比喻教学法在《网络程序设计》教学中的应用
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作者简介：谢倩（1986-），女，湖南邵阳人，武汉大学珞珈学院计算机科学系，助教，硕士研究生。研究方向：Petri网理论及其应用、软件工程。
摘要：本文针对网络程序设计这门课程理论知识抽象，晦涩难懂的特点，提出了在教学过程中应用比喻教学法。分析了比喻教学法的优势，并通过实际的教学案例对比喻教学法进行阐述。实践证明，比喻教学法的使用提高了网络程序设计课程教学效率。
关键词：网络程序设计；比喻教学法；教学效率
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2095-9214（2015）08-0100-01
《网络程序设计》课程涵盖的知识面广，涉及了多种网络协议以及编程技术，有不少的抽象理论知识，通常让教师觉得束手无策，学生学习起来也一头雾水。若是在教授过程中，合理的采用比喻教学法，将抽象的概念与学生熟悉的事物联系起来，会使得枯燥的知识变得生动形象，给学生留下深刻的印象。
1、比喻教学法的优势
比喻是一种常用的修辞手法，用跟甲事物有相似之处的乙事物来描写或说明甲事物。而比喻教学法，就是指在实际的授课过程中，选择合适的学生熟悉的事物，将其引申至未知或抽象的事物，从而达到让学生更好的认识新事物的目的[1]。
《网络程序设计》理论知识讲解中，运用比喻教学法，用幽默风趣的语言将抽象的事物解释清楚，使得课堂氛围不再沉闷，不仅可以使原本模糊的概念变得清晰，还可以充分调动学生学习的积极性。
2、比喻教学法案例分析
（1）套接字
在《网络程序设计》中，套接字socket是非常重要的概念，教材上的解释是：套接字是两个通信通道上的端节点。看到这个解释，学生还是不能明白套接字的内涵。为了使学生更好地理解，通常采用如下比喻。
既然套接字是作为通信的末端，那么可以使用“电话系统”与“邮局系统”这两个同学们熟悉的事物进行类比。可以把支持虚电路服务的信道看作电话线，套接字就类似于一个电话。同样，可以把提供数据报服务的通信看作邮局系统，套接字看作信箱。而通过这两个比喻，套接字这个概念立刻变得形象起来。
（2）基于TCP套接字编程模型
面向连接的网络通信的建立有多个步骤，要使用多个函数。为了便于理解，可以将其比喻为“打电话”这个过程。要建立基于TCP的C-S（客户-服务器）通信，首先双方进程必须各自创建一个端点，也就是调用socket函数创建套接字，正如打电话之前，双方必须都拥有一台电话机一样。Socket是面向模型设计的，针对C-S通信双方提供不同的socket系统调用。客户随机申请一个socket号，这类似想打电话的人可以在任何一台入网的电话上呼叫。服务器拥有全局公认的socket，调用bind函数将套接字地址和所创建的套接字句柄联系起来，任何客户都可以向它发出连接请求和信息请求，这就类似于被呼叫方的电话号码告知了呼叫方。
客户端调用connect函数发出连接请求，就好比拨打对方的电话。而服务端有可能在完成当前请求之前又发生多个服务请求，为了很好的处理这个问题，服务器调用listen函数将所有的服务请求放在一个请求队列中排队，并尽快处理这些请求[2]，这就如被呼叫方在开启呼叫等待的功能，不错过任何呼叫请求。服务器端执行accept函数等待来自某一客户端的实际连接请求，实现与客户进程连接，这就如被呼叫方拿起电话，双方可以正式通话。
然后，通信双方进程缓冲区向套接字缓冲区发送数据与接收数据，就如打电话的双方向电话机发出信号和从电话机就收信号的过程。
最后，客户端与服务端完成数据传输后调用close函数关闭套接字，撤销连接。这就好比打电话双方通话结束后，挂掉电话。
（3）基于UDP的通信机制
用“邮局系统通信”来类比这一种通信机制是非常恰当的。基于UDP通信是面向非连接的，无法保证数据以正确的顺序到达。这就类似我们先后寄出两封信给对方，不能确保第一封信一定会比第二封信先到达对方手上。
而在通信过程中，服务端和客户端双方首先都需要绑定IP地址和端口号，这就好比寄信之前，对方的通信地址我们是要已知的。而客户端发送信息以及服务端回应的时候，调用sendto函数来实现，需要指明对方的地址。这如同在寄信的时候，需在信封上要注明对方的地址信息。
（4）协议端口
在讲解“协议端口”时，学生总是不能理解为什么在网络通信的时候要指明端口号，为了解决这个问题，同样采取比喻教学法。
大多数操作系统是支持多进程的，目的主机到底把收到的数据包送给哪个进程呢？就好比我们去银行办理业务，银行的业务有多种，有多个服务窗口。我们要成功地办理业务，必须知道对应的窗口号。同理，当你的主机开启多个服务时，如FTP、WWW、E-Mail多个服务，当接收到传送过来的数据包时，主机要准确的把数据包传送给相应的进程，这就需要数据传输的双方进程开启端口，这样数据包将会有标识有源端口，确保接收方顺利地将数据包传送至这个端口。
（5）带外数据
通常数据是按顺序传输的，然而套接字API概念性的提供了一些使用程序，从而可以使得一串数据无阻的先于普通的数据到达接收端。这就是所谓的发送带外数据。这就好比大家排队在银行依次办理业务，有个强盗拿着枪走入银行，越过整个队伍走到柜员面前。这个就可看作为带外数据。这个强盗能越过整个队伍，是因为枪标识他的特殊性，给了他凌驾于众人的权力。而带外数据的特殊性是通过数据包中“码位”中的GRG位和紧急指针共同标识的。
3、结语
网络程序设计课程知识面广、概念抽象难懂，要取得好的教学效果，必须打破传统的教学方法，灵活多变，不断创新。在授课的过程中，大量采取比喻教学法，结果表明，学生更好的掌握知识点，教学效率显著提升。只要认真探索，我们就可以把专业性很强的概念、原理与学生熟悉的事物相类比，使抽象的概念变得生动，易于理解，易于接受[3]。这样学生才会更有兴趣，学习的积极性更高。
（作者单位：武汉大学珞珈学院计算机科学系）
参考文献：
[1]徐学福.论类比教学模式[J].广西师范大学学报：哲学社会科学版，1998，34（2）：27-32.
[2]方敏，张彤.网络应用程序设计[M].西安电子科技大学出版社，2005.
[3]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.
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