虛擬仿真技術在高職計算機網絡技術實踐教學中的應用

引言

在當今數字化浪潮涵涌澎湃的時代背景下，計算機網絡技術已然成為驅動各行業創新發展的核心引擎，持續催生出海量前沿應用與復雜業務場景]。高職計算機網絡技術專業作為輸送一線實操人才的關鍵搖籃，其實踐教學質量直接關乎行業的活力與后勁。然而，審視當下，教學內容、教學方式以及考核體系等方面的問題頗為嚴峻2]。虛擬仿真技術可以整合虛擬現實、建模渲染、交互傳感等多元技術手段，能夠突破場地、設備、時間的限制，復刻出高度逼真的網絡環境與實操場景。將虛擬仿真技術巧妙融入高職計算機網絡技術實踐教學，有望重塑教學生態，為培養高適配度、強競爭力的專業人才開辟嶄新路徑，有力填補院校與行業之間的溝壑。

1.虛擬仿真技術概念界定

虛擬仿真技術是一種借助計算機系統，綜合利用虛擬現實（virtual reality，VR）、增強現實（augmented reality，AR）、混合現實（mixedreality，MR）等多種技術手段，構建出高度逼真的虛擬環境，模擬真實世界中的物理系統、自然現象、人類行為或工作流程的數字化技術3。虛擬仿真技術依靠強大的建模、渲染、交互算法，讓使用者仿若置身真實場景，與之產生自然交互，獲取近似真實的體驗反饋。虛擬仿真技術有三大核心構成要素：一是建模技術，這一要素是虛擬仿真技術的基石，借助3D建模軟件，將現實物體、場景等轉化為具有形狀、材質與物理屬性的數字化模型，建數據中心時，連螺絲都能精準設定參數，確保真實精確；二是渲染技術，為模型“扮靚”，依靠光影算法，結合材質紋理，模擬光線效果，高端引擎能呈現不同時段光照，讓虛擬場景逼真；三是交互技術，通過手柄、手套等設備連接用戶與虛擬環境，實現動作、語音交互，實現如現實裝配訓練一樣的自然流暢。

2.高職計算機網絡技術實踐教學存在的問題

2.1教學內容與產業需求脫節當下計算機網絡技術行業正飛速革新，新技術、新理念層出不窮，如軟件定義網絡（SDN）、網絡功能虛擬化（NFV）已逐漸普及應用。然而，高職課程教學內容更新卻存在明顯滯后性。教材編寫、教案修訂流程煩瑣漫長，往往幾年才調整一次，導致學生所學知識停留在幾年前的行業水準。根據中國職業技術教育學會調研數據顯示，職業院校進行數字化改造的專業達到 60% ，專業適應率由 30% 提升到 80% ，數字職業對接率達 70% ，為服務、支撐、匹配產業高質量發展夯實了數字工匠人才培養基礎[4]。但是學校與企業交流合作深度不足，缺乏來自一線的實踐案例融入教學，使得教學內容偏理論、缺實操，與真實崗位任務關聯薄弱，學生畢業后發現校內所學知識和企業實際需求相差甚遠，還需企業花費大量精力二次培訓學習[5]。

2.2教學方式僵化

傳統高職計算機網絡技術實踐教學多是“教師先講，學生后做”的固定模式。教師在講臺上示范操作流程，學生模仿，這種教學方式對學生來說缺乏主動探索空間，抑制學習興趣。同時，實踐教學課時安排緊湊，任務流程化，留給學生自主拓展、創新思考的時間過少。而且，教學評價側重于結果，看重實驗報告、最終配置成果，忽視學生操作思路、問題解決過程，難以精準反饋學生真實能力。長此以往，學生雖完成既定任務，但未真正內化知識，實踐教學對學生專業成長的助力十分有限。

2.3實踐教學考核體系不完善

目前，高職實踐教學考核方式較為單一，大多重結果輕過程。期末考核時，往往是布置一個既定網絡任務，學生按要求完成配置即可得高分，至于前期的資料收集、方案設計，還有操作中出現問題的解決思路，都不在考察范圍內。平時成績相對更注重考勤、實驗報告書寫工整度，而非學生真正的動手能力與創新的能力。教育部職業教育與成人教育司負責人要求加強實踐性教學，要求中職、高職專科實踐性教學學時原則上不少于總學時的 50% ，職業本科實踐性教學學時原則上不少于總學時的 。這種考核體系下，學生容易滋生應付心理，只追求最后結果不出錯，忽視自身能力提升，這不利于培養學生獨立思考、靈活應變的職業素養，也無法精準衡量學生實踐水平，使教學改進缺乏科學依據。

3.虛擬仿真技術在高職計算機網絡技術實踐教學中的具體應用

3.1虛擬場景構建：重塑實踐教學內容生態

借助虛擬仿真技術構建實踐教學場景，可以使教學實時對接產業前沿，改變教學內容滯后的狀況，并且使學生所學契合行業當下需求，畢業后無須經歷漫長適應期就能投身工作[8]。同時，高度擬真的虛擬職場場景充滿新奇與挑戰，極大激發了學生主動探索的熱情，讓知識吸收更高效。

在高職計算機網絡技術實踐教學中，教師要實現這一虛擬場景構建，一是深化校企合作，積極聯合企業工程師，雙方優勢互補，精準鎖定真實且具代表性的行業項目，從中提煉核心教學要點；二是熟練駕馭虛擬建模工具，無論是塑造網絡設備外觀，還是定義復雜的網絡運行邏輯，都要做到精細入微；三是做好資源整合，把成型的虛擬場景有序歸類到教學資源庫，并配上清晰指引，方便學生按需開啟學習之旅。

以構建“軟件定義網絡（SDN）”虛擬場景為例，與京東云的網絡架構師展開合作，選定京東“雙11”期間超大規模數據中心的SDN運維項目。教師運用3dsMax，精心雕琢每一臺虛擬服務器，從機箱外觀的散熱格柵，到內部主板、芯片的精細布局，都栩栩如生；細致勾勒交換機端口的連接狀態，就連光纖線纜上的標識也清晰可見。同時，利用NS3仿真插件，模擬海量用戶并發訪問時，SDN控制器智能調控流量走向、動態分配帶寬的復雜過程。場景搭建完成上架至教學資源庫后，教師引導學生開啟實踐。起始階段，學生跟隨虛擬助手熟悉設備位置與基礎功能；隨著實踐深人，教師引導學生嘗試自主編寫流表規則，給促銷區、客服區、倉儲物流區精準調配網絡資源；當遇到部分區域網絡延遲升等棘手故障時，讓學生依據虛擬監控數據，排查是鏈路擁塞、設備過載，還是配置沖突，使學生沉浸式掌握SDN運維全流程。

再以構建“零信任”網絡安全防護體系虛擬場景為例，聯合中國工商銀行的安全專家，以銀行線上理財業務為藍本。運用建模工具，全方位塑造包含理財App客戶端、多臺分布式服務器、多重加密驗證網關的虛擬網絡。植入花樣繁多的攻擊腳本，從隱蔽的APT攻擊，到暴力破解登錄嘗試，不一而足。學生登錄后，教師引導學生迅速進入角色，敏銳捕捉異常流量波動，溯源追蹤可疑IP；然后，迅速部署零信任架構下的多因素身份認證、基于屬性的訪問控制、全鏈路加密等防護手段；過程中實時評估防護效果，動態調整策略，讓學生深度領悟零信任體系在復雜金融業務場景下的精妙運用與實操精髓。通過這些與實際緊密結合的虛擬場景構建，不僅提升了學生的實踐能力，也為同領域教學提供了可借鑒的經驗。

3.2交互模式創新：激發實踐學習內生動力

首先，交互模式創新為高職計算機網絡技術實踐教學注入活力，可以扭轉學生被動學習的局面，激發其自主探索欲望，讓知識不再是生硬灌輸，而是自主挖掘，學習效果更扎實[]。其次，貼合網絡技術實操特性，學生親手操控虛擬設備、應對故障，實操能力得以精準打磨，畢業后能迅速上手工作。最后，實時互動可以拉近師生距離，教師精準把握學生問題，助力個性化教學，營造積極活躍的課堂氛圍。

在高職計算機網絡技術實踐教學中，教師要實現交互模式創新，必須精心設計課前探索任務，緊扣網絡技術熱點與實際應用，以趣味性、開放性問題挑起學生好奇心。教師還要熟悉各類交互設備，如手柄、體感捕捉器、智能手套等，知曉其功能與適配場景，為學生實操提供順暢引導。此外，教師要優化課中輔助答疑策略，用啟發式提問，引導學生自主思考、找到解決路徑。

以搭建“云計算數據中心網絡運維”交互場景為例，教師課前在虛擬仿真平臺發布任務，“一家企業云服務商的計算數據中心突發網絡延遲異常，部分用戶服務中斷”，針對這一問題要求學生分組擬定初步運維方案。問題提出后，立刻激起學生探索欲望，教師要引導他們查閱資料并討論。課上，學生通過佩戴智能手套，在虛擬場景里抓取、移動虛擬服務器、交換機等設備圖標，直觀感受物理插拔網線、更換故障硬件等動作；利用手柄靈活調整網絡參數，如修改虛擬局域網（VLAN）劃分、重置路由策略。過程中，學生遭遇虛擬防火墻規則沖突致網絡不通的難題，教師不急于解答，而是問：“回憶下防火墻訪問控制列表原理，哪些規則可能有沖突？”引導學生自查知識漏洞，梳理排查思路，最終解決問題。學生全程主導，不僅深化網絡運維知識，更鍛煉了解決復雜問題的能力。

再以教師模擬“電商平臺網絡安全攻防”場景為例，與京東電商安全團隊合作，以京東促銷季遭遇疑似分布式拒絕服務（DDoS）攻擊、頁面加載緩慢為背景，提前布置任務，讓學生思考防御手段。課中，教師要讓學生手握體感設備，置身虛擬電商網絡環境，實時監測流量走向，親手部署WAF（Web應用防火墻）規則、啟動流量清洗機制。當新問題出現，如偽裝正常流量的CC攻擊，教師旁敲側擊啟發思路，促使學生不斷嘗試新策略，沉浸式體驗攻防博弈，強化網絡安全實操技能。

3.3智能考核適配：校準實踐能力評價體系

智能考核適配給高職計算機網絡技術實踐教學帶來諸多益處，可以打破單一結果性考核局限，關注學習全過程，能更全面、精準地洞察學生真實能力水平，挖掘潛在優勢與短板。為給教學優化指明方向，依據量化數據，教師可針對性調整教學內容、節奏，讓課程貼合學生學習需求，尤其契合行業用人標準，如行業重視問題解決、規劃統籌等過程能力。這種考核模式可助力學生提前適應職場，增強就業競爭力。

在高職計算機網絡技術實踐教學中，教師為落實智能考核適配，要深度研習虛擬仿真平臺的數據記錄功能，明確各項參數對應的操作表現，精準提取關鍵考核數據。依據課程目標與技能要求，細分量化考核指標，如將網絡搭建分為架構合理性、設備選型科學性等子指標。定期復盤考核數據，總結學生共性問題與個體差異，為后續教學調整、個性化輔導做準備。

例如，在“互聯網企業園區網搭建與運維”考核場景里，虛擬仿真平臺可以全程追蹤學生操作。從前期規劃開始，教師讓學生設計園區網絡拓撲，涵蓋辦公區、研發區、服務器區等不同子網。平臺記錄子網劃分是否合理、IP地址分配有無疏漏，以此評估規劃能力。配置設備時，系統監測學生為路由器、交換機添加訪問控制列表、VLAN劃分的操作熟練度，每一次指令輸入、參數修改都有跡可循。若模擬運行中突發網絡故障，如部分區域無法訪問外網，學生排查問題的思路、嘗試修復的手段也能被詳細記錄。教師查看數據，發現學生子網掩碼計算頻繁出錯，后續便強化對這一知識點的輔導；若多數學生面對特定故障不知所措，就在課程里增添對應故障解決專題，利用精準數據驅動教學改進，讓學生網絡技術實踐能力穩步提升。

再如，在模擬“云服務提供商網絡架構優化”考核中，學生登錄平臺對既有云網絡架構升級。平臺捕捉學生在資源池擴容、分布式存儲架構調整、負載均衡策略更新時的操作順序、參數設置，評估架構優化思路是否清晰、操作是否規范。針對數據遷移出現的錯誤，分析學生應急處理方式，為其能力畫像。教師參考這些數據，就能知曉教學重點偏移與否，進而校準教學，確保學生熟練掌握云網絡優化實操技能。

結語

虛擬仿真技術在高職計算機網絡技術實踐教學中扮演著革新者與推動者的關鍵角色。虛擬仿真技術不只是簡單彌補既有教學短板，更是系統性重塑教學流程，激活學生自主學習的內驅動力，讓教學內容緊密貼合行業動態，考核結果如實反映學生水平。展望未來，虛擬仿真技術還會持續進化，功能愈發強大、應用場景越發多元。高職教育者應趁熱打鐵，深化校企協同，源源不斷引人真實項目案例豐富虛擬資源庫，讓高職計算機網絡技術專業教育緊跟時代，為社會源源不斷輸送優質專業人才，支撐網絡技術行業的蓬勃發展。

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作者簡介：陳柏林，本科，副教授， ，研究方向：信息技術教學，高職學生管理、思想教育。