仿真技術在計算機網絡實踐教學中的應用

當前，在高等學校中，信息技術特別是計算機仿真技術正在日益廣泛地應用于實踐教學，收到了令人鼓舞的效果。計算機仿真技術綜合了各個領域誕生的各項新技術，包括計算機圖像生成與顯示、立體影像、立體音響、傳感器測控、通信、多媒體、人工智能技術和軟件工程等，形成了一個綜合的系統技術群。在實踐教學中利用計算機仿真技術不僅可以驗證書本知識，也可以作為今后就業的先期實踐。使用計算機仿真技術，改變了以往一些教學觀念和教學模式，成為高校產學結合的一種新形式。它是現代教育技術給高等院校的實踐教學帶來的一個變化。

一、計算機仿真技術在教育領域的作用

計算機仿真是一種強有力的輔助教育工具，利用計算機仿真技術增加了學生動手實踐的機會，使傳統教學更生動形象。計算機仿真技術在教學中的應用改變了以往實驗教學的被動性，學生通過自身與計算機仿真環境的相互作用來獲得知識和技能，充分挖掘實驗的潛能，引入計算機仿真技術可以優化實踐過程，改善實踐教學的環境。

二、計算機仿真技術在實踐教學中的應用和意義

計算機仿真技術應用于實踐教學，是計算機輔助教學的形式之一。計算機仿真技術是利用計算機多媒體技術，制造一個接近真實的訓練環境，讓學生身處其中，獲得經驗，掌握工作能力。這種實驗目的在于培訓技能。

展示的現象必須與學生所要學習的現實事物的原理、構造、規律完全一致。學生需要了解真實世界，因此使用虛擬現實技術是重現或放大真實事物，而絕不能歪曲事物的結構性質和固有規律。

三、計算機仿真技術在計算機網絡實踐教學中的作用

計算機網絡基礎課程是一門抽象、多學科、實踐性強的課程，課程中抽象的內容不易理解，例如對于幀的構成，在進行講解過程中，學生只是從表面對其有所了解，但對于幀的具體工作原理和過程并不能真實掌握，如何解決這一難題，是提高教學質量的關鍵。

依靠常規的教學手段和實踐教學方法不能解決這一難題，筆者經過幾年的教學實踐探索，采用計算機仿真技術很好的解決了這一難題。

一是在理論教學的實驗過程中采用吉林中軟的計算機網絡仿真系統來輔助理論教學。該系統可以全面地仿真和監視網絡協議數據，使網絡行為透明化，同時還可以編輯和發送網絡協議包，分析網絡協議原理，協助網絡程序的編寫和調試。覆蓋了以TCP/IP為主的多種常見網絡協議，對于一些較新的，如CIFS等協議也有所涉及。實驗方式以綜合設計型為主，同時結合一些驗證性內容，強調學生的實際動手能力和分析問題、解決問題能力。

二是在實驗過程中學生通過手動進行幀的編輯、IP報文的編輯，解決了學生對計算機網絡基礎抽象內容的理解，強化了對計算機網絡數據流向的認識，從而把一門抽象的課程可視化。通過對網絡狀況的監控和對網絡故障的仿真，學生對網絡流量控制、網絡故障發生的抽象原理的具體實現有了感性認識。

通過在實驗中采用計算機仿真技術很大程度上解決了計算機網絡及處理論教學的抽象性問題，真正做到了實踐教

學輔助理論教學的目的。

四、利用仿真軟件模擬網絡設備

計算機網絡實踐課程中，有一個很重要的內容就是網絡互聯設備的使用，如交換機、路由器等。但是要建設一個30人的網絡配置實驗室（5組，每組2臺路由器、2臺3層交換機、2臺二層交換機和6臺計算機）至少需要30萬元，但由于許多學校由于經費有限，只能購買一到兩組設備，學生實訓時實行分組，幾個人一組，這樣由于臺套數不足導致實驗時間過長和設備終端接入數以及網絡設備配置的特殊性的原因，保證不了實訓效果，我們采用了計算機仿真的方法，由于Cisco的設備在應用中還是占據主流位置，在實訓時先讓學生在電腦上利用Cisco 的CCNP軟件做虛擬實驗，然后輪流安排學生到實際的網絡設備上進行操作。該軟件先根據網絡拓撲結構設計出網絡，然后對該網絡中的設備進行配置。通過使用該軟件可使學生掌握每一種路由器模式下的各條命令、路由器對網絡配置的作用和交換機的配置作用。這樣讓所有的學生學會相關設備的操作。

這樣，網絡課程的實踐教學環節就不僅局限在實驗室，學生可在業余時間進機房進行虛擬實驗，突破了時間空間的限制，使學生完全置身于開放的環境中進行學習，為學生提高實踐動手能力提供機會。

五、計算機仿真技術在計算機網絡實踐教學中應注意的問題

雖然計算機網絡仿真技術解決了計算機網絡基礎理論教學的難題，增強了實踐教學的力度，但不能完全依賴計算機仿真實驗而取消真實實驗。仿真實驗是虛擬的環境，它的處理是理想的而且缺少實物感，像路由器、交換機等網絡設備種類、型號非常多，各自的配置方式都有所不同，網絡設備接口也是多種多樣，在仿真實驗中學生是無法見到的。因此，在具體實施中，應該虛實結合，有目的地讓學生在真實環境中進行操作，讓他們對相關設備或網絡環境有親身體會，印象深刻。計算機仿真技術除了應用于計算機網絡實踐教學外，還可用于其他課程。隨著計算機技術、多媒體技術、網絡技術及相關技術的高速發展，計算機仿真技術在教育教學領域將有更廣闊的應用。

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