基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程教學(xué)研究

申永祥+趙秋菊

【摘要】本文以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，深入分析在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的效果，以期為更好地開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)提供一定幫助。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)課程

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程作為高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)一門重要的課程，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，不僅要讓學(xué)生熟悉網(wǎng)絡(luò)的理論知識(shí)，也要讓學(xué)生掌握實(shí)踐操作能力。各地高校開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、實(shí)訓(xùn)條件等因素的影響，他們只是讓學(xué)生照著書本按部就班的學(xué)習(xí)，缺少動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，長(zhǎng)此以往，越來(lái)越多的學(xué)生認(rèn)為這門課程非常無(wú)聊，學(xué)習(xí)興趣逐漸減退。本次在對(duì)新時(shí)期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)研究基礎(chǔ)上，研究以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)為視角，探討在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的情況，以期為類似研究提供一定指導(dǎo)。

一、計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)教學(xué)現(xiàn)狀

1、教育理念存在偏差

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)時(shí)，教師的教育理念存在偏差，育改革時(shí)，將計(jì)算機(jī)的教育看作“計(jì)算機(jī)軟件”教育，淪落為計(jì)算機(jī)工具論。班主任在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教育的功利性不斷增強(qiáng)，過(guò)分關(guān)注現(xiàn)實(shí)利益，對(duì)于社會(huì)需求、學(xué)生的需求，片面的進(jìn)行理解，重視對(duì)學(xué)生的軟件應(yīng)用的能力，在教學(xué)的過(guò)程中，忽視對(duì)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的思想和方法都不了解，使學(xué)生的思維僵化，不利于教育改革的發(fā)展。

2、教學(xué)的模式僵化

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)教學(xué)，一般采用大班教學(xué)，教學(xué)的模式僵化，盡管經(jīng)過(guò)了變革，但仍然存在著問(wèn)題。由于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，社會(huì)對(duì)于計(jì)算機(jī)人才的需求不斷增大，技工學(xué)校在開設(shè)計(jì)算機(jī)課程時(shí)，受到教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)境、師資力量等諸多因素的影響，學(xué)校一般采用大班授課的模式。由于大學(xué)的學(xué)生來(lái)自不同的地區(qū)，每個(gè)學(xué)生的實(shí)際水平、知識(shí)結(jié)構(gòu)、認(rèn)知水平都不同，這種大班教學(xué)的教學(xué)模式忽視學(xué)生的實(shí)際狀況，會(huì)使部分學(xué)生跟不上教學(xué)的節(jié)奏，會(huì)使學(xué)習(xí)難度增大，掌握知識(shí)能力的學(xué)生，會(huì)使學(xué)生覺(jué)得在浪費(fèi)學(xué)習(xí)時(shí)間，在課堂上注意力低下，無(wú)法提高學(xué)生的興趣。

3、師資力量較分散

學(xué)校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教學(xué)，部分教師堅(jiān)持傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，依據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，教師本身不具備計(jì)算思維教學(xué)的意識(shí)，在教學(xué)中沒(méi)有對(duì)學(xué)生的思維能力進(jìn)行開發(fā)、培養(yǎng)。我國(guó)的計(jì)算機(jī)教學(xué)的難度越來(lái)越大，計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)改革對(duì)教師提出更高的要求，使教師面臨更大的挑戰(zhàn)，同時(shí)要求教師要不斷進(jìn)行觀念的轉(zhuǎn)變，進(jìn)行計(jì)算機(jī)教學(xué)的改革。

目前，技工院校從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教學(xué)的教師隊(duì)伍不斷變大，教師的素質(zhì)良莠不齊，力量分散，思想不統(tǒng)一，這種狀況會(huì)影響到教師的教學(xué)水平。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

1、模擬演練法

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上技術(shù)的教學(xué)時(shí)，班主任教師要培養(yǎng)學(xué)生模擬演練能力。技工院校的計(jì)算機(jī)的教學(xué)中，有許多應(yīng)用性強(qiáng)的軟件需要學(xué)習(xí)。這時(shí)就要求教師將多媒體與講授結(jié)合起來(lái)，邊講授邊模擬訓(xùn)練，將整個(gè)過(guò)程完整的進(jìn)行一遍，讓學(xué)生找到其中不明白的地方，進(jìn)行二次講解，知道每位學(xué)生的模擬效果，直到能將實(shí)際操作的過(guò)程完整演練下來(lái)。在講解過(guò)程中，教師應(yīng)注意講練同步進(jìn)行，除了對(duì)軟件的大體了解的講解外，基本每一步都要江街道，同時(shí)也要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬，例如對(duì)辦公軟件的教學(xué)中，word中每一部分的內(nèi)容要進(jìn)行區(qū)分，詳略得當(dāng)，像腳注尾注的具體位置一定要講明在哪里，并進(jìn)行一種案例示范，讓學(xué)生有個(gè)大概了解。

2、實(shí)際鍛煉法

講解模擬完成后，班主任由講解者變?yōu)橹笇?dǎo)者。通過(guò)教師監(jiān)控系統(tǒng)，可以與學(xué)生進(jìn)行交流，觀察每位學(xué)生的動(dòng)態(tài)，檢驗(yàn)其學(xué)習(xí)效果。在剩余的時(shí)間里，學(xué)生主要進(jìn)行訓(xùn)練，可以按老師給出的材料進(jìn)行練習(xí)，對(duì)于不熟練的部分老師可以進(jìn)行單獨(dú)指導(dǎo)，然后讓學(xué)生進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，可以對(duì)其中的所有功能進(jìn)行演練。

三、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)作為學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度結(jié)合的產(chǎn)品，是使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬實(shí)物的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，其主要特點(diǎn)如下：1、互動(dòng)性：與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，教與學(xué)雙向互動(dòng)的教學(xué)模式更加關(guān)注教學(xué)內(nèi)容，有利于學(xué)生、老師表達(dá)自己的意見，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。2、激勵(lì)性：課堂教學(xué)中教師通過(guò)展示仿真實(shí)例、學(xué)生參與實(shí)踐，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，幫助學(xué)生充分理解、掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造動(dòng)機(jī)。3、安全性高：部分危險(xiǎn)性高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如果操作疏忽，極易對(duì)實(shí)驗(yàn)者產(chǎn)生嚴(yán)重危害。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)涵蓋各專業(yè)所用設(shè)備和知識(shí)，有毒有害、破壞性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)也可在虛擬實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，在保障實(shí)驗(yàn)者安全的同時(shí)，獲得其想要的實(shí)驗(yàn)效果。

四、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的有效應(yīng)用

1、病毒模擬實(shí)驗(yàn)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的應(yīng)用性相對(duì)來(lái)說(shuō)更強(qiáng)，因此教師在具體的教學(xué)的過(guò)程中需要注重理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，并讓學(xué)生通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)要擁有設(shè)計(jì)組間局域網(wǎng)的能力，學(xué)會(huì)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器常用命令的使用；掌握常見網(wǎng)絡(luò)安全策略應(yīng)用等。隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)病毒隨之增多。針對(duì)這些病毒的傳播特點(diǎn)，基于已有軟硬件資源構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，能使學(xué)生在近似真實(shí)的條件下學(xué)習(xí)病毒攻防技術(shù)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可提供100多種病毒源代碼程序，確保各種病毒工作原理和感染方法處于可視化狀態(tài)。如：在進(jìn)行蠕蟲仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師組織2名學(xué)生建立一個(gè)小組，分別操控主機(jī)A、B。主機(jī)A在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中執(zhí)行蠕蟲模擬程序，B執(zhí)行漏洞程序，并開啟協(xié)議分析器及時(shí)捕獲APP數(shù)據(jù)包，認(rèn)真查看與APP協(xié)議相關(guān)的數(shù)據(jù)。在虛擬仿真環(huán)境下驗(yàn)證蠕蟲病毒感染過(guò)程，學(xué)生能夠真切了解計(jì)算機(jī)病毒設(shè)計(jì)的理論知識(shí)和感染機(jī)制。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)還配備驗(yàn)證殺毒工具效果等內(nèi)容，便于學(xué)生深入了解計(jì)算機(jī)病毒分析、預(yù)防及對(duì)抗方法，針對(duì)性的補(bǔ)充各種編程語(yǔ)言和技術(shù)，提升學(xué)生對(duì)病毒攻防知識(shí)的運(yùn)用能力。

2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)驗(yàn)

在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可借助仿真編輯器手動(dòng)編輯、發(fā)送相應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù)包，隨之由協(xié)議分析器捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，并把網(wǎng)絡(luò)會(huì)話以十六進(jìn)制、圖形兩種方法表達(dá)出來(lái)。在進(jìn)行POP、SMTP協(xié)議實(shí)驗(yàn)時(shí)，仿真編輯器上均設(shè)置outlook express軟件，學(xué)生通過(guò)TCP工具、POP3等命令編輯郵件并完成發(fā)送操作，學(xué)習(xí)SMIP協(xié)議、POP3等協(xié)議命令方法。同時(shí)，學(xué)生借助仿真編輯器對(duì)ASMIP數(shù)據(jù)包進(jìn)行編輯，更好的理解、使用SMIP工作過(guò)程及其封裝格式。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)施虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于學(xué)生在實(shí)踐操作中深入了解網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及協(xié)議。通過(guò)編輯不同協(xié)議數(shù)據(jù)包，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，拓寬學(xué)生的思維和設(shè)計(jì)思路，提升自身的設(shè)計(jì)能力。

五、結(jié)論

綜上所述，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)綜合使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)等，使實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、空間的限制，能有效解決因缺少充足設(shè)備無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，進(jìn)而提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果。以上本文在對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)為視角，探討在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的情況，以期為類似研究提供一定指導(dǎo)意見。

【參考文獻(xiàn)】

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【作者簡(jiǎn)介】

申永祥（1975—），男，漢族，湖南邵陽(yáng)人，碩士研究生學(xué)歷，畢業(yè)于桂林電子科技大學(xué)，永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。