网络技术课程中概念教学中的问题与解决策略

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1、网络技术课程中概念教学中的问题与解决策略上海位育中学 陈凯第2页至第14页为研究报告，第15页至第61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作此报告的还有上海市第

2、五十四中学的赵炯老师。*位育中学的王卿老师设计了局部具体的教案。*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。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根底性任务，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、同一个规那么，他们由此在头脑中浮现出的实践目标也是有区别的。由于信息科技

3、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防止的比拟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开展状况中，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?中的一个关键线索就是“拱心石，那么什么是拱心石？相关

4、定义是：拱心石是用在拱顶的最顶端锁定拱顶其他局部并承受压力的局部。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，比方帕斯卡认为，下定义主要是做描述和指称的工作。结合拱心石的例子，描述和指称随越

5、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：l 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根底的第一个板块网络的由来和开展中：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协议这一名词不可防止地出现了屡次，但具体介绍TCP/IP协议却要等

6、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。l 在描述概念知识和技能时出现递归引用。例如在第一节网络根底的引言中：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会自动摆放到正确的位置上去呢？l 在描述概念知识和技能时，略作深入那么涉及知识范围

7、超出教学要求范围，但假设不作深入，那么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，但假设不深入，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，在根底教育阶段，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

8、原理和技术，对处于根底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1月1日后其羽毛突然变成了绿色，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

9、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开展中，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，而开展动态却很大，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，但回溯该学科的开展历程，不难发现其与数学、逻辑学、物理学、生物学、心理学、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

10、直接成为信息科技理论的根底；另一方面，作为一门具有很强应用性和实用性的学科，信息科技在其自身开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开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？这样提问绝不是无理取闹，大致的情况有：l 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

11、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。l 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根底性学科，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

12、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局部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异、有时也不会特意提醒名词随科技开展自身内涵的微妙变化，大致情况有：l 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。例如在第一节网络根底的第一个板块网络的由来和开展中：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，而不用担忧是否带足了现金。又如在第一节网

13、络根底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，比方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。l 对象的属性在不同情境下可能产生变化。例如域名domain

14、name，一般来说是包括主机名hostname的，但在向效劳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，但信息科技开展迅速，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：网络局部概念涉及名词数量华师大版有178个，地图版有131个，并且概念难易差异大，简单的有电子邮件、电子邮件地址等，

15、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2021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、生活中的根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差异。例如，2021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

16、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根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、生活中的根本技能作为衡量概念重要性的标准的话，就不会将TCP/IP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的组成局部历史上甚至是Internet的前提。徐汇区高中信息科技教师的25份反应，其中选A的是10份，选B

17、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 比拟笼统地以性能差异描述其区别C 比拟仔细地阐述其技术实现上的区别D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，她比拟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

18、实中，除了日常工作、学习、生活中的根本技能以外，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、生活中的根本知识和技能；第二个层面：从设计者的角度，体验以信息科技解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，还是消灭-关于信

19、息技术学科哲学根底的探讨?与?由学科交叉性探索中学信息科技教学目标的落实?两篇论文中有比拟详细的论述，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根本概念的具体策略。四、落实网络技术单元中根本概念时的具体策略分析1、悬搁及抛锚“悬搁epoche是希腊疑心主义哲学的根本原那么，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，是不追究局部名词的来源、局部结论的推论本身，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防止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，但其根本工作原理由于涉及到还未讲解的TCP/IP，因此到后面的课

20、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，然而要讲解其根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

21、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，答复是否认的，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到达了。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，而根本工作原理却可以悬搁，

22、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TCP/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?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，假设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

23、。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到达相同或相似的结果，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，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方法，例如关于TCP/IP，假设将其解释清楚，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2021年1

24、1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课程教案?这里面出现许多类比，比方通过学生传递表现寻址的灵活性、通过盒子表现平安性等。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

25、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缺乏之处就比拟难处理，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效劳器的

26、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，而邮件效劳器不做这样的事情，它总是等用户自己取件。在这种情况下类比就成为了比照，可以将其看成类比的一种变化情况。3、格义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，需要将这个词语复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

27、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，那么主机名hostname就能够解决问题，复原网络开展中的场景，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效劳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效劳器的地址进行归类，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

28、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，王老师针对需要说明的“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T

29、CP/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

30、，比方这里真的不需要弄清楚TCP/IP究竟是什么，连接为什么可靠，数据包又是什么数据包中的包一词还是让人联想到了平安性。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。在科技快速开展的当代，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 Jamri

31、ch Parsons;Dan Oja，田丽韫译?西方哲学史?2021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 :/ math.ku.dk/eilers/lego.html维基百科全书维基百科i/Host_(network)?语言的微妙?I.戈德伯格维基百科与中国电信网站标题为?1969年10月29日22点30分互联网诞生?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 :/en.wikipedia.org/wiki/LAN#Technical_aspects以下为附件，分三局部：第一局部：对地图版教材假设干

32、问题的思考其中注明了所使用的教学策略第二局部：内含本文提及局部教学策略的课题研究教案集第三局部：补充本报告推论过程，但限于篇幅未列在报告中的论文一、对地图版教材假设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开展中的引言局部有如下文字：计算机网络的开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机系统开始，开展到以资源共享为目的而互联起来的计算机群。可能引发的问题：“计算机网络的开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，因为许多事情的开展是“

33、从简单到复杂的过程，例如网络的技术标准和产品功能，而又有许多事情的开展是“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开展有了预设的估计，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，确实有些圆井盖，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

34、。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、平安、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

35、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开展的期望，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，此处应当主要是从技术标准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

36、，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 :/ 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，因为网卡可以购置、网线可以购置、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

37、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，开展到以资源共享为目的而互联起来的计算机群就比拟容易理解，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用，用户需求被综合本钱限制了，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

38、机网络概念的描述中的“资源共享，那么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开展中，有以下文字：随着计算机应用的开展、一个部门或一个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开展和广泛应用，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

39、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防止的事情，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

40、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当人们称“窄带电视系统时，他所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播送电视系统的时候，答案也许就是模糊的，因为不同的技术标准之间的差异不是银河系和仙女星系的差异，而可能是仙女星系和仙女伴星系的差异。总有星系中的一局部物质，两边都可以归类，明白这种模糊是必要的。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

41、参加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忆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，成认这种模糊，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

42、来和开展中，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效劳。在RFC标准中，主机常常就是指

43、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。摘自维基百科 :/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开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

44、过节拍比拟慢一些罢了。语言的变化总要落后于客观现实的变化。摘自?语言的微妙?I.戈德伯格这段文字或许可以复原成这样的场景，在计算机网络开展初期，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，其数据传输局部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、标准完善以后，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

45、避这些问题呢？4在第一节的第一板块内容网络的由来和开展中，有以下文字：在当今信息化社会中，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

46、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，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

47、状态出发观察到宏观状态。分形图案的开展还能说明另一个问题，许多时候网际网的开展中，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开展中，有以下文字：因特网也称国际互联网，它的开展大致可以划分为三个阶段：1968至1984年为研究实验阶段。由美国国防部高级方案研究署建立ARPA网，把美国重要的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

48、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：计算机网络的开展和因特网的开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。摘自维基百科与但有趣之处在于国际互联网这个名词是如何开展至今的，英文中international表示国际，也就是国家之间的意思，而internet一词之中并没有国家之间的含义。这大概是首字母需要大写的原因，从RFC标准得

49、知，一个采用TCP/IP协议的网络可以称为Internet，这显然是从技术角度进行的界定，但对普通用户来说却又直接用Internet来称呼它们所使用的这个范围巨大的却很直观的网际的网络，却并不关心其技术背景。如果一定要为网络的开展规定技术里程碑，那么会出现很奇怪的情况，因为网络诞生了，但internet却没有诞生，后来internet诞生了，但因特网Internet却没有诞生，最后因特网诞生了，人们却已经不清楚它是什么时候诞生的。其中有一些虽然有趣但明显会给人产生思维混乱的故事：克莱恩没有迟疑，继续键入第三个字母“G。然而，IMP仪表显示，传输系统突然崩溃，通讯无法继续进行下去。世界上第一次互

50、联网络的通讯试验，仅仅传送了两个字母“LO！但它真真切切标志着人类历史上最冲动人心的那一刻到来！由于没有照相机摄影留念，克莱恩把这一重大事件发生的准确时刻，记录在他的 “IMP LOG工作日志上，并签上了自己姓名的缩写CSK，作为互联网络诞生永久的历史见证。摘自中国电信网站标题为?1969年10月29日22点30分互联网诞生?的文章，作者叶平那么从RFC标准看，发生在1969年的这个事件也许只能算是internet的诞生，或者说，是一个互联的网络的诞生。如果考虑因特网的技术标准，那么TCP/IP的出现将是70年代之后的事情。但问题是，这篇有趣的诞生记中，正文中的互联的网络在标题中直接成为互联网

51、了。而现在翻阅计算机词典，互联网和因特网又是同一个意思。更让人奇怪的是此文指出：1969年9月3日，美国加州大学洛杉矶分校UCLA雷纳德克兰罗克LKleinrock教授实验室内，两部电脑成功地由一条5米长的电缆接驳并互通数据，在场大约只有20来人，这天就被视为骨干网络诞生的日子摘自中国电信网站标题为?1969年10月29日22点30分互联网诞生?的文章，作者叶平由此可以知道，当时实验连接的仅仅是两台电脑，那么这还不能算做是“使用共同路由技术连接的两个网络，因此1969年的事件可以标志为网络的诞生，而连internet的诞生也不够格。这里引用此文章的目的，并不是想说明它是错误的，而是说，即使是普

52、遍采用的名词，考察它的实际所指意义，也应该为其建立起相关的技术背景，如果人们从今天出发回溯因特网的开展历程，就一定能追源到1969年的事件，因此说1969年互联网诞生，又并不为过。只是这样复杂的原因是很难为高中的学生所能理解的。这种复杂性事实上影响了教材的编写，请注意在第二节的引言中有这样的描述：即使从20世纪60年代末期建立的因特网的雏形ARPAnet算起，因特网诞生至今也不到半个世纪。教材中比拟罕见地使用了虚拟性的语法，但其潜台词就是，因特网什么时候诞生是很难界定的事情。教学建议：教材中给出一个很好的策略，就是撇开技术而将注意点放在文化现象上，如果对教材中的文字做阅读理解，就能发现清晰的脉

53、络：军事科技民用科技商业推广。至于技术名词的混乱，虽然可以作为考察研究对象，但却不是教学的重点，正如人们在纪念鲁迅诞辰100周年时，并不考虑其实100年前鲁迅这个名字其实并没有诞生。另一个值得注意的文化现象是技术开展的复杂性的变化，现在的人们可以很清晰地把密率发现的成就归在祖冲之的名下，除非有更早的推翻这一点的考古资料的出现，但即使存在争议，这个争议的复杂性是不高的。但到了近代，牛顿就必须和莱布尼茨争夺最早发现微积分的荣誉了，但复杂程度远非如此：事实上，微积分是长期演变的结果，既不是由牛顿和莱布尼茨开始的， 也不是由他们完成的，但不可否认他们两人在其中起了决定性的作用。摘自?数学是什么?，R.

54、柯朗 H.罗宾?数学是什么?的作者接下去用一大段文字描述了其他数学家对发现微积分所起的重要作用。如果需要有文章描述计算机网络的开展，那么就不是一大段文字，而是一本非常厚的著作，其中还包含许多重要的关键点以及许多交缠不清的事情。对学生来说，不是要让它们去了解这些交缠不清，而是理解在当前社会，这样的交缠不清是多么自然的一件事。6在第一节的第一板块内容网络的功能中，有以下文字：一般来说，计算机网络具有以下一些主要功能：数据通信 计算机联网之后，便可以互相传递数据，进行通信，这是计算机网络的最根本功能。具体的功能包括在网上传送电子邮件，发布新闻消息，进行电子购物，电子贸易和远程电子教育等。资源共享 计

55、算机网络的主要目的是资源共享，共享的资源有硬件、软件和数据资源可能引发的问题：教材给人这样一种感觉，似乎区分“主要目的和“根本功能是一件相当重要的事情，事实这已经是教材中第三次提到这些了。如果试着复原文字背后的想法，也许呈现的事实就是，在网络上传输的?机器人WALL-E?DVD电影一定要比“嘿，给我推荐一部最新的好看动画片所占的数据量多得多。但为什么一定要去作数据通信和资源共享的划分呢？当一个人品尝巧克力后，他得到了一种除了香甜以外的美好的感觉，于是想把这种感觉告诉其他人，可是用什么词语呢？他想到了类比，因为这块巧克力在舌尖留下棉絮般柔软以及丝绸般光滑的感觉，于是他把这种感觉称为柔滑。当另一个

56、人从没有吃过巧克力的人看到柔滑这样一个词语的时候，虽然能够想象棉絮般柔软以及丝绸般光滑，但头脑中一定不会有和先前品尝者一样的感觉，反而可能很奇怪，棉絮般柔软以及丝绸般光滑的感觉怎么可能合理地融合在一起呢？可是当他真的品尝过这种巧克力后，就能认同“柔滑这样一种感觉了，如果让他把柔和滑这两种感觉区分开来，倒反而觉得很难用来形容巧克力了。当一位从没有使用过网络的用户，看到数据通信和资源共享这两个词语，也许头脑中就呈现出两个不同的画面。然而高中的学生应该肯定直接或间接接触了网络，于是困惑就产生了，用MSN群发一篇附带会议议程的通知，算数据通信还是资源共享？于是归根结底的问题是，为什么需要让学生知道网络

57、的功能有数据通信和资源共享这样的分类？教学建议：其实解决问题的一个策略，就在教材之中，在数据通信和资源共享之后教材中提到了分布式数据处理，对此的描述是，把一项复杂的任务划分成许多局部，由网络内各计算机协作并行关于并行有其他定义，因此此处似乎不提出并行为好完成有关局部。为什么说这段文字是解决问题的策略？考虑一下为什么人需要抽象。世界上的事物五花八门，各走东西，我们不可能一一去认识，只好依靠高度的抽象，我们能做的，就是把它们分成类，然后研究类的行为。摘自?时间、空间和万物?，B.K.里德雷通俗地考虑资源共享：有许多东西在那里可以用，虽然用前用后需要打招呼，但主要的需求是使用；另外，有许多事情主要是

58、打招呼，虽然打招呼的使用也要用到资源要用 机，但主要的需求是打招呼。至于分布式数据处理，那么就是这样一个过程，A发现自己的处理能力不够，于是打招呼给B、C、D，请它们协助分出自己的一局部资源B、C、D也许首先需要从A共享的资源中获得可分出自己一局部资源的软件，进一步细节不展开了，B、C、D在处理那一局部资源的时候，还都需要和A相互打招以便协同工作。于是可以看出这是一个综合了数据通信和资源共享的过程。从这里看出，虽然所谓分布式数据处理是一种抽象，但较数据通信和资源共享这两个抽象名词来说，其具体化程度还稍微高一些。这些名词在不同的抽象级别，描绘那些五花八门、各走东西的事情。但由此带来另一个问题，理

59、解这些抽象层级似乎不是信息科技课程的任务，而如果不理解这些抽象层级的关系，学生要么可能不去理解，要么可能得到错误的理解。解决的方法可能有两种，一种是附加地从需求层面，首先对数据通信和资源共享这两个抽象名词的模糊交界处加以说明：古希腊城邦采用一种独特的数据通信的方法，假设一个城堡里有一个密闭的瓶子，而另一个城堡里有另一个规格完全相同的瓶子，瓶子上有标杆，传递信息时由火把或其他什么为信号，两边同时拔去瓶子底部的塞子，于是水开始漏出，当一方的标杆到某个想要传达信息的数字时塞进塞子，而另一方也做同样的动作，然后对方通过数字的编码找到相对应的预先设定的重要信息，例如“遭遇攻击、“已经撤退等。这个过程已经

60、为历史学家个考古学家所证明。但其实采用希腊字母，用这套系统传输整部诗歌也是可以的，显然对方可以共享本方的数据资源。那么在数据通信和资源共享并不存在明显的界限。摘自陈凯老师2021年11月给位育中学全体高二学生的演讲稿?信息与编码?，演讲中用两个分液漏斗模拟了古希腊城邦进行数据信息的过程，但在深入到资源共享时由于意外打碎了分液漏斗而没能继续实验另外一个方案是借用逻辑上的小技巧。假设事物I具有属性a和属性b，而事物J也具有属性a和属性b，而教材中却将a归在了I类里，将b归在了J里，这是从最主要的需求出发进行的归类，但问题是教材中没有提到需求的主要性问题，由此，如果教师再描述关于“事物I具有属性a和

61、属性b，而事物J也具有属性a和属性b这样的情况，学生的思维容易产生混乱。一个简单的策略就是采用反例：如果没有I，那么a属性就无法呈现，同样的，没有J，b属性也无法呈现。下面是一个具体的案例：20XX年位育中学网络系统瘫痪事件n1-5分钟：全校各区域开始感觉网络无法连接n5-10分钟：大量报修投诉 涌入网络中心n1小时：初步检修认定，由于某种神秘原因网络再也无法连通网络n2小时：校长和教导处的通知无法下发n一天：校长办公室无法将学校新闻发布到学校网站上n一周：学校考试成绩无法录入n两周：由于终端机数据满而无法通过网络传输到效劳器处理，学校IC卡系统瘫痪n一学期：学校招生工作无法正常开展摘自王卿老

62、师为位育中学高一年级网络技术单元准备的教案7在第一节的第五板块内容网络的由来和开展中，有以下文字：按照分布距离可以将计算机网络分成局域网、广域网和城域网等局域网Local Area Network，LAN是将小区域内的各种通信设备互联在一起所形成的网络广域网Wide Area Network，WAN覆盖范围较大，常常是一个国家或一个地区，其目的是为了让分布在广阔范围内的各种局域网、各种计算机终端设备互联。可能引发的问题：局域网和广域网这两个名词中的“域首先让人联想到的就是覆盖范围，比方：局域网是覆盖一个小的物理范围，比方家庭、办公室、一在组建筑物，如学校、机场等的计算机网络。摘自维基百科 :/en.wikipedia.org/wiki/LAN#Technical_aspects但仅仅把范围作为标准，却有这样的问题：一个多大范围的计算机网络，才不能算是一个局域网？这让人联想起古希腊的沙丘悖论，假设1000000粒沙子是沙丘，那么减去1粒还是沙丘，减到什么时候才不算沙丘呢？反过来也类似。从极端的例子开始，就是在网络刚刚诞生那会，人们是否有闲功夫去区分所谓局域网和广域网，估计在只有几台电脑连入网络的时候，人们不会去做这样