基于虛擬仿真實驗的計算機網絡基礎課程教學研究

申永祥+趙秋菊

【摘要】本文以虛擬仿真實驗為依據，深入分析在計算機網絡課程教學中應用虛擬仿真實驗的效果，以期為更好地開展計算機網絡課程教學提供一定幫助。

【關鍵詞】虛擬仿真實驗；計算機；網絡課程

計算機網絡課程作為高校計算機網絡工程專業一門重要的課程，通過該課程的學習，不僅要讓學生熟悉網絡的理論知識，也要讓學生掌握實踐操作能力。各地高校開展計算機網絡課程教學時，由于網絡設備、實訓條件等因素的影響，他們只是讓學生照著書本按部就班的學習，缺少動手實踐的機會，長此以往，越來越多的學生認為這門課程非常無聊，學習興趣逐漸減退。本次在對新時期計算機網絡教學研究基礎上，研究以虛擬仿真實驗的主要特點為視角，探討在計算機網絡教學中應用虛擬仿真實驗的情況，以期為類似研究提供一定指導。

一、計算機信息網絡教學現狀

1、教育理念存在偏差

在進行計算機網絡技術的教學時，教師的教育理念存在偏差，育改革時，將計算機的教育看作“計算機軟件”教育，淪落為計算機工具論。班主任在進行教學時，教育的功利性不斷增強，過分關注現實利益，對于社會需求、學生的需求，片面的進行理解，重視對學生的軟件應用的能力，在教學的過程中，忽視對學生的思維能力、創新能力的培養，使學生對于計算機學習的思想和方法都不了解，使學生的思維僵化，不利于教育改革的發展。

2、教學的模式僵化

現代計算機教學，一般采用大班教學，教學的模式僵化，盡管經過了變革，但仍然存在著問題。由于現代經濟的蓬勃發展，社會對于計算機人才的需求不斷增大，技工學校在開設計算機課程時，受到教學資源、教學環境、師資力量等諸多因素的影響，學校一般采用大班授課的模式。由于大學的學生來自不同的地區，每個學生的實際水平、知識結構、認知水平都不同，這種大班教學的教學模式忽視學生的實際狀況，會使部分學生跟不上教學的節奏，會使學習難度增大，掌握知識能力的學生，會使學生覺得在浪費學習時間，在課堂上注意力低下，無法提高學生的興趣。

3、師資力量較分散

學校的計算機網絡技術課程教學，部分教師堅持傳統的教學觀念，依據教學經驗進行教學，教師本身不具備計算思維教學的意識，在教學中沒有對學生的思維能力進行開發、培養。我國的計算機教學的難度越來越大，計算機課程的教學改革對教師提出更高的要求，使教師面臨更大的挑戰，同時要求教師要不斷進行觀念的轉變，進行計算機教學的改革。

目前，技工院校從事計算機網絡技術課程教學的教師隊伍不斷變大，教師的素質良莠不齊，力量分散，思想不統一，這種狀況會影響到教師的教學水平。

二、計算機網絡實驗教學方式

1、模擬演練法

在進行計算機網絡上技術的教學時，班主任教師要培養學生模擬演練能力。技工院校的計算機的教學中，有許多應用性強的軟件需要學習。這時就要求教師將多媒體與講授結合起來，邊講授邊模擬訓練，將整個過程完整的進行一遍，讓學生找到其中不明白的地方，進行二次講解，知道每位學生的模擬效果，直到能將實際操作的過程完整演練下來。在講解過程中，教師應注意講練同步進行，除了對軟件的大體了解的講解外，基本每一步都要江街道，同時也要在計算機上進行模擬，例如對辦公軟件的教學中，word中每一部分的內容要進行區分，詳略得當，像腳注尾注的具體位置一定要講明在哪里，并進行一種案例示范，讓學生有個大概了解。

2、實際鍛煉法

講解模擬完成后，班主任由講解者變為指導者。通過教師監控系統，可以與學生進行交流，觀察每位學生的動態，檢驗其學習效果。在剩余的時間里，學生主要進行訓練，可以按老師給出的材料進行練習，對于不熟練的部分老師可以進行單獨指導，然后讓學生進行反復練習，可以對其中的所有功能進行演練。

三、虛擬仿真實驗的主要特點

虛擬仿真實驗作為學科專業與信息技術深度結合的產品，是使用虛擬現實技術模擬實物的計算機輔助教學軟件，其主要特點如下：1、互動性：與傳統教學模式相比，教與學雙向互動的教學模式更加關注教學內容，有利于學生、老師表達自己的意見，提升學生的學習興趣和學習主動性。2、激勵性：課堂教學中教師通過展示仿真實例、學生參與實踐，能激發學生的學習欲望，幫助學生充分理解、掌握學習內容，激發學生的創新思維和創造動機。3、安全性高：部分危險性高的實驗項目，如果操作疏忽，極易對實驗者產生嚴重危害。虛擬仿真實驗涵蓋各專業所用設備和知識，有毒有害、破壞性強的實驗也可在虛擬實驗室內進行，在保障實驗者安全的同時，獲得其想要的實驗效果。

四、虛擬仿真實驗在計算機網絡課程教學中的有效應用

1、病毒模擬實驗

計算機網絡實驗課程的應用性相對來說更強，因此教師在具體的教學的過程中需要注重理論與實踐的有機結合，并讓學生通過對本課程的學習要擁有設計組間局域網的能力，學會網絡交換機、路由器常用命令的使用；掌握常見網絡安全策略應用等。隨著計算機的普及應用，計算機及網絡病毒隨之增多。針對這些病毒的傳播特點，基于已有軟硬件資源構建虛擬網絡實驗環境，能使學生在近似真實的條件下學習病毒攻防技術。實驗系統可提供100多種病毒源代碼程序，確保各種病毒工作原理和感染方法處于可視化狀態。如：在進行蠕蟲仿真實驗時，老師組織2名學生建立一個小組，分別操控主機A、B。主機A在實驗平臺中執行蠕蟲模擬程序，B執行漏洞程序，并開啟協議分析器及時捕獲APP數據包，認真查看與APP協議相關的數據。在虛擬仿真環境下驗證蠕蟲病毒感染過程，學生能夠真切了解計算機病毒設計的理論知識和感染機制。同時，實驗還配備驗證殺毒工具效果等內容，便于學生深入了解計算機病毒分析、預防及對抗方法，針對性的補充各種編程語言和技術，提升學生對病毒攻防知識的運用能力。

2、網絡協議實驗

在虛擬仿真實驗平臺下進行網絡協議實驗，學生可借助仿真編輯器手動編輯、發送相應的協議數據包，隨之由協議分析器捕獲網絡數據包，并把網絡會話以十六進制、圖形兩種方法表達出來。在進行POP、SMTP協議實驗時，仿真編輯器上均設置outlook express軟件，學生通過TCP工具、POP3等命令編輯郵件并完成發送操作，學習SMIP協議、POP3等協議命令方法。同時，學生借助仿真編輯器對ASMIP數據包進行編輯，更好的理解、使用SMIP工作過程及其封裝格式。網絡協議實施虛擬仿真實驗教學，有利于學生在實踐操作中深入了解網絡結構及協議。通過編輯不同協議數據包，充分調動學生學習主動性，拓寬學生的思維和設計思路，提升自身的設計能力。

五、結論

綜上所述，虛擬仿真實驗綜合使用計算機技術、多媒體技術等，使實驗不受時間、空間的限制，能有效解決因缺少充足設備無法進行實驗的問題，進而提升計算機網絡教學效果。以上本文在對當前計算機網絡教學中存在問題的基礎上，重點研究以虛擬仿真實驗的主要特點為視角，探討在計算機網絡教學中應用虛擬仿真實驗的情況，以期為類似研究提供一定指導意見。

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【作者簡介】

申永祥（1975—），男，漢族，湖南邵陽人，碩士研究生學歷，畢業于桂林電子科技大學，永州職業技術學院講師，主要研究方向：計算機應用。