比喻教学法的运用[J].湖南生态科学学报,2009,15(3):107-109.

作者：杨平 单位：东莞理工学院 电子工程与智能化学院