1、1网络技术课程中概念教学中的问题与解决策略陈凯（上海位育中学）*（第 1 页至第 9 页为研究报告，第 9 页至第 38 页为附件）摘要：本课题主要是围绕高中信息科技网络技术单元的具体概念的落实，研究信息科技课程中，提升学生科学素养的方法和策略，研究帮助学生挖掘和理解信息技术所内涵的科学思想、科学方法和科学原理的方法和策略，研究创设有利于学生的创新实践的整体科学精神与人文背景相关情境的方法和策略。通过本课题研究，整理出高中教材网络技术单元中概念教学存在的几类问题，针对信息科技学科特色，研究总结出：悬搁及抛锚、类比到模拟、格义与置景和模糊并设标四种落实概念理解的教学策略。*参与此项研究并且共同写
2、作此报告的还有上海市第五十四中学的赵炯老师。*位育中学的王卿老师设计了部分具体的教案。*非常感谢市教委教研室张汶老师为本次研究提供了丰富的资源。*非常感谢杨敬宜老师、高辉老师、冯亨中老师在各方面提供的帮助。2一、网络技术单元中所出现的概念在教学中存在的问题和任何一门学科一样，概念的抽象和概括是教学目标落实的基础性任务，然而正如维特根斯坦所说：“语言是道路的迷宫，人们从不同处来到同一处地点，他们所望去的出路都是不同的” ，这所谓的“不同处” ，难免就要联系到人作为社会动物所具体身处的文化环境的不同，因此即便来自不同处的人们站在了同一地点，如阅读到同一句话、同一个规则，他们由此在头脑中浮现出的实践
3、目标也是有区别的。由于信息科技学科的特殊性，悲观者可能会因此认为，信息科技课程中概念解读中产生多义的可能性是难以避免的（比较多个版本的信息科技教材即可发现此现象！这种情况在其他学科中并不明显） ，而乐观者恰恰能够宣称，从学科整体的科学文化环境以及当前发展状况中，是能够找寻出诸多线索，以诠释的方式对概念进行理解的，即不仅仅知道“应当如此” ，而且要思考“为何如此” ，并在实践中对自己给出的、或他人给出的“为何如此”的解答加以验证。首先阐述在信息科技教学中，落实概念时常见的三类问题，对于三类现象所引用的名词并非着意生造，而是为今后深入研讨提供可作归纳的指称：1） “拱心石”现象畅销书达芬奇密码中的
4、一个关键线索就是“拱心石” ，那么什么是拱心石？相关定义是：拱心石是用在拱顶的最顶端锁定拱顶其他部分并承受压力的部分。如果对建筑学不熟悉，那么这个定义对读者的帮助着实不大：拱顶是什么？为什么要锁定？为什么要承受压力？如此追问下去，自然要引出拱的概念，于是又牵扯出拱脚、拱背、拱腹等更多概念，另外甚至还带出诸如轴向压缩、横向推力、负载转移等力学概念来，如此一路追究下去，概念越扯越多，范围越撒越广，似乎没完没了，但追究到什么程度，才能一层层收网，最终弄清楚什么是拱心石呢？哲学家们很早就讨论过所谓定义的问题，亚里士多德认为定义能够揭示事物的本质，但近代哲学家大多不对此认同，比如帕斯卡认为，下定义主要是
5、做描述和指称的工作。结合拱心石的例子，描述和指称随越来越多的概念一层层展开下去应到什么程度为止呢？帕斯卡的建议是，到一个概念能够不言自明为止。本文不打算深入探究与此相关的哲学观点，为了回避深奥晦涩的哲学术语，姑且将这种概念层层展开的情况指称为拱心石现象。拱心石现象对信息科技教学造成的困扰如幽灵般隐蔽但影响却很严重，大致的情况有： 在描述概念（知识和技能）时，引用到的其他概念（知识和技能）却要等待后续课程的进一步描述。例如在教材第一节网络基础的第一个板块网络的由来和发展中：这一阶段为了在不同结构的计算机之间实现正常的通信，制定了网络通信的TCP/IP协议。在其后的教学内容中，TCP/IP 协议这
6、一名词不可避免地出现了多次，但具体介绍TCP/IP 协议却要等到第二节中。如果事先介绍 TCP/IP 协议，却也要出现类似的问题，例如，当介绍 IP 为网际网协议的时候，就无法说明什么是网际，什么是网络协议。 在描述概念（知识和技能）时出现递归引用。例如在第一节网络基础的引言中：3计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置分散、功能独立的多个 计算机互联起来，以功能完善的网络软件实现 网络中资源共享和信息传递 的系统。不难注意到的事实是，在描述计算机网络的文字中仍然出现了网络，这也许说明“计算机网络”是一个能够描述，但很难定义的事物。但在教学中又如何处理这样的情况？怎能期望学生头脑中这些名词都
7、会自动摆放到正确的位置上去呢？ 在描述概念（知识和技能）时，略作深入则涉及知识范围超出教学要求范围，但若不作深入，则成为一系列空洞形容词的罗列。如在讲解TCP/IP时，教师虽然能够引出其特性，如兼容性、灵活性、可靠性，但却无法深入讲解其原因，因为那将引出一系列超出教学要求范围的内容来，但若不深入，却又有隔靴搔痒的感觉。相比而言，由于可见的严格的推理与证明体系，在基础教育阶段，数学或物理学等学科中很少出现拱心石现象，或者即使出现拱心石现象，由于其通向不言自明的通路很短（如几何中不多的几条公理），因此也不会给教学带来很大的困扰。这并不是说，信息科技学科缺乏严格的推理与证明体系，但由于信息科技是一个
8、综合性和应用性很强的学科，其整个体系结构仿佛是建造一个巨大而完整的拱，但其建造的原理和技术，对处于基础教育阶段的学生而言，显然是超出能力范围的。而另一方面，实际教学设计中，教师又不甘于满足能够让学生叫出拱心石的名词这样的所谓知识，或是让学生掌握在拱顶空缺处嵌入拱心石这样的所谓技能，想像一下，当伯鲁乃列斯基在大跨度的佛罗伦萨主教堂的拱顶顶端造出一个空心的采光亭而不是实心的拱心石的时候，拘泥于传统建造原理的工匠们该有多么迷惑和茫然啊。如何将在概念的落实中摆脱拱心石现象的困扰，应当是一个值得深入研究的课题，2） “蓝绿悖论”现象假设一只鹦鹉在 2000 年 1 月 1 日前是蓝色的，而 2000 年
9、 1 月 1 日后其羽毛忽然变成了绿色，那么人们应当称其为是蓝鹦鹉，还是蓝绿鹦鹉呢？尼尔森.古德曼所提出的著名的“蓝绿悖论”很多哲学文章讨论的课题，不过其中所谓的悖论是从统计学角度分析而产生的（所有的蓝鹦鹉是否是蓝绿色的） ，而在自然或人类社会的动态发展中，可产生“蓝绿悖论”的案例相当常见，因此本文称其为“蓝绿悖论”现象，从语义上并不矛盾。信息科技作为一门学科其历史并不久远，而发展动态却很大，一般认为诸如自动控制、计算机系统结构、数学可算性理论、算法设计、软件工程、数据库、人工智能、网络与通信等多个领域属于信息科技的研究范畴，但回溯该学科的发展历程，不难发现其与数学、逻辑学、物理学、生物学、心
10、理学、哲学、语言学等诸多学科联系紧密，甚至在某些局部区域相互交融难分彼此。一方面，数学、逻辑学、物理学等学科的诸多研究成果直接成为信息科技理论的基础；另一方面，作为一门具有很强应用性和实用性的学科，信息科技在其自身发展进程中越来越多地与其他学科发生关联。因为这种复杂的动态联系， “蓝绿悖论”的产生屡见不鲜，十九世纪中期巴贝奇研究差分机时，还根本没有出现信息科技这样一个领域，二十世纪三十年代，图林研究数字离散状态机理论时使用的完全是数学和逻辑的方法，他的一篇现在被认为对信息科技发展起到里程碑作用的著名论文名字叫论决定问题的可算数学 ，那么问题是，巴贝奇和图林是数学家，还是数学与信息科技学家？这4
11、样提问绝不是无理取闹，大致的情况有： 在描述概念（知识和技能）时，引出非本学科的概念。例如，当涉及双绞线、同轴电缆、光纤的抗干扰特性时，分别涉及到交流电相位、电磁屏蔽、全内反射等知识。但仅有电磁屏蔽的原理学生在物理课中略有接触，而其他相关知识又并不是信息科技课的内容。这时教师就面临类似空中楼阁的困境。 概念（知识和技能）源自其他学科，但为信息科技学科所应用。例如“拓扑” ，很显然是数学概念，信息技术中，当涉及组网问题时，拓扑学的方法可精确且恰当地用来描述网络节点之间的复杂状况。3） “结绳”现象信息科技学科不是一门基础性学科，其组成仿佛是将多条线缠绕成一股绳子，并且随着缠绕的继续，有更多条线被
12、缠绕进来，而信息科技的研究目标与特有的思维方式保证这些线能正确地缠绕成一个整体，而非一团乱麻。如果说缠绕绳子是一种学问的话，那么这种学问作为一个整体，更多表现在缠绕的方式和目标上，而非线本身，尽管为了更有效地缠绕绳子，常常需要先行研究那些线的特性。然而高中课程的学生思维水平决定了课程内容很大部分限于操作和应用的阶段，因此教材中许多概念往往是直接拿来使用，有时并未说明其来由、原理、有时不区分这个名词在理论和实际应用上的差别、有时也不会特意提醒名词随科技发展自身内涵的微妙变化，大致情况有： 教材中直接出现并未给出定义的名词，这是在教材中随处可见这样的情况。例如在第一节网络基础的第一个板块网络的由来
13、和发展中：分布在马路边、商场等场所的 ATM 机、 POS 机也是联网的，能让人们很方便地使用银联卡消费，而不用担心是否带 足了现金。又如在第一节网络基础的第三个板块网络三要素中：常见的协议有：TCP/IP、IPX/SPX 和 NetBEUI 等。局域网中用得较多的是 IPX/SPX 协议。这里无论是 ATM、POS 还是 IPX/SPX、NetBEUI，在后续课程中就再也不出现了，虽然都是未给出定义的名词，但其具体情况还是有区别的，比如 ATM 和 POS，教材编写者可能预先认为是高中生在生活中理应知晓的名词，至于 IPX/SPX，其目的仿佛是为了给局域网增加一个特性，因此只要知道有这样一个
14、名词，而未必是要深入探索其中的含义。但在教学中，对于这些名词应该把握到什么程度，就不仅给教师也给学生带来困惑。 对象的属性在不同情境下可能产生变化。例如域名（domain name），一般来说是包括主机名（hostname）的，但在向服务商申请时所填写的域名，却是不包含主机名的，这里理论和应用中，名词的意义是不同的。又如当提及局域网和广域网的区别时，教材中所引用的特性引自经典的资料，但信息科技发展迅速，当前情况相对传统技术实现来说，已经有了很大的改变。这些变化往往让人感5觉无所适从。三、对于网络技术单元中概念的落实，教师的疑问和需求网络技术单元中概念涉及各种专有名词数量庞大，有必要进行梳理，邬
15、老师在市教委教研室组织的关于网络技术单元概念落实的研讨会中指出：网络部分概念涉及名词数量华师大版有 178 个，地 图版有 131 个，并且概念 难易差别大，简单的有电子邮件、电子邮件地址等，复 杂的如模拟信号、数字信号、 调制解调器、面向连接协议、频分复用技术、以太网、线路交换、分组交换， 还 有一些生僻概念如用途因特网邮件扩充协议 MIME、令牌总线、令牌环等。（摘自 2008 年 10 月市教研室组织的网络技术单元概念梳理与落实研讨会的会议纪录）对于如何落实网络技术单元中的诸多概念，教师们较无疑义的是，那些在日常工作、学习、生活中的基本技能显然是重要的，但此外的认识，在观念上却有非常大的
16、差异。例如，2008 年 6 月在徐汇区教育学院发放的调查表格中有如下问题：关于 TCP/IP，你认为：A 学生知道这个名词以及该协议为 Internet 上应用最广泛的 协议就可以了B 需要对该协议之所以为 Internet 上应用最广泛的协议的原因给出一个简单的阐述C 需要对该协议的工作模式的基本技 术原理有简单的了解D 前三项中任何一项都无法表达自己的看法，我的观点是（ ）在一般网络应用中，其实并不需要进行 TCP/IP 相关的设置，操作系统安装后总是默认正确安装了 TCP/IP 等协议，那么如果仅仅以日常工作、学习、生活中的基本技能作为衡量概念重要性的标准的话，就不会将 TCP/IP
17、作为重点。但在教学内容 TCP/IP 又占有一定的地位，一方面引出后续课程中 IP 地址设置（以教材顺序就），另一方面 TCP/IP 又成为描述 Internet 的组成部分（历史上甚至是 Internet 的前提）。徐汇区高中信息科技教师的 25 份反馈，其中选 A 的是 10 份，选 B 的是 10 份，选 C 的 4 份，另有一份选择 D，其观点是认为只要知道存在 TCP/IP 这样一个协议就可以了，可见差异之明显。另外如以下问题：关于集线器和交换机的区别，你 认为：A 不需要明确分析其区别，只点出其功能类似即可B 比较笼统地以性能差异描述其区 别C 比较仔细地阐述其技术实现 上的区别D
18、 前三项中任何一项都无法表达自己的看法，我的观点是（ ）选 A 的是 6 份，选 B 的是 16 份，选 C 的 3 份，选 B 的占多，市二中学的富老师在开设公开课时采用了选项 B 的处理方法，而鲁迅中学黄老师开设公开课时采用的是 C，她比较仔细地阐述了两者技术实现上的区别。这里引用调查统计的结果，并不是想说明哪一种处理方式更为妥当，只是想说明，在概念落实中，除了日常工作、学习、生活中的基本技能以外，一定还有其他更重要的东西，针对信息科技教学，根据三维目标精神，笔者给出落实概念中三个层面的方向：第一个层面：日常工作、学习、生活中的基本知识和技能；6第二个层面：从设计者的角度，体验以信息科技解
19、决具体问题的策略与科学方法；第三个层面：探究现象之所以形成的科学上的原因，以及其与社会文化的相互影响。在对网络技术单元进行全面的考察后发现，以上三个层面相互之间未必一定围绕同一个教学内容展开，也就是说，层面二的落实未必是从层面一深入而得到，层面三的落实未必是从层面二深入而得到。这三个层面的目标仅仅是一个初步的方案，其设立的依据，笔者在生存，还是毁灭-关于信息技术学科哲学基础的探讨与由学科交叉性探索中学信息科技教学目标的落实两篇论文中有比较详细的论述，本报告的重点，是如何根据以上总体方向，整理出落实网络技术单元中基本概念的具体策略。四、落实网络技术单元中基本概念时的具体策略分析1、悬搁及抛锚“悬
20、搁”（epoche）是希腊怀疑主义哲学的基本原则，与古希腊哲人“悬搁一切判断”以求内心宁静想对应的是，这里“悬搁”的作用，是不追究部分名词的来源、部分结论的推论本身，而直接求其应用。鲁迅中学黄老师在其公开课上，当讲解交换机后不可避免地牵扯出路由器时对学生说：“路由器通常架设在两个不同的网络之间，但其基本工作原理由于涉及到还未讲解的TCP/IP，因此到后面的课程中再介绍”，很显然是将路由器的工作原理悬搁了。由于当其讲解到网络设备时，虽然教材中列出了路由器的名字，然而要讲解其基本工作原理却必须引用到后续课程才出现的概念，这里的悬搁处理是很容易让学生们认可的。注意悬搁不等于抛弃，它只是将问题暂时放一
21、下，而抛出锚落在以后的教学内容中，因为对于学生“何以应该如此应用”的疑问，教师应当鼓励而不是忽略。对学生来说，在以往的理科教学中实际上并不常见有悬搁的情况，例如欧氏几何是从少数几条公里出发而推导出一系列定理，再由定理出发证明一系列问题，经典物理学也有类似的结构。不过对高中学生来说，认识悬搁是一个有用的思想方法上的准备，甚至对于数学也是如此，例如在数学是什么一书中，当描述到纽结时：图中两个三叶形纽结。这两个 纽结彼此间是完全“ 镜像”对称的，而且是拓扑等价的，但不全同。问题是，究竟能不能把这些纽结中的一个连续地变 形为另一个，回答是否定的，但要证明这个事实需要了解比我们这里更多的拓扑学和群论的知
22、识。（摘自数学是什么）请注意，作者给出了一个名词，又给出了一个实际的例子，但却没有给出这个之所以得到结论的具体原因，而只是抛出了“拓扑”和“群论”这两个锚，有兴趣的读者可以寻找更深层次的著作来解决他心中的疑惑，但对一般读者来说，作者列举纽结这样一个拓扑学问题的目的已经达到了。类似的，在信息科技教学中，当介绍网络设备时，其目的在于知道设备的种类，而基本工作原理却可以悬搁，对于路由器的例子是抛锚到后续课程，而对于传输介质这一板块的内容中涉及到抗电磁干扰相关的一些名词，就要抛锚到物理课上去了，而在讲解7TCP/IP 时，很可能要抛锚到大学课程中。这并不意味着没有实现教学目标，正如柯朗在写作数学是什么
23、时，他面向的是不具备拓扑学和群论深层次知识的读者，并且也并不打算让他所有的读者都来了解这些深层次知识，如果有哪些读者不畏困难有意攀登，那自然很好，如果读者只是要了解什么是纽结，那么仿佛是欣赏西湖的三潭，仅仅将月亮当作背景就可以了。2、类比到模拟类比是一种逻辑方法，假如两个对象具有某些相同或相似的性质，那么就推断它们在其他性质上也有可能相同或相似，这是一种或然性的推理方法。在网络技术概念的落实中，并不是借用推理过程，而是由于两个对象可达到相同或相似的结果，就可以借学生较为熟悉的对象的属性，去了解另一个并不熟悉的对象的属性。类比是科普作家常用的手法，霍金在时间简史中将粒子自旋用扑克牌的旋转做类比，
24、很显然霍金注意到他的读者并非科学工作者，但扑克牌的例子有助于读者了解科学工作者采用的思想方法。信息科技课程中有时也不得不采用类比的办法，例如关于 TCP/IP，若将其解释清楚，需要数百页的技术资料，但教材只用了一页的篇幅来介绍 TCP/IP，并且所取的角度也很巧妙，主要介绍 TCP/IP 的特性。课堂中常见的一些处理，是用飞机场的行包传输系统来做类比。赵老师在 2008 年 11 月 27 日的课中有这样的处理：让末排的学生找出一个盒子，盒子上标有接收方的地址（讲 台上的老师），盒子通 过学生人手相传送到讲台上，然后拆开盒子朗读其中所藏纸条的内容。（摘自上海市第五十四中学赵炯老师TCP/IP
25、课程教案）这里面出现许多类比，比如通过学生传递表现寻址的灵活性、通过盒子表现安全性等。这个例子到王老师那里后有了升级的版本：让末排的学生找出三个盒子，盒子上标有接收方的地址（讲 台上的老师），盒子通 过学生人手相传送到讲台上，教师 每收到盒子后进行确认，然后拆开盒子，拼接其中所藏 纸条使其成为完整的内容。（整理自西南位育中学王小艳老师的课堂记录）显然，其中还蕴涵有分组的思想以及保证可靠性的策略。不过事实上还有一些无法精确类比的地方，例如 TCP 中的三次握手过程，好在这样的技术细节并不包含在教学要求中。可是类比方法的另外一些不足之处就比较难处理，教研室包老师在市教委教研室组织的关于网络技术单元
26、概念落实的研讨会中指出：上海科技馆的黑球白球传输装置很形象，不过也有和真实不符合的地方，因为实际数据传输中，当铁球滚出后，发送方的铁球还是存在着的（铁球无法模拟信号的可复制性）。所以，不可能有完全贴切的类比，在使用类比的时候，应该让学生知晓其中的不完整性。有时候，在类比过程中可能存在一些与实际情况有明显差异的地方，在用传统邮件8系统比喻电子邮件系统时就会发生这样的问题，一方面，传统的邮局的行为和电子邮件中的邮件服务器的行为很类似，而另一方面，传统邮局一般将信件主动投递到家中，而邮件服务器不做这样的事情，它总是等用户自己取件。在这种情况下类比就成为了对比，可以将其看成类比的一种变化情况。3、格义
27、与置景格义一词最早来自佛教，当经文中的术语的具体涵义存在歧义时，需要将这个词语还原到初始的背景中考察其实际的意义。例如，当老师讲解域名时，常常举这样的情况：由于 IP 地址有 32 个二进制数或四个 0 到 255 之间的十进制数组成的，所以记忆很不方便，所以要采用主要由英文组成的容易记忆的域名。从当前看这样举例是不错的，但考查域名的出现就产生出问题，原因是域名出现的历史比 IP 地址出现的历史更为久远，所以从科学角度看，并不是由于 IP 地址的难记忆而促使人们转而采用域名。这时，格义就能发挥强大的作用，“域”以及其对应英文“domain”一词主要所指的是一种隶属关系，如果仅仅是为了记忆方便，
28、那么主机名hostname 就能够解决问题，还原网络发展中的场景，就能发现这样一段故事，某用户（同时也是信息科技方面的专家）发现邮件服务器的名字没有充分包含所需要的组织关系的信息，这使得他很难对一大堆服务器的地址进行归类，因此提出建立域名系统的建议。在讲到网络拓扑时，也可以采用格义的方法，但重点不在于讲解拓扑这个数学概念，而在于为什么在绘制网络“示意图”的时候，要用到拓扑这个数学方法：老师拿出一个盒子，盒子里是 缠成乱麻一般的一根网线，盒子两端的开口各有这根网线的两端并接在网卡上，老师 的观点是，如果需要绘制这个网 络的“ 示意图” ，直接在两个网络设备中连上一条直线就能将网络结构描述清楚，尽
29、管这样 做很不符合网线事实上的物理状况。接下来，老师拿出一根橡皮筋，上面穿起了各种小瓶子 （摘自位育中学王卿老师的教学案例）此处，王老师针对需要阐明的“义”，先是用了置景的方法，将拓扑之所以适用的场景再现出来，其后又采用了先前所描述的类比的方法深入阐述网络拓扑。4、模糊并设标教材上在第二节的第一板块内容因特网中，有以下文字：TCP/IP 是目前世界上 应用最广泛的网 络协议。TCP/IP 最初是 为互联网的原型ARPAnet 所设计的，目的是提供一整套方便实用、能应用于多种网络上的协议TCP/IP是一个协议族，它包括 TCP、IP、SMTP、FTP 等许多协议，这些协议一起被称为 TCP/IP
30、 协议。TCP 协议能为应 用程序提供可靠的通信连接IP 协议又称互 联网协议，是支持网 间互联的数据包协议仿佛文字的迷宫，虽然一连串名词出现，可最后还是没有弄清楚 TCP/IP 究竟是什么？连接为什么能够变得可靠？数据包又是什么？问题终究要归结到，TCP/IP 讲到什么样的程度？弄清楚编写者的意图是很重要的，其一是需要学生大致知道 TCP/IP 的应用程度，其二是渊源，其三是兼容性（能应用于多种网络），其四是复杂性（是一个协议族），其五9是可靠性。将这些特性作为路标，那么课堂教学就容易处理了。有些事情虽然提到了，但可以模糊，比如这里真的不需要弄清楚 TCP/IP 究竟是什么，连接为什么可靠，
31、数据包又是什么（数据包中的包一词还是让人联想到了安全性）。一个留待讨论的问题是，是否有必要让学生自己寻找路标，并将不重要的信息进行模糊处理。在科技快速发展的当代，正确理解技术文档也是非常重要的能力，那么训练这种能力是否是信息科技课内的任务？五、本课题报告尚未能解答的问题1）对于报告中首先阐述的网络技术单元中所出现的概念在教学中存在的问题，并没有完全给予解决；2）针对问题给出的解决策略尚未经过时间的检验，还没有沉淀到日常教学中；3）所研究的教学策略并未提升到在一定理论框架下进行教学法研究的程度。参考文献：计算机文化， June Jamrich Parsons;Dan Oja，田丽韫译西方哲学史2
32、008年10月市教研室组织的网络技术单元概念梳理与落实研讨会的会议纪录哥本哈根大学网站http:/www.math.ku.dk/eilers/lego.html维基百科全书http:/en.wikipedia.org/wiki/Slow-scan_television维基百科http:/en.wikipedia.org/wiki/Host_(network)语言的奥妙I.戈德伯格维基百科http:/en.wikipedia.org/wiki/Internetwork与http:/en.wikipedia.org/wiki/Internet中国电信网站标题为1969年10月29日22点30分互联
33、网诞生的文章，作者叶平数学是什么，R.柯朗 H.罗宾时间、空间和万物，B.K.里德雷维基百科http:/en.wikipedia.org/wiki/LAN#Technical_aspects以下为附件，分三部分：第一部分：对地图版教材若干问题的思考（其中注明了所使用的教学策略）第二部分：内含本文提及部分教学策略的课题研究教案集第三部分：补充本报告推论过程，但限于篇幅未列在报告中的论文一、对地图版教材若干问题的思考（其中注明了所使用的教学策略）：1）在计算机网络第一节网络的由来和发展中的引言部分有如下文字：计算机网络的发展经历了一个从简单到复杂的过程，从为解决远程计算机信息的收集和处理而形成的联
34、机系统开始，发展到以资源共享为目的而互联起来的计算机群。10可能引发的问题：“计算机网络的发展经历了一个从简单到复杂的过程”，而理解文字也是“一个从简单到复杂的过程”，如果文字无法在头脑中转换成具体所指，那么文字本身的意义是不大的，因为许多事情的发展是“从简单到复杂的过程”，例如网络的技术规范和产品功能，而又有许多事情的发展是“从复杂到简单的过程”，例如用户的使用体验。那么既然教材中只是提到了“从简单到复杂的过程”，应该是对读者（包括教师和学生）的思维发展有了预设的估计，但这并不等于说，这段文字的含义会自动显现出来，下面是个有趣的例子：面试官：现在我们要问一个问题，看看你的创造性思维能力。不要
35、想得太多，运用日常生活中的常识，描述一下你的想法。这个问题是，下水道的井盖为什么是圆的？应聘者：它们并不都是圆的，有些是方的，的确有些圆井盖，但我也看过方的，长方的。面试官：不过我们只考虑圆形的井盖，他们为什么是圆的？应聘者：如果我们只考虑圆的，那么它们自然是圆的。（材料来自未署名的网络文摘，原始出处不明）无论此例中的事实是否真的发生过，当人们叹服应聘者的超出常规的思维的时候，也不要忘记，他们自己也常常采用类似的方法来“理解”文字，他们也许这样说，对于属于或涉及到网络技术的许多事物，从某些角度看是“从简单到复杂的过程”，而从另一些角度看是“从复杂到简单的过程”，那么既然教材中仅仅指出了“从简单
36、到复杂的过程”的那些事物，那就不需要问为什么是“从简单到复杂”，因为教材中只考虑了“从简单到复杂的过程”。然而面试官的意图却并不是想让应聘者进行分类，而是想让应聘者从架设、安全、材料方面进行阐述。这里不妨如此设想，面试官的处境和教材编写者的处境、或者教师的处境是相似的，而学生究竟是真正理解了内中含义，还是只是自觉或不自觉得采用了应聘者的策略，以为自己理解了内中含义呢？教学建议：（格义与置景）教材编写者预设了思维发展的期望，对于有相当特殊性的信息科技学科来说，完全是可以理解的（具体原因请参考笔者在上海教育杂志发表的论文，此处不深入展开），但在教学中，教师应当给文字垫设背景，从编写者的预期看，此处
37、应当主要是从技术规范或功能等角度考察而得到的结论，如何看待简单和复杂，下面引用一个乐高积木的例子：乐高是一头有凸粒，另一头有可嵌入凸粒的孔的积木，它们能紧密的扣在一起，只用6块不同颜色的4*2孔积木组合在一起，就可产生出915103765种模型。乐高积木能够拼搭出几乎无限多种类的模型，从一间小屋到帝国大厦、从一辆小汽车到宇宙空间站。（材料综合及翻译自哥本哈根大学网站http:/www.math.ku.dk/eilers/lego.html）儿童可以用六块石头来拼搭出一张桌子和一个小凳子，这很简单，但如果用1000块石头来搭帝国大厦就很困难了，搭宇宙空间站就更是难以想像，用六块乐高积木拼搭出一张
38、桌子和一个小凳子，和用石头难度上差不多，但事实上形状上受到的限制更甚于石头，不过用许多乐高积木搭帝国大厦和宇宙空间站却不算是什么困难的事情。与此类似的是，当前环境中组建一个局域网并不是什么很困难的事情，因为网卡可以购买、11网线可以购买、协议是预设在操作系统中的，积木都是现成的，并且留出了可拼搭连接的凸粒和孔，所以一方面用户体验是简单的（某种程度上说网络管理员也是用户），而实现的功能却可以非常复杂。从这个角度再回头看教材中“从为解决远程计算机信息的收集和处理而形成的联机系统开始，发展到以资源共享为目的而互联起来的计算机群”就比较容易理解，在技术复杂性高而应用复杂性低（实际上就是很难产生高效的应
39、用），用户需求被综合成本限制了，所以网络上可以传送单词或语句如“英国人从海上进攻了”，或“战斗才刚刚开始”甚至简短至“LOG”，但传电影“偷袭”、“终结者”或“黑客帝国”就困难许多。只是不要将文字描述绝对化，毕竟传播“战斗才了刚刚开始”的信息也是资源共享，而看网络电影也是信息收集。（备注：这其中的“资源共享”如对应引言开始时的计算机网络概念的描述中的“资源共享”，则可能使学生产生困惑，似乎可认为此处所指的是广义的“资源共享”，而此前网络概念中所出现的与“信息传递”相并列的“资源共享”的含义是狭义的。）2）在第一节的第一板块内容网络的由来和发展中，有以下文字：随着计算机应用的发展、一个部门或一个
40、单位可能拥有很多台计算机，从而形成一个计算机系统，这些计算机系统有可能分布在不同的地区，它们之间经常需要进行信息交换。这种以传输信息为主要目的，用通信线路将主机系统连接起来的计算机群，称为计算机通信网络，它是计算机网络的低级形式。随着计算机通信网络的发展和广泛应用，通信网络用户对网络提出了更高的要求：希望共享网内计算机系统资源或联合几个计算机系统共同完成某项工作。这就形成了以共享资源为主要目的的计算机网络。可能引发的问题：在网络技术单元的教学内容中，出现自我循环的悖论似乎是很难避免的事情，即便在教材上也是如此。为什么说“很多台计算机从而形成一个计算机系统”，那么究竟一台计算机是不是一个计算机系
41、统？如果没有网络，那么这“很多台计算机系统”又是如何协同工作的？而所指的“计算机网络的低级形式”的“计算机通信网络”又是不是一个网络呢？教学建议：（模糊）文字的模糊实际上反映出实际现实的模糊，所以为了让大将清晰地领悟内中的模糊（而不是把模糊变清晰），这里也同样举一个模糊的例子：慢扫描电视是（Slow-scan television）一种利用无线短波传送连续图像信号的系统，又被称为窄带电视系统，当前的流行配置是利用个人电脑代替传统的显示设备。（综合及翻译自维基百科全书http:/en.wikipedia.org/wiki/Slow-scan_television）当人们称“窄带电视系统”时，他所
42、想要指称的一定不是一台单个电视，同样的，“慢扫描电视”不是通常意义上的电视而是一种传输连续图像的方式。当人们困惑于以下问题，一个慢扫描电视从技术上说是不是属于广播电视系统的时候，答案也许就是模糊的，因为不同的技术规范之间的差别不是银河系和仙女星系的差别，而可能是仙女星系和仙女伴星系的差别。总有星系中的一部分物质，两边都可以归类，明白这种模糊是必要的。12慢扫描电视的例子中还有另两个模糊所在，其一是，就是慢扫描电视所做的工作是传输信息还是资源共享呢？其二是，当个人电脑加入到慢扫描电视的传输工作中后，这个系统算不算得上是一个网络系统呢？照定义来看几乎完全对得上，它利用了通信设备即无线电短波通信、修
43、染是将地理位置分散、功能独立的多个计算机互联起来，并有一整套协议、信息交换方式和操作系统的支持（回顾第一节开头在描述什么是计算机网络的时候，请注意描述中仍然出现了“网络”一词，对于人们已经在意识中认定的“网络”这似乎不成问题，可如此一来这个描述就具有递归性，所以无法来鉴别哪些是计算机网络而哪些不是）。因此，承认这种模糊，让学生认识到其中的模糊，体验其中的模糊，试着领悟为什么会有如此的模糊，不要将教学变成讲述什么是什么，什么属于什么之类的工作。3）在第一节的第一板块内容网络的由来和发展中，有以下文字：用通信线路将主机系统连接起来的计算机群，称为计算机通信网络，它是计算机网络的低级形式。可能引发的
44、问题：既然当前的计算机网络系统也是通过通信线路相互连接，那么又为什么说通信线路将主机系统连接起来的计算机群是计算机网络的低级形式呢？另一个问题是：通信线路、主机系统都是变化中的名词，例如主机系统，这个词语虽然在教材中出现，但却没有描述过，在一些地方似乎默认将计算机和主机两个概念对等，在另一些地方却又不是这样。主机所对应的英文单词是host，但这个单词却是一词多义的典型代表主机一词来自短语终端主机，所指的是一台多用户计算机，它为计算机终端提供服务。在RFC规范中，主机常常就是指Internet或其前身ARPANET；主机是指连接因特网的电脑，每个主机必然是一个网络节点，但每个节点未必一样是主机。
45、（摘自维基百科http:/en.wikipedia.org/wiki/Host_(network)）教学建议（格义与置景）：在教学中可举例说明名词在不同场景中所指，注意通信线路和后面提到的传输介质的区别，前者是从功能角度出发后者是从物理角度出发的概念（通过列举对等的语义范畴中的词语，就能理解两者所指重点的区别）。而文中又指出计算机通信网络是计算机网络的低级形式，也许是对应着引言中“从为解决远程计算机信息的收集和处理发展到以资源共享为目的而互联起来的计算机群”的前半句话。语言随着人的生命流动，只不过节拍比较慢一些罢了。语言的变化总要落后于客观现实的变化。（摘自语言的奥妙I.戈德伯格）13这段文字
46、或许可以还原成这样的场景，在计算机网络发展初期，科学和技术工作者并不是一开始就有一个完善的技术架构，让计算机进行远程通信的工作中，其数据传输部分利用了当时现有的通信线路，因此说“用通信线路”如何（事实上现在也正是如此），当技术成熟、规范完善以后，人们终于能够将用于计算机网络的通信系统的指称（注意是指称）从整个通信系统中抽象出来了,所以不妨这样理解，通信系统这个词语的语义范围发生了变化，所以要理解这些文字，还必须建立起相关技术背景。但如此就遇见了另一个问题，如何设计一种性价比高的方案，来解释清楚，或是有策略地回避这些问题呢？4）在第一节的第一板块内容网络的由来和发展中，有以下文字：在当今信息化社
47、会中，局部范围的计算机网络（局域网）已经不能满足日益增长的需求，人们迫切希望实现不同网络的互联，这就形成了网际网。可能引发的问题：“在全球一体化的社会中，局部范围的交通网络已经不能满足日益增长的需求，人们迫切希望国际间交通互联，因此有了跨国公路、跨国铁路、国际航班，这就形成了国际交通网络”这句话的表述看来是没有问题的，但有些奇怪，奇怪在于，人们肯定知道在阿嘉莎.克丽丝蒂的时代就有横跨欧亚的铁路（东方快车谋杀案虽然是虚构的小说，但背景是确实的），那么在当时似乎还不能算是全球一体化的社会，当然，也不可能由于当时人们“迫切”的“希望”，“这就”形成了国际交通网络。如果将时代背景放在全球一体化的今天，
48、这段看起来表述没有问题的语句，逻辑上还是很奇怪，显然人们确实可能“迫切希望”实现国际交通网络的互联，但这个时候国际交通网络却已经形成了，人们真实的需求是提高这个网络的效率。因此，此表述从局部的需求分析出发看并没有多少问题，但长期、宏观地看却未必如此。并且由于局部和全部在逻辑关系上是相互依存的，因此也不能给局部和全部之间给出因果关系。教学建议：维基百科上有一幅关于网际网的漂亮示意图，其关键在于互相连接而不是局部和全部的先后关系。一幅雪花形状的分形图也许更能说明问题，图片观察者能够从宏观状态出发观察至微观状态，也能反过来，从微观状态出发观察到宏观状态。分形图案的发展还能说明另一个问题，许多时候网际
49、网的发展中，很多时候很难说是局域网相互连接，因为所谓的局域网在更微观的展开后更象是内含很多局域网的广域网。这样看来，与其被局域网之类的名词困扰，还不如简明地宣称“网际网”是不同网络的互联”，这其中既不出现“当今信息化社会”，也不出现“局域网”以及“人们的迫切希望”。5）在第一节的第一板块内容网络的由来和发展中，有以下文字：因特网也称国际互联网，它的发展大致可以划分为三个阶段：1968至1984年为研究实验阶段。由美国国防部高级计划研究署建立ARPA网，把美国重要的14军事基地与研究单位用通信线路连接起来1995年以后进入商业化阶段。其主干网从原来由政府部门资助转化为由计算机公司、商业性通信公司提供。可能引发的问题：计算机网络的发展和因特网的发展是否是同一件事情呢？英文中，词根inter表示相互，因此将internet翻译成互联的网络是没有什么问题的，注意将两个网络互联还必须基于共同的路由技术：internet实际上是internetworking的简称，它通过共同的路由技术，将两个或多个独立的计算机网络连接起来
