虛擬仿真實驗項目設(shè)計與考核探究

趙庚升 劉磊 項培軍 馮岑明

摘要：對虛擬仿真實驗項目設(shè)計進行了改進。實驗過程中引入項目導(dǎo)向的教學(xué)方式，選取企業(yè)真實的網(wǎng)絡(luò)需求作為案例，學(xué)生參與項目，在實踐過程中更加深入地理解理論。通過改革實驗考核方式，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和主動學(xué)習(xí)精神，提高自主學(xué)習(xí)意識與創(chuàng)新意識，在實驗項目中理解并掌握專業(yè)知識，提高職業(yè)技能。

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：虛擬仿真實驗項目；實驗考核；計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；實驗教學(xué)改革

DOIDOI：10.11907/rjdk.161395

中圖分類號：G436文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）007021503

0引言

網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋到我們生活的每個細節(jié)，大到國防安全，小到家庭智能家居設(shè)備間的相互通信。隨著云時代的到來，單獨一臺計算機的數(shù)據(jù)分析與處理能力已不能滿足軍事、教育、商業(yè)的需求，數(shù)據(jù)分析的時效性也無法保障。為了達成某種目的，需要數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千臺基于網(wǎng)絡(luò)的計算機實現(xiàn)相互通信與資源共享，計算機之間可能相互距離幾公里、幾百公里甚至跨越國界。

計算機網(wǎng)絡(luò)課程是高校計算機及相關(guān)專業(yè)必修課程。由于該課程具有較強的工程特性，教學(xué)過程中單純的理論教學(xué)無法達到預(yù)期的教學(xué)效果。理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式有助于學(xué)生更加深入地掌握理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的思考和學(xué)習(xí)能力。通過設(shè)計對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)實驗項目，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新性、研究性和獨立解決企業(yè)問題的能力，鍛煉學(xué)生的邏輯分析能力與團隊協(xié)作能力。筆者學(xué)校通過課程改革，設(shè)計個性化、企業(yè)化的實驗項目，完善考核方式，形成了一整套獨立實驗與多人協(xié)作實驗的創(chuàng)新教學(xué)模式。通過引入項目導(dǎo)向教學(xué)法與課程考核創(chuàng)新，提高了學(xué)過濾后的流量再進入安全區(qū)域進行轉(zhuǎn)發(fā)。因此，要對網(wǎng)絡(luò)用戶進行分析和監(jiān)控，對來自這些用戶的流量執(zhí)行不同的轉(zhuǎn)發(fā)策略，在一定規(guī)模的模擬網(wǎng)絡(luò)拓撲環(huán)境下，采用開源控制器和仿真平臺實現(xiàn)。

為考核學(xué)生的實踐動手能力，可利用實驗過程抽查提問和期末考試考核兩種手段。抽查在課堂實驗中進行，隨時檢查學(xué)生的實驗環(huán)節(jié)并提問。期末考試試卷中要增加與實驗相關(guān)的考題，考核實驗常見問題以及解決方法等。

1計算機網(wǎng)絡(luò)課程實驗特點

計算機網(wǎng)絡(luò)課程實驗經(jīng)常會涉及到多類高價值的實驗設(shè)備，如支持可編程操作的交換機、路由器以及不同類型的網(wǎng)絡(luò)通信線路。該類設(shè)備價值較高，能提供適合實驗設(shè)備的學(xué)校不多（不同品牌的硬件設(shè)備、硬件接口與編程語言存在很大的差異）。同時，實驗過程中通信線路經(jīng)常插拔很容易引起模塊、設(shè)備端口以及通信線路的損壞。因此，很多高校使用網(wǎng)絡(luò)模擬軟件輔助實驗教學(xué)。

計算機網(wǎng)絡(luò)課程的工程性和實踐性較強，教學(xué)過程中應(yīng)根據(jù)需要采用多種教學(xué)方法：情景教學(xué)、驅(qū)動教學(xué)、探究教學(xué)、案例教學(xué)等。實驗項目設(shè)計應(yīng)參考真實企業(yè)網(wǎng)絡(luò)搭建需求，根據(jù)學(xué)生情況設(shè)計出與真實企業(yè)網(wǎng)絡(luò)相似的實驗內(nèi)容。學(xué)生通過獨立完成教師設(shè)計的單個知識點實驗（個體實驗），分組綜合實驗完成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，實驗成功后撰寫網(wǎng)絡(luò)調(diào)試報告?？紤]到實驗工作量與難度較大，實驗中引入項目導(dǎo)向的教學(xué)方法，允許學(xué)生自由分組合作，實驗項目設(shè)計過程中應(yīng)設(shè)計好不同的考核要點，分組人員按照平均工作量進行任務(wù)分配。通過應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，模擬網(wǎng)絡(luò)通信的具體過程，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，熟悉網(wǎng)絡(luò)通信過程中的每一環(huán)節(jié)相應(yīng)知識，如OSI/RM、TCP/IP以及多種通信協(xié)議。通過教學(xué)方法的改革，使學(xué)生在實踐中深度掌握理論知識，實現(xiàn)“理實合一”。2實驗項目設(shè)計與考核

2.1個體型實驗項目設(shè)計

獨立型實驗是指在實驗過程中依照實驗要求與內(nèi)容，學(xué)生獨立完成實驗所有內(nèi)容。

實驗背景：上海3C公司的財務(wù)部和銷售部各有兩臺計算機，它們通過二層網(wǎng)絡(luò)交換機實現(xiàn)相互連接；要求部門內(nèi)部的計算機可以相互通信?？紤]到公司的數(shù)據(jù)安全，要求財務(wù)部與銷售部的計算機之間不能通信，在相關(guān)設(shè)備上進行配置來達到這一要求，網(wǎng)絡(luò)拓撲見圖1。

實驗?zāi)繕耍赫莆誚LAN概念，熟悉VLAN具體配置；掌握交換機VLAN的創(chuàng)建與端口分配方法。

2.2個體型實驗項目考核

獨立型實驗考核分為實驗過程評定和實驗結(jié)果評定兩個層次，每一層次有獨立的評判指標，具體指標見圖2。

獨立型實驗一般要求學(xué)生單獨完成。在過程評定中，主要考核學(xué)生的實驗態(tài)度和實踐能力，實驗完成后需要對實驗結(jié)果進行評定并公開展示，如電子商務(wù)基礎(chǔ)實驗、B2C網(wǎng)站搭建、電子政務(wù)課程設(shè)計、會計電算化實驗等，具體評定指標見表1。

結(jié)果評定資料分析分析方法的科學(xué)性、嚴密性實驗報告格式規(guī)范、結(jié)構(gòu)完整、思路清晰、觀點明確、解決問題方法創(chuàng)新表現(xiàn)實驗的創(chuàng)意性、解決問題思想、創(chuàng)新性等方面任課教師根據(jù)過程評定與結(jié)果評定指標進行評定，最后把實驗過程評定分數(shù)與結(jié)果評定分數(shù)加權(quán)，得到最終成績。

2.3綜合型實驗項目設(shè)計

綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程綜合知識或與本課程相關(guān)課程知識的實驗，是學(xué)生在具有一定知識與技能的情況下，綜合運用某一課程或多門相關(guān)課程知識、技能與方法進行的一種復(fù)合實驗。

實驗背景：上海某公司計劃更新企業(yè)原有網(wǎng)絡(luò)，當前公司有4個核心部門：財務(wù)部（8人）、市場部（20人）、生產(chǎn)部（36人）和采購部（12人），其它部門人數(shù)若干。公司初始時沒有對網(wǎng)絡(luò)進行合理規(guī)劃，公司員工IP地址均為C類地址：192.168.1.0/24。由于企業(yè)發(fā)展，需要對原有網(wǎng)絡(luò)進行信息化改造，改造過程中要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、安全性、便捷性和可擴展性。要求根據(jù)已學(xué)知識對該公司進行局域網(wǎng)設(shè)計與規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)拓撲見圖3，并且實現(xiàn)相應(yīng)功能。

實驗?zāi)繕耍菏煜て髽I(yè)局域網(wǎng)設(shè)計與規(guī)劃的基本原則；對公司組建局域網(wǎng)過程中所涉及的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行硬件選型；對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行編程，實現(xiàn)公司的通信要求；撰寫網(wǎng)絡(luò)調(diào)試報告。

2.4綜合型實驗項目考核

綜合型實驗依據(jù)實驗課程情況分為實驗過程評定和實驗結(jié)果評定兩個層次，每一層次都有獨立的評判指標，具體指標如圖4所示。

綜合型實驗通常以組為單位，組內(nèi)成員獨立分工，相互之間需要緊密協(xié)作。該類實驗評定主要體現(xiàn)在組內(nèi)討論與協(xié)作，任課教師對于討論和執(zhí)行過程加以引導(dǎo)。根據(jù)評定指標，由各項目組組長負責(zé)，組內(nèi)成員分別對其他成員在實驗過程中的表現(xiàn)進行定性與定量評定，針對不同的指標按照一定比例進行加權(quán)，最終計算出組內(nèi)每名同學(xué)實驗過程中的相應(yīng)成績。實驗完成后，每組學(xué)生分別展示（介紹）實驗結(jié)果，如企業(yè)運營模擬、市場調(diào)研報告、創(chuàng)業(yè)計劃方案和談判模擬等。其他學(xué)生和教師作為評委聽取項目匯報，之后對匯報小組與各個成員進行打分（組間評定+教師評定），具體評定指標見表2。

任課老師根據(jù)實驗過程中對每組學(xué)生的觀察，為每名學(xué)生作出過程分數(shù)評定，把組內(nèi)評定分數(shù)與任課教師的評定成績進行加權(quán)，計算出每名學(xué)生的過程評定分數(shù)。結(jié)果評定成績?yōu)閷W(xué)生相互之間的分數(shù)且計算出平均值，之后該分數(shù)與任課教師的給定分數(shù)進行加權(quán)，得出學(xué)生在該實驗中的成績。3結(jié)語

計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革中通過引入情景教學(xué)、驅(qū)動教學(xué)、探究教學(xué)、案例教學(xué)等方法，可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。課程對應(yīng)的實驗項目應(yīng)盡量采用真實需求，為學(xué)生今后步入職場提供實踐經(jīng)驗。成績考核以調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識與創(chuàng)新意識為目標，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的應(yīng)試型教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，增強團隊協(xié)作意識。

過程評定基本能力學(xué)習(xí)能力、資料搜集能力、參與度情況綜合能力分析能力、溝通能力、協(xié)作能力、觀察能力創(chuàng)新能力實驗項目策劃的創(chuàng)意性、項目的可行性、問題解決情況

結(jié)果評定資料整理與分析分類方法正確性、科學(xué)性、邏輯性實驗報告格式規(guī)范、思路清晰、結(jié)構(gòu)完整、觀點明確項目匯報內(nèi)容緊湊、展示效果、語言順暢、思路清晰、邏輯性強創(chuàng)新性實驗過程有創(chuàng)意、實驗報告構(gòu)思獨特、方法新穎可行參考文獻：

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