淺析現(xiàn)代教育技術(shù)在計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：本文分析了計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題和不足，以銳捷網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)為例，提出了其計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的改進(jìn)方法。通過(guò)引入計(jì)算機(jī)教學(xué)平臺(tái)、WEB訪問(wèn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件仿真及模擬器技術(shù)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，達(dá)到提高教學(xué)效果，豐富教學(xué)形式和激發(fā)教學(xué)興趣的目的。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)類；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；銳捷網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室；現(xiàn)代教育技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP3-4

計(jì)算機(jī)類課程主要是指程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、軟件工程、人工智能等各類課程。配套的實(shí)驗(yàn)課程主要是根據(jù)理論知識(shí)設(shè)計(jì)程序編碼并進(jìn)行分析和測(cè)試，以驗(yàn)證理論。其主要的儀器設(shè)備包括實(shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、模擬器等。一直以來(lái)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程為預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、報(bào)告三部分。這類實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱嬖陬A(yù)習(xí)不到位，操作內(nèi)容少，思考空間狹隘等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)效果普遍反應(yīng)較差。針對(duì)這些情況，本文以我院建設(shè)的銳捷網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代教育技術(shù)的思想，架構(gòu)計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境上，以期消除傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)和路由器實(shí)驗(yàn)是配合《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》、《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與管理》課程教學(xué)而另外開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，是《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程的后繼課程，也是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域較好的導(dǎo)向型課程。我院軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、計(jì)算機(jī)通信等專業(yè)相繼開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程。本課程的教學(xué)任務(wù)是加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)交換設(shè)備、路由設(shè)備等操作能力的培養(yǎng)，熟練掌握交換機(jī)、路由器的配置方法。學(xué)習(xí)本課程可以進(jìn)一步掌握計(jì)算機(jī)相關(guān)體系結(jié)構(gòu)，并針對(duì)思科、華為等國(guó)內(nèi)大型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商的產(chǎn)品進(jìn)行學(xué)習(xí)，以期更好的滿足市場(chǎng)需求，促進(jìn)就業(yè)率的提升。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的改進(jìn)與調(diào)整

根據(jù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱嬖陬A(yù)習(xí)不到位，操作內(nèi)容少，思考空間狹隘的特點(diǎn)，力求從三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行修改。預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段，傳統(tǒng)模式下要求學(xué)生整理相應(yīng)的理論知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)需測(cè)試的內(nèi)容有一定的了解，并完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。改進(jìn)后要求學(xué)生在預(yù)習(xí)階段通過(guò)web頁(yè)面訪問(wèn)RG-LIMP平臺(tái)內(nèi)實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)。正式實(shí)驗(yàn)階段，傳統(tǒng)模式先由教師講解操作步驟和實(shí)驗(yàn)要求，然后學(xué)生按照要求操作實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)，再由教師檢查通過(guò)：課后學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算整理，分析匯總，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。改進(jìn)后要求在老師講解的基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)行操作，操作后遇到問(wèn)題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上報(bào)，由教師根據(jù)所有學(xué)生上報(bào)的情況，抽取共性問(wèn)題進(jìn)行分析并講解，講解后學(xué)生根據(jù)自己?jiǎn)栴}再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。完成報(bào)告階段，傳統(tǒng)模式下，學(xué)生根據(jù)發(fā)放的實(shí)驗(yàn)手冊(cè)進(jìn)行手動(dòng)填寫，效果不佳。改進(jìn)后由學(xué)生根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)結(jié)果上報(bào)數(shù)據(jù)平臺(tái)，由數(shù)據(jù)平臺(tái)直接分析并得出結(jié)果，學(xué)生根據(jù)結(jié)果來(lái)分析實(shí)驗(yàn)遇到的問(wèn)題及總結(jié)結(jié)論。教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并在此講解實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題及解決方式。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的機(jī)遇RCMS平臺(tái)的RG-LIMP系統(tǒng)可以完成教學(xué)模式的大部分工作，該平臺(tái)同樣可也用普通動(dòng)態(tài)網(wǎng)站來(lái)建立，對(duì)于其他計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)說(shuō)，RG-LIMP系統(tǒng)為非必備軟件。利用該教學(xué)模式可以將大量的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有效的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)規(guī)劃，方便實(shí)驗(yàn)管理。這也是利用現(xiàn)代教育技術(shù)理念建立的基于實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，環(huán)境中將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目局限在試驗(yàn)臺(tái)中，任何兩組設(shè)備沒(méi)有直接相連接，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)，這樣就使得實(shí)驗(yàn)臺(tái)間不在相互干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰無(wú)誤。利用該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境同樣避免了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)中直接連接交換和路由設(shè)備的console口，避免了設(shè)備因長(zhǎng)期插拔帶來(lái)的硬件損壞。學(xué)生可以將有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間放到設(shè)備的調(diào)試及運(yùn)行上。同樣，在該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，教師可以輕松分配多組設(shè)備到實(shí)驗(yàn)小組中，可以輕松管理多組實(shí)驗(yàn)。同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)室采取對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的控制，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上因?qū)嶒?yàn)造成的協(xié)議震蕩根本不會(huì)影響到校園網(wǎng)和外網(wǎng)的正常運(yùn)行。同時(shí)，作為實(shí)驗(yàn)室管理中心的教師平臺(tái)可以通過(guò)下發(fā)的方式，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)或每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行指定，確保其行為可控（包括安全權(quán)限、訪問(wèn)外網(wǎng)權(quán)限等）。

2 利用WEB技術(shù)提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段的預(yù)習(xí)效果

在現(xiàn)代教育技術(shù)的理論框架下利用RG-LIMP系統(tǒng)可以對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行較好的管理。

RG-LIMP是實(shí)達(dá)銳捷公司針對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一套網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)才用B/S架構(gòu)，基于瀏覽器進(jìn)行訪問(wèn)。LIMP系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選取、實(shí)驗(yàn)資料的瀏覽、實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)定、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等功能?？梢杂行Э刂?、分配、管理、分析實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，可以幫助老師無(wú)論在教學(xué)環(huán)境還是實(shí)訓(xùn)環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室管理。LIMP登陸環(huán)境為web圖形化界面，學(xué)生也可在網(wǎng)絡(luò)延伸的任何區(qū)域進(jìn)行瀏覽，拓展了實(shí)驗(yàn)室的空間和時(shí)間束縛，實(shí)現(xiàn)了“any where、any pc”。

RG-NTC 100銳捷拓?fù)溥B接器配合RG-LIMP將圖形化設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成真實(shí)設(shè)備的拓?fù)浯罱?，保護(hù)了設(shè)備端口、縮短了拓?fù)浯罱〞r(shí)間、實(shí)現(xiàn)了真正的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。

3 利用多媒體課件增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作階段的教學(xué)手段

根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)并制作課件后加入到LIMP中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前可以通過(guò)課件看到相關(guān)內(nèi)容。課件呈現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)儀器的介紹并付上儀器圖片，接著講解各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的操作步驟。步驟與步驟之間留有一定的時(shí)間間隔.以便于學(xué)生可以根據(jù)多媒體課件同步操作實(shí)驗(yàn)，課件生動(dòng)形象的展示了實(shí)驗(yàn)操作步驟。

在實(shí)驗(yàn)中，為統(tǒng)一學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要按照老師放置在LIMP環(huán)境中的課件為標(biāo)準(zhǔn)，掌握課件中的實(shí)驗(yàn)步驟。這樣在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，在上報(bào)后，老師可以通過(guò)分析抽取共性問(wèn)題進(jìn)行講解，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因非實(shí)驗(yàn)故障造成的實(shí)驗(yàn)不能順利進(jìn)行的情況。

4 利用仿真軟件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過(guò)搭建這樣的系統(tǒng)，銳捷網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室可以完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)是基于標(biāo)準(zhǔn)各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的，包括RSTP（802.1w快速生成樹(shù)協(xié)議）、NAPT（基于802.3ad的鏈路聚合控制協(xié)議）、STP（802.1d生成樹(shù)協(xié)議）、MSTP（802.1s基于VLAN生成樹(shù)協(xié)議）、ACL（包括標(biāo)準(zhǔn)、擴(kuò)展、時(shí)間以及基于二層/三層/四層包頭字段的訪問(wèn)控制列表）、VRRP（虛擬路由器冗余協(xié)議）、NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）、STATIC ROUTE（靜態(tài)路由）、VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）、RIP（路由信息協(xié)議）、OSPF（開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議）、IGMP Snooping（組播探測(cè)協(xié)議）、ISDN、無(wú)線、PSTN、防火墻等。在此基礎(chǔ)上，可以完成學(xué)校教學(xué)所需的局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，并可將實(shí)驗(yàn)分成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和高級(jí)實(shí)驗(yàn)兩類。

學(xué)生通過(guò)以上方針協(xié)議的學(xué)習(xí)并完善實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。實(shí)驗(yàn)手冊(cè)可以分兩個(gè)部分，一是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)中對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的、實(shí)驗(yàn)設(shè)備間相連的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?shí)驗(yàn)的設(shè)備、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及驗(yàn)證等內(nèi)容，進(jìn)行描述詳盡、圖文并茂。另外一種就是通過(guò)提交到LIMP環(huán)境中由系統(tǒng)進(jìn)行分析后得出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并將該報(bào)告上繳老師進(jìn)行批改。后者的效果在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中效果較好。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)現(xiàn)代教育技術(shù)理念下構(gòu)建的用于計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，有利于整個(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程及效果。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中減少了教師初期分配實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)小組的工作，減少了學(xué)生往來(lái)插拔實(shí)驗(yàn)設(shè)備造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備損壞的機(jī)率，加強(qiáng)了學(xué)生通過(guò)web頁(yè)面瀏覽實(shí)驗(yàn)資料的效率，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的時(shí)間效率。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改進(jìn)后.通過(guò)參與實(shí)驗(yàn)的教師和學(xué)生反饋情況來(lái)看，其效果明顯，學(xué)生操作能力和實(shí)驗(yàn)效果都有了顯著的改善。雖然其中還有一些細(xì)節(jié)問(wèn)題需要繼續(xù)修改和完善，但通過(guò)我們不斷的改革與探索，希望對(duì)于其他計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)?zāi)酥劣诟呗氃盒８黝悓?shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)能有一定的參考價(jià)值與借鑒意義。

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