淺析虛擬網絡實驗室在中職計算機網絡教學中的應用

王多鵬

（甘肅省張掖市職業技術教育中心，甘肅張掖 734000）

傳統中職計算機網絡教學由于技術設備不夠先進，難以有效創新教學模式和方法，制約了學生計算機網絡素養的進一步發展。虛擬網絡實驗室整合了虛擬機和網絡設備模擬器，不僅投入成本較低，而且在計算機網絡教學中適用范圍非常廣泛。因此，教師應該明晰虛擬網絡實驗室在中職計算機網絡教學中的應用價值，借助虛擬網絡實驗室開展多樣化的計算機網絡實踐探究活動，從而提高計算機網絡教學的技術水平，驅動學生養成良好的專業實踐素養。下面我們就對虛擬網絡實驗室的教學應用展開研究。

一、虛擬網絡實驗室在中職計算機網絡教學中的應用價值

中職計算機網絡教學領域的虛擬網絡實驗室，簡單來講就是利用虛擬機和網絡設備模擬器打造的計算機網絡虛擬環境，其中虛擬機可以提供和真實計算機無異的CPU、內存、硬盤、光驅等“硬件”，網絡設備模擬器具備自定義網絡拓撲功能，用戶構建網絡可以省去頻繁變更console 連線、切換設備等煩瑣環節。經過計算機網絡學情分析和理論實踐研究，筆者將虛擬網絡實驗室在中職計算機網絡教學中的應用價值概括整理為以下三個方面：

第一，應用虛擬網絡實驗室可以激發學生計算機網絡學習興趣。中職計算機網絡課程知識技能具有較強的抽象性，同時教師在講授計算機網絡知識時往往以理論教學為主，硬件和軟件資源都比較匱乏，學生參與計算機網絡探索興致不高。虛擬網絡實驗室的突出應用價值，就是可以提高學生學習計算機網絡課程的主動性。虛擬網絡實驗室中客戶端和服務器端的操作界面都十分精細、友好，如服務器端操作界面采用Java、web start 等形式加載，學生可以根據操作界面指示完成網絡設備本地調用和模擬結果統計等實驗操作，從而提高計算機網絡教學便捷性和趣味性，促使學生主動參與計算機網絡模擬探究活動。

第二，應用虛擬網絡實驗室有助于教師演示計算機網絡操作技術。教師演示操作是計算機網絡教學中的重要環節，過往教師在實施演示操作時，由于擔心部分操作會對設備和軟件造成損傷，所以用口頭講解代替這部分示范操作，限制了學生對計算機網絡技能的完整掌握。應用虛擬網絡實驗室可以化解上述難題，虛擬機所提供的設備和軟件是以文件形式存在于物理計算機中的，教師在向學生演示硬盤分區、格式化等操作時，并不會改變真實計算機的硬盤設置，更無需擔心會損害計算機其他設備和軟件。在虛擬環境下，系統安全得到保障，學生也能通過觀看教師演示習得計算機網絡操作技能。

第三，應用虛擬網絡實驗室能夠創新學生計算機網絡實踐方式。中職計算機網絡教學追求實踐性，要想達到實踐教學標準，教師設計多樣化的計算機網絡實踐活動是非常有必要的。虛擬網絡實驗室在計算機網絡教學中最大的應用優勢，就是能夠創新學生計算機網絡實踐方式，如教師可以根據計算機網絡理論內容，利用虛擬網絡實驗室開展模擬網絡管理實驗、設備配置和調試實驗、排障實驗等等，設計豐富多彩的計算機網絡實踐任務或項目，使學生獲得充裕的技術實訓機會，這樣學生就能將吸納到的計算機網絡理論知識學以致用，通過實踐訓練解決實際的計算機網絡問題，從而構建理實一體化的中職計算機網絡教學體系。

二、虛擬網絡實驗室在中職計算機網絡教學中的應用策略

（一）應用虛擬網絡實驗室實施計算機網絡技術演示

虛擬網絡實驗室在中職計算機網絡教學中的應用途徑多種多樣，其中最重要的一個途徑就是用于教師實施計算機網絡技術演示教學。相關教學策略如下：

第一，根據計算機網絡技術操作需要，采用虛擬網絡實驗室演示講解。在這一步，教師要根據演示教學需求做好網絡虛擬實驗平臺的搭建，如課程演示目標是聯網操作，那么教師就可以在PC 系統中安裝sniffer、OPNET、NetSim 等軟件，打造真實可視的聯網操作環境。在正式實施計算機網絡技術演示時，教師可以在虛擬實驗平臺為學生演示對等網和局域網的組建方法。在演示聯網技術的同時，教師還要講解運用網絡測試命令了解網絡狀態的技巧，如ping、stat、route 等。基本的演示操作結束后，教師可以通過提問的方式引導學生交流和復述聯網操作的流程和方法，并問詢學生是否有沒看清的步驟。如果學生有反饋意見，教師則需要將相應步驟重新演示一遍，盡量放慢演示操作速度，確保學生看清、記全操作要點，從而為學生下一步自主練習做好鋪墊［1］。

第二，演示完畢后組織學生合作練習，促進學生熟練掌握技能操作要領。在這一步，教師應該組織學生在虛擬網絡實驗平臺上練習教師演示講授的聯網操作方法，并給予一些指導。在學生基礎練習完畢后，教師再趁熱打鐵發布一項高階聯網任務：在組建對等網和局域網的基礎上，大家是否能在虛擬網絡實驗室中進行Web、FTP 服務器、DHCP 服務器的聯網操作呢？各組學生立即應用虛擬網絡實驗平臺和學到的操作技能開展任務探究。經過協作共議和操作，各組完成了多種服務器的聯網，還有小組搭建出創新的無盤網絡。在虛擬網絡實驗室的支持下，學生實現了對計算機網絡操作技術的深度掌握和靈活運用［2］。

（二）應用虛擬網絡實驗室指導計算機網絡設備配置

設備配置是中職計算機網絡教學的主要內容，但是以往由于計算機產品更新迭代太快，教師開展網絡設備配置教學遭遇多方掣肘。應用虛擬網絡實驗室能夠消除上述弊病。很多虛擬網絡軟件都能模擬路由器和部分交換機，模擬操作與真實的網絡設備配置環境一般無二，甚至可以說是真實設備的縮影。因此，教師應該在中職計算機網絡設備配置教學中應用虛擬網絡實驗室，根據配置指導需要選擇適宜的虛擬網絡軟件，從而夯實學生計算機網絡設備配置基本功。相關教學策略如下：

第一，采用虛擬網絡實驗室指導三層交換機配置方法。在三層交換機配置教學中，教師宜采用虛擬網絡軟件Boson Net-Sim。首先，教師帶領學生在虛擬網絡實驗平臺進行網絡結構規劃。基于三層交換機配置的網絡拓撲結構，以星形拓撲結構為主，教師可以讓學生在驗算紙上合作畫出星形拓撲結構圖，指導學生采用Windows XP 和100M 網絡，不安裝“文件共享及打印協議”，使用和計算機機號相對應的靜態IP 地址，完成網絡結構規劃。其次，教師演示指導學生進入虛擬網絡軟件的管理模式，用console 線和交換機連接，通過Windows 的超級終端進入，單擊管理模式中“開始”“運行”命令，輸入“hypertrm”后確定，選擇串行口COM1，設置COM 口連接參數時可以采用系統默認參數。接下來，教師演示指導學生配置交換機的VLAN，在虛擬網絡軟件中將需要的接口劃入VLAN100，同時示范生成樹、GVRP 的配置方法。最后，教師指導學生在虛擬網絡軟件中測試網絡，先單擊“開始”“運行”按鈕，再輸入“CMD”，最后按回車鍵，用于檢測三層交換機配置情況。配置指導結束后，教師可讓學生刪除虛擬網絡軟件中保存的配置文件，鼓勵學生根據星形拓撲結構圖，重新進行三層交換機配置操作，促進學生對計算機網絡配置方法的純熟掌握［3］。

第二，采用虛擬網絡實驗室指導路由器配置方法。Boson NetSim 也適用于路由器配置教學，教師可以先讓學生畫出網絡規劃圖，然后在虛擬網絡軟件中示范下階交換機IP 地址的配置方法，繼而演示路由器IP 地址、交換機路由表、路由器路由表、NAT、訪問控制列表、動態路由協議RIP 的配置流程和方法。在學生基本領會路由器配置技術后，教師可以追加一個操作練習任務：同學們，請大家在虛擬網絡實驗平臺創建一個網絡靜態路由，使用下一跳網關并將其管理距離設置為150，同時寫出用于在路由器上將RIP 路由打開的命令、配置到默認路由的命令，以及用于配置標準的IP 訪問列表來阻止網絡上所有機器訪問Ethenet 網絡的命令。學生立即參與操作練習。教師應該巡視學生并檢查各項命令是否準確，發現錯誤命令及時指出糾正，直到學生完成路由器配置任務，從而實現虛擬網絡實驗室的有效應用。

（三）應用虛擬網絡實驗室開展計算機網絡仿真訓練

虛擬網絡實驗室在中職計算機網絡教學中應用空間極為廣闊，適用于多種計算機網絡仿真訓練的實施要求，如使用常規操作可能會損害物理計算機軟件和硬盤的訓練。設備成本昂貴的群集類計算機網絡訓練以及網絡安全和網絡入侵訓練等等借助虛擬網絡實驗室都能提升活動的可操作性。因此，教師在開展計算機網絡仿真訓練時，應該加強引入和應用虛擬網絡實驗室，從而增強學生計算機網絡技術實操能力。相關教學策略如下：

第一，在虛擬仿真實驗室中開展破壞性仿真訓練。中職計算機網絡課程中常見的破壞性仿真訓練活動主要有硬盤分區、格式化、系統重裝等等。以硬盤分區和格式化訓練為例，教師可以在虛擬網絡實驗平臺為學生操作講解硬盤分區的創建、調整、拆分、刪除和格式化等一系列技術要點。在學生初步掌握相關知識后，教師發布仿真訓練內容：請大家分組在虛擬機系統中查看本地硬盤的分區信息，然后進行硬盤分區和格式化操作，比一比哪組對硬盤分區的規劃最合理。在仿真訓練過程中，教師需要提醒相關注意事項，如硬盤主分區的空間要留足，系統和應用分開來規劃，做好備份和下載，保護好硬盤中重要、敏感的資料，完成分區操作后再實施硬盤格式化，鍛煉學生規范創建、拆分、調整硬盤分區和格式化處理的能力。

第二，在虛擬仿真實驗室中開展網絡安全仿真訓練。網絡安全防護意識和能力是每個中職生都應該具備的計算機網絡素養。在應用虛擬網絡實驗室時，教師可以開展漏洞查找、病毒入侵等形式的網絡安全仿真訓練。如教師可以在虛擬網絡服務器中植入木馬程序，然后組織學生自主探究，通過在虛擬機中安裝防火墻、殺毒軟件等操作對系統注冊表和自啟動相關聯的項目設置權限限制等方法，防御和阻斷虛擬網絡服務器受到的木馬程序攻擊，這樣學生網絡安全維護能力就得到顯著強化，真實的計算機系統安全也不受影響［4］。

（四））應用虛擬網絡實驗室開展計算機網絡排障檢測

排障是中職計算機網絡教學體系中的重要課型。虛擬網絡實驗室能夠根據排障教學需要模擬各種計算機網絡故障和運行問題，因此教師應該依托虛擬網絡實驗室優化計算機網絡排障檢測教學，補足實戰教學方面的短板，從而使學生積累充足的計算機網絡故障診斷和排除經驗。相關教學策略如下：

在應用虛擬網絡實驗室開展排障檢測時，教師應該根據學生已經掌握的故障診斷和排除技能，設計真實、具體的排障項目。如在學生學習完局域網服務器故障排除方法后，教師可以利用虛擬網絡實驗室的模擬器，在域控制器中設置故障點，同時發布排障項目：同學們請看，虛擬平臺管理員在域控制器上設置密碼最短為6 個字符，但是當管理員新建用戶時，輸入密碼123456 并不能成功，請大家合作找出故障并解決問題。學生馬上投入故障診斷和排除探究，幾分鐘后，各組匯報故障診斷結果：雖然管理員設置的密碼字符是6 位，但是管理員可能沒有將DNS 服務器加入到域，或者是加入域的設置流程不全。教師認同學生診斷結果后追問：那么該如何解決新建用戶不成功的故障呢？各組學生開展故障排除操作，右擊DNS 服務器我的電腦，選擇屬性、系統屬性、計算機名選項卡，點擊更改按鈕后，設置域名“abc.com”，最后輸入有加入域權限的賬戶名和密碼。接下來，教師讓學生用管理員身份嘗試新建用戶，新建用戶成功、故障順利排除，從而切實培養學生計算機網絡實踐排障能力［5］。

三、結語

綜上所述，在中職計算機網絡教學中應用虛擬網絡實驗室有助于教師演示計算機網絡操作技術，激發學生計算機網絡學習興趣，還能夠創新學生計算機網絡實踐方式。因此，教師應該在中職計算機網絡技術演示、設備配置、仿真訓練以及排障檢測等教學中加強應用虛擬仿真實驗室，從而提升中職計算機網絡教學水準和學生的綜合素養。