淺談高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的規(guī)劃與設(shè)計

安康學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理系 李 文

目前，高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的規(guī)劃和設(shè)計五年前甚至更早時候的方案，其規(guī)劃設(shè)計已不能很好地適應(yīng)現(xiàn)在的教育教學(xué)和科研需求，存在的一些問題亟待解決，這也是為有效培養(yǎng)符合社會發(fā)展需要的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才和高新技術(shù)人才奠定硬軟件基礎(chǔ)，我們要結(jié)合高校的具體情況和教學(xué)水平，科學(xué)合理地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)原則和建設(shè)程序。下面我們主要從普通高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室規(guī)劃設(shè)計的現(xiàn)狀意義、目標(biāo)原則、結(jié)構(gòu)特點來分析，以期能夠為相關(guān)的建設(shè)提供參考意見。

一、高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室規(guī)劃設(shè)計的現(xiàn)狀與意義

傳統(tǒng)的計算機(jī)教學(xué)方法以教師講解為主，學(xué)生被動吸收之后再進(jìn)行上機(jī)操作，大多是依樣畫葫蘆，加以練習(xí)和鞏固。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)改變了這種舊有模式，它的便捷化、直觀化、互動交流、網(wǎng)絡(luò)共享等優(yōu)勢使得原本枯燥的計算機(jī)理論教學(xué)變得更加生動易懂，從而讓學(xué)生由知識的被動接受者變成了知識的主動探求者。這種教學(xué)方式也應(yīng)用于其他學(xué)科的教學(xué)體系中。在這里我們重點討論的是計算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)實驗室的規(guī)劃與設(shè)計。

網(wǎng)絡(luò)實驗室旨在構(gòu)筑一個能夠綜合各種工具和技術(shù)手段的電子化和網(wǎng)絡(luò)化的可供科學(xué)研究的集成環(huán)境，我們可以通過這個環(huán)境有效地利用各種數(shù)據(jù)資源、信息資源、設(shè)施資源、人力資源等來進(jìn)行科技研發(fā)項目，還可以通過這個網(wǎng)絡(luò)實驗室讓學(xué)生自己進(jìn)行虛擬實驗，而且不會受到時間空間的約束，十分高效便捷。

在充分肯定計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的優(yōu)勢時，我們還要看到現(xiàn)階段我國高校計算機(jī)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)的問題及不足之處?；趥鹘y(tǒng)教學(xué)思想和教學(xué)模式的長期影響，學(xué)生實驗動手能力的欠缺是高校計算機(jī)教學(xué)的主要問題。這種現(xiàn)象也十分普遍，由于資金的缺乏，實驗設(shè)備的不足，很多學(xué)校尚不具備開設(shè)專項實驗課的條件，學(xué)生的動手能力和實驗創(chuàng)造能力得不到有效的鍛煉，從而導(dǎo)致理論與實踐脫節(jié)，而實踐缺乏創(chuàng)新也就阻礙了理論建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)實驗室的建立可以在一定程度上解決高校計算機(jī)專項實驗室建設(shè)的問題，有效緩解資金周轉(zhuǎn)和設(shè)備更新?lián)Q代的壓力。眾所周知，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是一次性的實體系統(tǒng)，如果有損壞難于恢復(fù)，還有一些設(shè)備的內(nèi)部工作過程是不可是視的，所以有時在反復(fù)解剖拆裝訓(xùn)練中造成的錯誤操作會導(dǎo)致設(shè)備的嚴(yán)重破損，也不利于人身安全的保障，所以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室可以避免這些可能隱患，因為這是一個虛擬的網(wǎng)絡(luò)實驗室。而且一般網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度比較快，專項計算機(jī)實驗設(shè)備不可能在新型號出來的時候就立即更新?lián)Q代，這需要耗費大量的資金，故實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)是適宜之舉。

我們可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的教學(xué)手段，充分培養(yǎng)學(xué)生獨立思考分析問題的能力、動手解決問題的能力、對概念的理解領(lǐng)悟能力、鉆研探究能力、團(tuán)體協(xié)作能力等，還能讓學(xué)生像置身于真實的實驗環(huán)境中一樣完成各種預(yù)期的實驗項目，而且這種實驗的效果會更明顯，過程的快捷化可以促進(jìn)實驗結(jié)果的高效化，同時還有利于教師對實驗結(jié)果做出及時的評價，有利于學(xué)生的及時反思，進(jìn)一步完善有關(guān)項目的具體步驟。這種不受時間和地點限制的教學(xué)模式有效改善了教師的教學(xué)方法，也能夠開拓學(xué)生的思路，使得學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力不斷增強(qiáng)，創(chuàng)造性也得到了充分發(fā)揮。而且網(wǎng)絡(luò)化有利于師生的交流，也體現(xiàn)了現(xiàn)代化教學(xué)以學(xué)生為主體的特點。

二、高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室規(guī)劃設(shè)計的目標(biāo)和原則

基于現(xiàn)有科技水平和教育條件，高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)該是要將教學(xué)、科研、培訓(xùn)、社會服務(wù)有機(jī)融合在一起，促進(jìn)各個方面的共同發(fā)展。具體來說，其目標(biāo)應(yīng)該包括以下幾個方面：

一是多元化。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室要讓學(xué)生有足夠的理論學(xué)習(xí)空間和動手操作空間，不僅要能熟練掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)、各項功能、使用方法，還要能親自動手去進(jìn)行程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)組建和管理、系統(tǒng)安全維護(hù)、相關(guān)模擬實驗等實踐操作，通過各種不同類型的實驗提高學(xué)生掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實驗技能，同時強(qiáng)化對專業(yè)知識的理解和領(lǐng)悟，并能夠加深記憶，為理論的創(chuàng)新奠定堅實的基礎(chǔ)。另外，這些驗證型實驗、演示型實驗、自主設(shè)計型實驗、綜合創(chuàng)新型實驗等實驗類型能夠從不同的側(cè)面有效培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新能力、團(tuán)隊合作能力，這是新時期人才最需要大力培養(yǎng)的能力。

二是專業(yè)化。首先是要滿足計算機(jī)專業(yè)教師的教學(xué)設(shè)計的需要，此系統(tǒng)要包含主流前沿的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并能不斷提高網(wǎng)絡(luò)實驗室的可拓展性，從而可以為專業(yè)教師提供相對完善的實驗平臺，有效提高高校的整體研發(fā)水平和教學(xué)應(yīng)用水平。其次是要盡可能滿足社會對于計算機(jī)領(lǐng)域高素質(zhì)人才的需要，網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)不能局限在學(xué)校的范圍內(nèi)，還要面向全社會，畢竟培養(yǎng)人才的最終目的也是更好為社會服務(wù)，所以高校的網(wǎng)絡(luò)實驗室規(guī)劃可以參考寬帶數(shù)據(jù)城域網(wǎng)和大型園區(qū)網(wǎng)的建設(shè)思路和方法，組建多種類型的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，并讓學(xué)生親自參與其中，提高社會實戰(zhàn)能力。另外，我們還可以融合多種技術(shù)和多種操作平臺，不斷提高網(wǎng)絡(luò)實驗室環(huán)境和設(shè)備的仿真性。

高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)需要遵循的原則有三：

首先要重視網(wǎng)絡(luò)實驗室的軟硬件的開放性和先進(jìn)性。這種網(wǎng)絡(luò)實驗室應(yīng)該同時也是一個開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有高度擴(kuò)展性，包括設(shè)備端口的擴(kuò)展、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的擴(kuò)展、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展等等，所以我們要根據(jù)組建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需要，使得各個實驗臺組之間可以進(jìn)行互動交流，共享實驗設(shè)備、有利于搭建規(guī)模更大，系統(tǒng)更復(fù)雜的實驗設(shè)備。高校的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)的水平應(yīng)該能夠跟上時代的發(fā)展，與前沿技術(shù)的綜合水平相一致，這樣才能為社會的發(fā)展提供智力和技術(shù)支撐。

其次要重視網(wǎng)絡(luò)實驗室的可靠性和安全性。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的規(guī)劃與設(shè)計要考慮到防止一些不可預(yù)知后果的出現(xiàn)幾率，要保證各個實驗組互不干擾，還要保證同一實驗組的不同實驗者或者不同的實驗互不干擾。另外，高校計算機(jī)實驗室通常都進(jìn)行全天候的工作，所以要保證任何時間都能安全登錄。

最后要重視網(wǎng)絡(luò)實驗室的維護(hù)和管理工作。高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室采用的系統(tǒng)軟件的設(shè)計也要采用跨平臺的方案，不僅節(jié)省了實驗室的維護(hù)的費用，還有利于實驗項目的設(shè)備更新，促進(jìn)學(xué)校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的不斷完善。同時，我們要保證網(wǎng)絡(luò)實驗室具有高度的可管理性。網(wǎng)絡(luò)實驗室的研究課題很多，不同課題的網(wǎng)絡(luò)需求也不盡相同，所以不僅實驗室網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計要具備一定的靈活性，對于系統(tǒng)整體的管理也要具備靈活性和高效性，并且能對外部接入實施有效的安全措施。

三、高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室規(guī)劃設(shè)計的結(jié)構(gòu)和特點

高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室系統(tǒng)的規(guī)劃通常包括四個實驗分室，這些分室有著各自的不同功能和作用，它們之間相互聯(lián)系、相互配合，共同保障著網(wǎng)絡(luò)實驗室的正常運(yùn)行，具體結(jié)構(gòu)如下：

一是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗原理分室，它是網(wǎng)絡(luò)實驗室的基礎(chǔ)構(gòu)成。任何一門學(xué)科的發(fā)展都建立在理論基礎(chǔ)的發(fā)展上，計算機(jī)專業(yè)也不利外，學(xué)生一定要扎實掌握和充分理解網(wǎng)絡(luò)原理，在實踐中運(yùn)用原理。現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平完全可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗原理分室進(jìn)行高度仿真，以達(dá)到幫助學(xué)生理解和接受具有學(xué)術(shù)難度的概念和范疇，完善學(xué)生自身的理論知識的體系。

二是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)分室，它的目的是有效幫助學(xué)生在很短的時間內(nèi)掌握好組建網(wǎng)絡(luò)的高一級技術(shù)，從而能夠提高網(wǎng)絡(luò)管理的水平。我們可以采用軟件仿真的方式，通過計算機(jī)模擬出一個電子工作臺，并采用先進(jìn)的測試儀器，這樣能夠滿足了計算機(jī)實驗室的設(shè)備配置要求，還能通過各種類型的實驗對學(xué)生的各種能力進(jìn)行有針對性的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗故障診斷分析室。在網(wǎng)絡(luò)實驗室正常運(yùn)行的過程中，難免出現(xiàn)各種各樣的故障和問題，就有必要對故障進(jìn)行診斷分析，以便組建新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，改造和提升現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)功能。網(wǎng)絡(luò)故障診斷分析也是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室維護(hù)工作的重要環(huán)節(jié)，在其中我們可以進(jìn)行交換機(jī)硬件故障的實驗、服務(wù)器資源共享的故障實驗等，以提高學(xué)生檢測故障的能力，保證系統(tǒng)維護(hù)方面的工作得以順利進(jìn)行。

四是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室布線工程分室。內(nèi)容包括對網(wǎng)絡(luò)實驗室總體方案的設(shè)計和施工等，可以采用網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)對需要布線的各個數(shù)字建筑進(jìn)行三維建模、使學(xué)生猶如置身于真實的環(huán)境中，這樣可以充分鍛煉學(xué)生設(shè)計方案能力、對介質(zhì)的選擇和傳輸能力、測試施工能力、對實驗的組織鑒定驗收能力等。

高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的組織機(jī)制包括計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、仿真軟件。通常采用用戶登錄機(jī)制，保障整個過程操作的合法性與安全性。用戶被允許登錄后可以采用兩種形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實驗室的實驗工作。包括通過服務(wù)器運(yùn)行仿真軟件和用戶自己下載仿真軟件，二者各有千秋，可以根據(jù)實際情況來進(jìn)行挑選。如果經(jīng)常使用仿真軟件的用戶，可以下載一個仿真軟件，使用起來比較方便快捷。

高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室系統(tǒng)實質(zhì)上是一個空間虛擬實驗室，它只有邏輯和程序上的設(shè)置，沒有具體的物理空間的限制，它讓學(xué)生和教師完全擺脫了傳統(tǒng)的實驗室模式，不僅優(yōu)化了計算機(jī)教學(xué)的過程，還提高了教學(xué)質(zhì)量，同時也將教學(xué)活動和實驗室活動的空間充分地延伸開來，不斷提高著現(xiàn)代人的思想意識觀念和科技水平的實力，也在一定程度上反應(yīng)著現(xiàn)代高校教育管理理念，更反映著時代發(fā)展的最新科技動向。

四、總結(jié)

綜上所述，對高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室進(jìn)行科學(xué)合理規(guī)劃與建設(shè)，不僅能夠有效改善教學(xué)環(huán)境與條件，同時能夠有效提高教學(xué)的質(zhì)量和水平，增強(qiáng)高校的科技研發(fā)能力，有利于為現(xiàn)代化建設(shè)輸送高端科技人才。網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)的逐步完善是一項長久性課題，需要社會各界的支持和師生的共同努力。

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