賈偉，肖寧，李鑫

（山西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院，山西太原 030006）

學(xué)科建設(shè)與教學(xué)研究

計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用

賈偉，肖寧，李鑫

（山西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院，山西太原 030006）

從培養(yǎng)計(jì)算思維對(duì)計(jì)算機(jī)教育的重要性入手，解讀了計(jì)算思維的概念，分析了計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的體現(xiàn)和應(yīng)用，并從教學(xué)內(nèi)容組織和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行了初步探討。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；計(jì)算思維；教學(xué)改革

一、引言

近年來(lái)，美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授對(duì)計(jì)算思維的系統(tǒng)闡述，引起了國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)學(xué)者的關(guān)注，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課中進(jìn)行計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)改革也迅速開(kāi)展起來(lái)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是高校的一門(mén)重要課程，也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用和信息技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的基礎(chǔ)課程。在這門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)計(jì)算思維的培養(yǎng)非常重要，它對(duì)于提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)水平、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力乃至推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展都具有重要意義。

二、計(jì)算思維的概念

1996年麻省理工學(xué)院（MIT）的Seymour Papert教授最早提出了計(jì)算思維這一概念[1]，2006年美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授對(duì)計(jì)算思維進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。周以真教授認(rèn)為，計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)[2]。要理解這個(gè)概念，必須對(duì)概念的內(nèi)容進(jìn)行深刻分析，才能掌握它的含義、特征和本質(zhì)。

從概念的內(nèi)容來(lái)看，計(jì)算思維屬于思維的范疇。思維作為一種心理現(xiàn)象，是人認(rèn)識(shí)世界的一種高級(jí)反應(yīng)形式。具體來(lái)說(shuō)，思維是人腦對(duì)客觀事物的一種概括、間接的反應(yīng)，它體現(xiàn)了客觀事物的本質(zhì)和規(guī)律。從思維的定義可以看出，人腦是思維的主體，自然界的客觀事物是思維的原料，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)對(duì)客觀事物從直接感知到借助于語(yǔ)言的抽象概括構(gòu)成了思維活動(dòng)。按照思維的形成和應(yīng)用領(lǐng)域，思維可以分為科學(xué)思維和日常思維。顯然，作為涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)，計(jì)算思維屬于具有科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性的科學(xué)思維的范疇，它的活動(dòng)主體也是人腦，也就是說(shuō)它是人的思維。從人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界的思維方式出發(fā)，科學(xué)思維可以分為理論思維、實(shí)驗(yàn)思維和計(jì)算思維。理論思維又稱(chēng)為邏輯思維，是人們認(rèn)識(shí)事物時(shí)能動(dòng)地使用概念、推理、判斷等方法對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)過(guò)程，具有推理和演繹的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)思維又稱(chēng)為實(shí)證思維，是人類(lèi)通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程歸納出自然規(guī)律的方法，具有觀察和歸納的特點(diǎn)。計(jì)算思維又稱(chēng)為構(gòu)造思維，它以形式化和機(jī)械化為特點(diǎn)，通過(guò)具體的算法來(lái)構(gòu)造和解決具體問(wèn)題。

區(qū)別于理論思維和實(shí)驗(yàn)思維，計(jì)算思維有其獨(dú)有的特征。計(jì)算思維是隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展體現(xiàn)出來(lái)的，計(jì)算機(jī)在海量信息處理、復(fù)雜系統(tǒng)模擬和大型工程組織方面，具有自動(dòng)、精確和可控地實(shí)現(xiàn)從思想到產(chǎn)品整個(gè)過(guò)程的能力，這使得人類(lèi)思維活動(dòng)中以形式化、程序化和機(jī)械化為特征的計(jì)算思維得到充分的體現(xiàn)。另外，計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展是以計(jì)算理論的發(fā)展為基礎(chǔ)，計(jì)算理論是對(duì)計(jì)算本質(zhì)的理解和探索，主要包括算法與算法學(xué)、計(jì)算復(fù)雜性理論、可計(jì)算性理論、自動(dòng)機(jī)理論和形式語(yǔ)言理論等。其中，算法在計(jì)算思維中有著重要地位，它是計(jì)算的靈魂，它所包含的算法設(shè)計(jì)策略如窮舉法、回溯法、遞歸法、分治法、貪心法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃等已應(yīng)用在生活的很多方面。當(dāng)前，計(jì)算思維已經(jīng)成為推動(dòng)人類(lèi)文明進(jìn)步和科技發(fā)展的三大支柱之一，其“抽象化、能行性、機(jī)械性、自動(dòng)化、構(gòu)造性等”特征已經(jīng)在指導(dǎo)社會(huì)實(shí)踐中得到充分的驗(yàn)證。

三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算思維

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置分散的、具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接成能夠共享軟硬件資源的集合。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也非常豐富。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)以及人們的日常生活和思維方式產(chǎn)生了巨大影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為什么會(huì)有如此大的影響力？這是因?yàn)?，?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從產(chǎn)生和發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成，再到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定等，都潛藏著計(jì)算思維的影子。因此，本文將從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)內(nèi)容中發(fā)掘一些計(jì)算思維的思想和方法，為今后在教學(xué)中培養(yǎng)計(jì)算思維提供參考。

（一）分層思想體現(xiàn)計(jì)算思維的約簡(jiǎn)方法

計(jì)算思維在解決一些從未解決的困難問(wèn)題時(shí)，通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，轉(zhuǎn)化為一個(gè)人們已知其解決方案的問(wèn)題，從而有效地化解了難題。分層思想是計(jì)算思維約簡(jiǎn)方法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的具體體現(xiàn)，它對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響很大。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是通過(guò)分層思想解決諸多復(fù)雜問(wèn)題的典范，它將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等諸多復(fù)雜問(wèn)題分類(lèi)化簡(jiǎn)成獨(dú)立的、容易的小問(wèn)題，然后分別解決并形成獨(dú)立的功能。在數(shù)據(jù)交換機(jī)技術(shù)中，分層思想體現(xiàn)為把報(bào)文拆分成更小的分組，用分組交換技術(shù)代替報(bào)文交換技術(shù)，從而減少存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，提高傳輸效率。此外，組網(wǎng)時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的不同作用和功能，可以將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為接入層、匯聚層和核心層，同樣體現(xiàn)了計(jì)算思維的簡(jiǎn)約思想。對(duì)于數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)單元，可以根據(jù)分層思想劃分出不同意義的字段空間。另外，IP地址的組成結(jié)構(gòu)也體現(xiàn)了分層思想。

（二）計(jì)算思維并行處理的思想在網(wǎng)絡(luò)中的體現(xiàn)

要提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通信線路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用率，增強(qiáng)信息的傳輸效率，需要采取各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和方法，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)并行處理，并行處理思想在網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層次中都有所體現(xiàn)。

在物理層，信道復(fù)用技術(shù)使用復(fù)用器將多路用戶(hù)信息聚合成高速信號(hào)在單一的線路上進(jìn)行傳輸，然后使用分用器將收到的高速信號(hào)分給相應(yīng)的用戶(hù)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口以全雙工的方式來(lái)傳輸高速信號(hào)信息，這樣就實(shí)現(xiàn)了信號(hào)數(shù)據(jù)的并行處理，提高了通信線路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用率。

在數(shù)據(jù)鏈路層，交換機(jī)的使用將一個(gè)物理信道劃分為多條虛擬的信道，可以保證多個(gè)用戶(hù)并行收發(fā)信息且互不干擾。

在網(wǎng)絡(luò)層，分組交換技術(shù)和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)可以保證非即時(shí)性的突發(fā)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并行處理。分組數(shù)據(jù)是由數(shù)據(jù)報(bào)文拆分成的非常小的數(shù)據(jù)塊，它在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程中占用的存儲(chǔ)空間小，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延短，從而可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的并行處理。

在傳輸層和應(yīng)用層，傳輸層為應(yīng)用進(jìn)程提供端到端的傳輸服務(wù)和邏輯信道。應(yīng)用層主要面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的使用，這兩層并行處理的對(duì)象都為進(jìn)程，無(wú)論是計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)還是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作系統(tǒng)對(duì)于進(jìn)程的并行處理都已形成成熟的機(jī)制。

（三）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的遞歸思想

遞歸的認(rèn)識(shí)是從斐波那契數(shù)列、漢諾塔等問(wèn)題開(kāi)始，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)家的研究，遞歸算法在現(xiàn)代科學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域都有直接的應(yīng)用。根據(jù)邱奇-圖靈論點(diǎn)，一切可以計(jì)算的函數(shù)都是遞歸函數(shù)。這實(shí)際上是將遞歸算法上升到思想的高度，遞歸思想已經(jīng)成為計(jì)算思維的重要組成部分。遞歸思想在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的表現(xiàn)有很多方面。例如，OSI參考模型將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成七層，網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。不同層次的形成是通過(guò)不同層次的協(xié)議字段封裝實(shí)現(xiàn)的，下層通過(guò)封裝加上了實(shí)現(xiàn)本層功能的信息，同時(shí)包含了上層數(shù)據(jù)單元的信息。在通信的過(guò)程中，發(fā)送信息節(jié)點(diǎn)將原始數(shù)據(jù)從高層到低層一次次地封裝，最后將封裝后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到傳輸線路上；接收信息節(jié)點(diǎn)收到來(lái)自傳輸線路上的信息后，將數(shù)據(jù)信息從底層到高層一次次地解封裝，最后還原出原始信息。在整個(gè)通信過(guò)程中，反復(fù)進(jìn)行的封裝和解封裝這兩個(gè)互逆的過(guò)程實(shí)際上就是遞歸過(guò)程。此外，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)本地DNS服務(wù)器對(duì)用戶(hù)的域名解析請(qǐng)求無(wú)法直接回復(fù)時(shí)，“遞歸查詢(xún)”解析就會(huì)啟動(dòng)。也就是說(shuō)，在本地DNS服務(wù)器上查詢(xún)不到用戶(hù)要求的域名和IP地址對(duì)應(yīng)列表時(shí)，本地DNS服務(wù)器就會(huì)自動(dòng)遞歸到上級(jí)DNS服務(wù)器查詢(xún)，然后將查詢(xún)結(jié)果返回并保存到本地DNS服務(wù)器的解析列表中。

（四）廣播技術(shù)體現(xiàn)了計(jì)算思維的窮舉方法

窮舉法是靠“蠻力”直接簡(jiǎn)單地解決問(wèn)題的方法，即在問(wèn)題求解過(guò)程中，只要確定了問(wèn)題解的空間范圍，就可依靠窮舉法這種簡(jiǎn)單的逐一測(cè)試辦法找到問(wèn)題的解。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擁有運(yùn)算速度快的優(yōu)勢(shì)，窮舉法成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中非常有用的方法。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的廣播技術(shù)就是窮舉法的具體應(yīng)用。例如，在一個(gè)以太網(wǎng)中，源主機(jī)必須知道目標(biāo)主機(jī)的MAC地址才能與未知的目標(biāo)主機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。那么，怎樣才能獲取目標(biāo)主機(jī)的MAC地址呢？首先，源主機(jī)利用ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議）向以太網(wǎng)中發(fā)送含有目標(biāo)主機(jī)IP地址的ARP協(xié)議廣播數(shù)據(jù)包，以太網(wǎng)內(nèi)的其他主機(jī)都可以收到源主機(jī)發(fā)出的廣播數(shù)據(jù)包，直到目標(biāo)主機(jī)收到ARP協(xié)議廣播包后就會(huì)響應(yīng)源主機(jī)的請(qǐng)求，把自己的MAC地址告訴對(duì)方以實(shí)現(xiàn)通信。在上述過(guò)程中，利用ARP協(xié)議廣播的過(guò)程就是從網(wǎng)絡(luò)的未知主機(jī)中窮舉出目標(biāo)主機(jī)的過(guò)程。此外，其他如網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議通過(guò)發(fā)送廣播地址的方式尋找默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器地址、DHCP服務(wù)器地址以及動(dòng)態(tài)路由協(xié)議進(jìn)行路由選擇等過(guò)程，本質(zhì)上都是利用窮舉法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過(guò)程。

（五）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性保障機(jī)制體現(xiàn)了計(jì)算思維

計(jì)算思維按照預(yù)防、保護(hù)的方式維護(hù)系統(tǒng)，并通過(guò)冗余、容錯(cuò)和糾錯(cuò)方式，在最壞的情況下進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)，從而保證系統(tǒng)的可靠性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性保障機(jī)制就是按照這樣的方式，在網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障的情況下，仍然可以通過(guò)冗余線路為用戶(hù)提供服務(wù)，同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)迅速恢復(fù)到正常的穩(wěn)健狀態(tài)。這種機(jī)制體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的許多方面，我們從差錯(cuò)控制、安全性控制和增強(qiáng)適應(yīng)性三個(gè)方面進(jìn)行探討。

在差錯(cuò)控制方面，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要進(jìn)行兩種類(lèi)型的控制：一是對(duì)信息傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行控制，二是對(duì)由于網(wǎng)絡(luò)信道擁塞造成的數(shù)據(jù)丟失進(jìn)行控制。第一類(lèi)控制主要通過(guò)提高線路和傳輸設(shè)備的性能和質(zhì)量以及在數(shù)據(jù)鏈路層采取糾錯(cuò)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如，大量采用光纖作為傳輸媒介，就會(huì)大大降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤率。第二類(lèi)控制主要通過(guò)傳輸層TCP協(xié)議的流量控制及擁塞控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如，通過(guò)TCP協(xié)議的窗口滑動(dòng)機(jī)制可以隨時(shí)根據(jù)接收方的處理能力和網(wǎng)絡(luò)的處理能力選擇一個(gè)最合適的發(fā)送速率，同時(shí)，對(duì)于因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)間擁塞而導(dǎo)致丟失的數(shù)據(jù)可以采取重傳措施，從而有效保障了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

在安全性控制方面，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是從物理和邏輯兩個(gè)角度入手：一是通過(guò)增加冗余線路、冗余設(shè)備和增加備份電源的方式，保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物理屬性的安全；二是對(duì)接入層、匯聚層和核心層分別采取設(shè)置安全訪問(wèn)控制列表、進(jìn)行管理身份認(rèn)知和強(qiáng)制密鑰授權(quán)等措施，三管齊下保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)邏輯屬性的安全。

增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性實(shí)際上是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于新趨勢(shì)、新技術(shù)、新理念的適應(yīng)能力。比如，對(duì)于當(dāng)前IPV4地址池出現(xiàn)枯竭的問(wèn)題，通過(guò)采用NAT技術(shù)（地址轉(zhuǎn)換技術(shù)）以及IPV6地址版本就可以從根本上解決。另外，對(duì)于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)要求“人性化”服務(wù)的新趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)廣泛采用了WEB2.0技術(shù)，從而推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用互動(dòng)水平的提高。

四、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維

要把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程打造成一個(gè)培養(yǎng)計(jì)算思維的平臺(tái)，首先要對(duì)計(jì)算思維的本質(zhì)做到全面的分析，發(fā)掘潛藏在計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算思維和方法，并從教學(xué)內(nèi)容組織和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行教學(xué)改革。

（一）教學(xué)內(nèi)容組織

要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中組織和呈現(xiàn)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，從“導(dǎo)出問(wèn)題，尋求思路，進(jìn)而引出解決方法，或得出實(shí)現(xiàn)方法的角度”入手是一個(gè)好的辦法。按照這樣的組織結(jié)構(gòu)實(shí)施教學(xué)，可以使具體的教學(xué)過(guò)程成為問(wèn)題的解決過(guò)程。比如，教師在講解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)，可以先引入“在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，不同型號(hào)、不同廠商、不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)如何實(shí)現(xiàn)通信”這一問(wèn)題，其解決思路是在它們之間設(shè)計(jì)一個(gè)共同遵守的規(guī)則程序，有了這個(gè)程序就可以識(shí)別不同計(jì)算機(jī)的信息，最后通過(guò)這個(gè)程序的“翻譯”實(shí)現(xiàn)它們之間的通信，從而可以推出網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的具體理論講解。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證學(xué)生網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)親自應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)，鍛煉計(jì)算思維在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。以培養(yǎng)計(jì)算思維為目的的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算思維三個(gè)方面入手，循序漸進(jìn)。

首先，設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，并講清楚步驟、結(jié)果和其中蘊(yùn)含的思維。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

其次，設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)工具和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的能力。教師可以把實(shí)驗(yàn)中需要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和連接方式以及所用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)告訴學(xué)生，讓他們動(dòng)手去實(shí)驗(yàn)功能。

再次，通過(guò)構(gòu)造性試驗(yàn)，使學(xué)生能夠自主地運(yùn)用計(jì)算思維的方法，建立有效的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，了解運(yùn)用計(jì)算思維方法處理問(wèn)題的過(guò)程[3]。比如，教師只給出特定環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)需求，讓學(xué)生思考后建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?，?xiě)出網(wǎng)絡(luò)配置步驟，最后給出結(jié)果。

五、結(jié)束語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，是大學(xué)計(jì)算機(jī)教育改革的重要內(nèi)容。本文解讀了計(jì)算思維的概念，詳細(xì)分析了計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用和體現(xiàn)，并以解決網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題為導(dǎo)向，從教學(xué)內(nèi)容組織和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)課程教學(xué)改革做了初步探討，以期為推進(jìn)我國(guó)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教育改革提供參考。

［1］Seymour Papert.An Exploration in the Space of Mathematics Educations［J］.International Journal of Computers for Mathematical Learning，1996，1（01）：95-123.

［2］陳國(guó)良.計(jì)算思維導(dǎo)論［M］.北京：高等教育出版社，2012：10-11.

［3］朱勇，楊洪偉，宋曉強(qiáng).大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)途徑［J］.計(jì)算機(jī)教育，2013（05）：35-38.

［責(zé)任編輯：高巍］

The Application and Implementation of Computational Thinking in Practical Teaching of Computer Network Course

JIA Wei，XIAO Ning，LI Xin
（School of Information Management，Shanxi University of Finance&Economics，Taiyuan 030006，China）

This article starts with the importance of cultivation of computational thinking in computer education，interpreting the concept of computational thinking，analyzing the application and implementation and of computational thinking in computer network. In the end，the article conducts a fundamental research and discussion of the reformation of the practical teaching of computer network course based on the organization of teaching content and experiment designing.

computer network；computational thinking；education reformation

G642

A

2095-106X（2015）03-0050-04

10.13782/j.cnki.2095-106X.2015.03.010

2015-08-06

山西省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度課題“云服務(wù)環(huán)境下區(qū)域教育協(xié)同創(chuàng)新模式的研究”；2012年山西省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目“基于校企合作的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐教學(xué)模式研究”（J2012053）；2013年山西省高等學(xué)校教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目“財(cái)經(jīng)類(lèi)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)管理與分析課程群教學(xué)體系研究”（J2013047）

賈偉（1961-），男，山西臨汾人，山西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院教授，主要研究方向是網(wǎng)絡(luò)資源管理、電子商務(wù)；肖寧（1968-），男，廣西北流人，山西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院教師，主要研究方向是軟件工程、電子商務(wù)；李鑫（1980-），男，山西懷仁人，山西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院，主要研究方向是網(wǎng)絡(luò)信息資源開(kāi)發(fā)與利用。