自主開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)虛擬試驗(yàn)軟件的實(shí)踐研究

張悅

一、研究背景

《技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求有條件的高中在開(kāi)設(shè)《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》課程時(shí)，應(yīng)開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)組建等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。然而，在南京市乃至江蘇省，絕大部分學(xué)校并不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課，原因是學(xué)校沒(méi)有條件建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室。

虛擬實(shí)驗(yàn)，一般認(rèn)為是指借助于計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，在計(jì)算機(jī)上營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境。不少高校目前都在使用虛擬實(shí)驗(yàn)，比如EWB（虛擬電子工程臺(tái)）、Edison（虛擬電路）等等。不過(guò)，目前幾乎沒(méi)有學(xué)校購(gòu)買這些商用軟件，主要原因是沒(méi)有經(jīng)費(fèi)。

經(jīng)過(guò)調(diào)研，我發(fā)現(xiàn)，作為高中信息技術(shù)教師，我們完全有能力自己開(kāi)發(fā)制作交互軟件，開(kāi)發(fā)出簡(jiǎn)單實(shí)用、符合學(xué)情、校情的虛擬實(shí)驗(yàn)軟件。本人于2012年就此問(wèn)題，作為南京市個(gè)人課題進(jìn)行了實(shí)踐研究。

二、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的開(kāi)發(fā)制作研究

1. 使用FLASH作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，交互性好。

2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)目和內(nèi)容。

根據(jù)課標(biāo)要求、試驗(yàn)可行性、學(xué)習(xí)意義等進(jìn)行綜合比較，最終確定三個(gè)實(shí)驗(yàn)：

（1）雙機(jī)互聯(lián)（不接因特網(wǎng)）（硬件設(shè)備的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用）；（2）雙機(jī)互聯(lián)（接因特網(wǎng)）（如何接入因特網(wǎng)）；（3）根據(jù)客戶需要，為一家公司設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（公司業(yè)務(wù)一部、二部、經(jīng)理室可接入因特網(wǎng)，財(cái)務(wù)室電腦不允許接入因特網(wǎng)）。這是開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，意在全面檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐能力。

3. 軟件成品展示：最終軟件實(shí)驗(yàn)界面如圖示例。

實(shí)驗(yàn)方法：（1）學(xué)生用鼠標(biāo)拖動(dòng)界面上部的虛擬設(shè)備，在右側(cè)設(shè)計(jì)區(qū)域組合成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（2）在左側(cè)文本區(qū)填寫相應(yīng)數(shù)據(jù)。（3）截屏輸出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

三、用測(cè)量法進(jìn)行虛擬軟件的實(shí)踐教學(xué)研究

為檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)小軟件在實(shí)際教學(xué)中的效果、我采用了個(gè)案研究法、測(cè)量法進(jìn)行比較。在某屆高二年級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模塊教學(xué)中，我負(fù)責(zé)2個(gè)班級(jí)的教學(xué)，在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)部分，以班級(jí)A班作為對(duì)照組（學(xué)生使用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件完成3個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)），B班不做實(shí)驗(yàn)。完成教學(xué)后，對(duì)兩組學(xué)生從理論知識(shí)、實(shí)踐能力二個(gè)維度進(jìn)行檢測(cè)。

測(cè)量過(guò)程一：試卷測(cè)試。在試卷中，通過(guò)選擇、填空的形式，考察了A、B二個(gè)班的學(xué)生對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識(shí)的綜合理解能力。

測(cè)量結(jié)果如下：

A班45人，平均分86，最高100，最低75，80以上（良好）39人。

B班41人，平均分72，最高85，最低40，80以上19人。

測(cè)量過(guò)程二：實(shí)際動(dòng)手能力測(cè)試。某家庭有父母、孩子和祖父母，三室一廳。父母要求電腦性能好，娛樂(lè)工作能上網(wǎng)；祖父母要求能上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)；孩子的電腦只能進(jìn)行學(xué)習(xí)，上網(wǎng)能否要由父母控制。請(qǐng)你為全家進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，并給出理由。

測(cè)量結(jié)果如下：

1. A班學(xué)生的設(shè)計(jì)有效性100% 。90%的學(xué)生有效地使用了交換機(jī)、路由器、筆記本、臺(tái)式電腦設(shè)備，并且將路由器安在父母房間，使家長(zhǎng)能有效控制孩子的上網(wǎng)時(shí)間。80%的學(xué)生采用了無(wú)線路由，10%的學(xué)生給父母使用服務(wù)器，并設(shè)置為網(wǎng)關(guān)。

2. B班學(xué)生的設(shè)計(jì)有效性45%左右。主要問(wèn)題在于：25%左右的學(xué)生不能正確認(rèn)知路由器、服務(wù)器的功能、區(qū)別；40%的學(xué)生不能正確區(qū)分路由器，交換機(jī)的作用。

從以上兩次測(cè)量中得出結(jié)論如下：

結(jié)論1：A班學(xué)生理論測(cè)試80分（良好）以上比率，比B班高出40%左右，虛擬實(shí)驗(yàn)有效提升了學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)效果。

結(jié)論2：A班學(xué)生實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的有效性，比B班高出55%，虛擬實(shí)驗(yàn)有效提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

四、研究小結(jié)

1. 高中教師自主開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)的益處。

（1）虛擬實(shí)驗(yàn)的使用有效提高了學(xué)生的理論學(xué)習(xí)效果和動(dòng)手實(shí)踐能力。

（2）在虛擬實(shí)驗(yàn)可以暫時(shí)替代或部分替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)的情況下，可以暫緩建設(shè)真實(shí)實(shí)驗(yàn)室，節(jié)省教育資金。

（3）自主開(kāi)發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的過(guò)程，既需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識(shí)的深入理解，也需要過(guò)硬的程序開(kāi)發(fā)技能，從各方面提升了教師本身的專業(yè)水準(zhǔn)，

2. 不足與展望。（1）學(xué)生缺少真實(shí)實(shí)驗(yàn)效果的興奮感。（2）自主開(kāi)發(fā)難度較高，在實(shí)際教學(xué)工作中比較難大面積推廣，作者自己開(kāi)發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)軟件也只是一個(gè)具有基本功能的初步成果，仍待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。