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第四章 電腦科學史教材發展

第二節 單元教材規劃

本研究各單元教材之規劃包括學習目標及歷史脈絡兩個部份,教材分為四個 單元,包含電腦最初如何連結、電腦如何幫助人類交流訊息、全球資訊網路如何 形成、及現今的社群網路,各單元規劃分述如下:

壹、 電腦之間如何連結

本單元要探討的主題是網路發展之初所遭遇的問題,學習目標有四,取自高 中「資訊科技概論」課程綱要(教育部,2008)中的「網路運作原理」、「網際網 路架構」,分別為認識資料的交換方式、認識數位訊號和類比訊號、了解路由器 的功能以及認識 Telnet 通訊協定。學習目標與概念脈絡如表 4-2 所示,學習目標 的串接是從 HEM 圖的歷史事件,Licklider 提出共享資源的想法,其所須克服的 三個問題,分別是如何利用既有的電話線路傳遞訊號、如何解決遠距離傳輸的問 題以及如何讓不同系統的電腦溝通。此三個問題分別由數據機的發明、分封交換 的出現和 Telnet 通訊協定的建立解決。數據機的發明可導入數位訊號和類比訊號 的介紹,分封交換與線路交換屬於資料交換的方式,並經路由器的作用來說明分 封交換的運作機制,至於 Telnet 通訊協定的建立則導入通訊協定的概念。本單元 採用的歷史事件共六則,列舉如表 4-3。

表 4- 2「電腦連結」單元學習目標與概念脈絡

學習目標 概念脈絡

1. 認 識 資 料 的 交 換 方 式

2. 認 識 數 位 訊 號 和 類 比訊號

3. 了解路由器的作用

電腦連結的構想起因於分享電腦的資源,電話線路遍布 美國國內,透過數據機可以將轉換數位訊號和類比訊 號。電話線路原本是以線路交換的方式交換資料,只能 一對一的傳送,若遭受攻擊資料就會損毀,分封交換則 解決了這個問題,因其概念中是以儲存設備來中繼資料

4. 認識 Telnet 通訊協定 的傳輸,也解決了遠距離傳送的困難。電腦之間因系統 ARPANET 計 畫

美國

1964 Paul Baran 改善傳統線路交 換的缺點,提出 分封交換的概念

ARPANET 計 畫的資料交換

Interface Message Processor

美國

1969 C. Stephen Carr 因應不同系統電 腦之間的溝通問 題,設計一種共 同認可的方式

Telnet 通訊協 定的建立

美國

1969 Charley Kline 和 Bill Duval

從兩所學校的不 同電腦傳送登入 訊息

ARPANET 的

誕生 美國

輸,解決檔案的傳輸問題之後,E-mail 則是 Ray Tomlinson 參考 FTP 的檔案處理 Protocol」

影響 E-mail 的 發展

美國

1971 Ray Tomlinson 利用 FTP 通訊協 定來傳遞

SNDMSG 所寫成 的文字檔案

第一封電子信 件的誕生,加 速網路的發展

美國

參、 現今的電腦網路如何形成

本單元要探討的主題是現今的電腦網路如何形成,學習目標有五,取自高中

「資訊科技概論」課程綱要(教育部,2008)中的「網際網路服務」、「網際網路 架構」、「網路功能」以及「網站建置與維護」,分別為了解 TCP 的運作原理、認 識 IP 的格式與意義、了解無線網路的由來、認識 WWW 以及製作 HTML 網頁。

學習目標與概念脈絡如表 4-6 所示,學習目標的串接是從 HEM 圖取材,當 1969 年 ARPANET 建立之後,其他各國也紛紛建立起自己的獨立網路,除了有線網路 的建構之外,無線網路在夏威夷大學也開始發展。如此多的獨立網路都各自有屬 於自己的通訊協定,TCP/IP 的出現是為了解決不同網路通訊協定的問題。當 TCP/IP 建構完成之後,全球資訊網(WWW)的誕生讓全世界更加貼近。本單元採 用的歷史事件如表 4-7 所示。

表 4- 6「現今的電腦網路如何形成」單元學習目標與概念脈絡

學習目標 概念脈絡

1. 了解 TCP 的運作原理 2. 認識 IP 的格式與意義 3. 了解無線網路的由來 4. 認識 WWW

5. 製作 HTML 網頁

當時有許多獨立的網路,英國的 NPL 網路、法國的 CYCLADES 網路、無線網路 ALOHANET 等,彼此之 間因所採用的通訊協定不同,尚未能夠連結。TCP/IP 是以分層式架構設計的通訊協定,能夠統一各種通訊 協定。全球資訊網(WWW)的崛起帶動人類、社會與科 技的交互影響,其所包含的 HTTP 通訊協定、HTML 語法亦為電腦網路重要的概念。

表 4- 7「現今的電腦網路如何形成」單元的歷史事件

時間 人物組織 事件摘要 產出結果 發生地點

1971 Norman Abramson 以無線電波做為 傳輸媒介,建構 校園的無線網路

ALOHANet 美國

1973 Vinton Cerf 和 Robert Kahn

為解決不同網路 (3)HTTP(4)URL

美國

Facebook、Twitter、Google+等;即時通訊服務如即時通、Line、AOL Instant Messenger 等;資源的搜尋服務如 Google、Yahoo、百度等;線上百科全書如 Wiki 等;分享照片、影片的應用服務如 Flickr、YouTube 等;雲端硬碟如 Dropbox、

Google Drive、SkyDrive 等。這些網路的應用服務與人類社會的活動息息相關,

也是呈現科學本質中科學、社會與人類交互作用的良好題材。本單元採用的歷史 事件如表 4-9 所示。

表 4- 8「社群媒體與社群網路」單元學習目標與概念脈絡

學習目標 概念脈絡

1. 認識常用的網路服務 2. 了解資訊科技與生活

的關係。

3. 了解資訊科技的優點 和限制

瀏覽器就像是世界之窗,人類透過瀏覽器可以進行許 多活動,如人際關係的拓展、資源的蒐集、生活的分 享以及通訊的需求,但隨著人類習慣的改變,有些應 用服務漸漸的退出市場,如部落格,取而代之的是微 網誌;MSN 即時通訊的沒落,取而代之的是 Line 和 Whatsapp。也有些新興的應用誕生,如網格計算、雲 端硬碟等。

表 4- 9「社群媒體與社群網路」單元的歷史事件

時間 人物組織 事件摘要 產出結果 發生地點

1988 Jarkko Oikarinen 取代傳統的 BBS,營造適合交 談的圖形化介面

Internet Relay Chat (IRC) Messenger Service

美國

1996 Larry Page 和 Sergey Brin

以資料探勘作為 基礎,編寫出卓 越的搜尋引擎

Google 搜尋引 擎

美國

2001 Jimmy Donal 和 Larry Sanger

他們開創讓所有

2004 Mark Zuckerberg 開拓人際關係的 應用服務

Facebook 美國 2005 陳士駿、Chad

Hurley

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