基于虚拟仿真实验的计算机网络基础课程教学研究

申永祥+赵秋菊

【摘要】本文以虚拟仿真实验为依据，深入分析在计算机网络课程教学中应用虚拟仿真实验的效果，以期为更好地开展计算机网络课程教学提供一定帮助。

【关键词】虚拟仿真实验；计算机；网络课程

计算机网络课程作为高校计算机网络工程专业一门重要的课程，通过该课程的学习，不仅要让学生熟悉网络的理论知识，也要让学生掌握实践操作能力。各地高校开展计算机网络课程教学时，由于网络设备、实训条件等因素的影响，他们只是让学生照着书本按部就班的学习，缺少动手实践的机会，长此以往，越来越多的学生认为这门课程非常无聊，学习兴趣逐渐减退。本次在对新时期计算机网络教学研究基础上，研究以虚拟仿真实验的主要特点为视角，探讨在计算机网络教学中应用虚拟仿真实验的情况，以期为类似研究提供一定指导。

一、计算机信息网络教学现状

1、教育理念存在偏差

在进行计算机网络技术的教学时，教师的教育理念存在偏差，育改革时，将计算机的教育看作“计算机软件”教育，沦落为计算机工具论。班主任在进行教学时，教育的功利性不断增强，过分关注现实利益，对于社会需求、学生的需求，片面的进行理解，重视对学生的软件应用的能力，在教学的过程中，忽视对学生的思维能力、创新能力的培养，使学生对于计算机学习的思想和方法都不了解，使学生的思维僵化，不利于教育改革的发展。

2、教学的模式僵化

现代计算机教学，一般采用大班教学，教学的模式僵化，尽管经过了变革，但仍然存在着问题。由于现代经济的蓬勃发展，社会对于计算机人才的需求不断增大，技工学校在开设计算机课程时，受到教学资源、教学环境、师资力量等诸多因素的影响，学校一般采用大班授课的模式。由于大学的学生来自不同的地区，每个学生的实际水平、知识结构、认知水平都不同，这种大班教学的教学模式忽视学生的实际状况，会使部分学生跟不上教学的节奏，会使学习难度增大，掌握知识能力的学生，会使学生觉得在浪费学习时间，在课堂上注意力低下，无法提高学生的兴趣。

3、师资力量较分散

学校的计算机网络技术课程教学，部分教师坚持传统的教学观念，依据教学经验进行教学，教师本身不具备计算思维教学的意识，在教学中没有对学生的思维能力进行开发、培养。我国的计算机教学的难度越来越大，计算机课程的教学改革对教师提出更高的要求，使教师面临更大的挑战，同时要求教师要不断进行观念的转变，进行计算机教学的改革。

目前，技工院校从事计算机网络技术课程教学的教师队伍不断变大，教师的素质良莠不齐，力量分散，思想不统一，这种状况会影响到教师的教学水平。

二、计算机网络实验教学方式

1、模拟演练法

在进行计算机网络上技术的教学时，班主任教师要培养学生模拟演练能力。技工院校的计算机的教学中，有许多应用性强的软件需要学习。这时就要求教师将多媒体与讲授结合起来，边讲授边模拟训练，将整个过程完整的进行一遍，让学生找到其中不明白的地方，进行二次讲解，知道每位学生的模拟效果，直到能将实际操作的过程完整演练下来。在讲解过程中，教师应注意讲练同步进行，除了对软件的大体了解的讲解外，基本每一步都要江街道，同时也要在计算机上进行模拟，例如对办公软件的教学中，word中每一部分的内容要进行区分，详略得当，像脚注尾注的具体位置一定要讲明在哪里，并进行一种案例示范，让学生有个大概了解。

2、实际锻炼法

讲解模拟完成后，班主任由讲解者变为指导者。通过教师监控系统，可以与学生进行交流，观察每位学生的动态，检验其学习效果。在剩余的时间里，学生主要进行训练，可以按老师给出的材料进行练习，对于不熟练的部分老师可以进行单独指导，然后让学生进行反复练习，可以对其中的所有功能进行演练。

三、虚拟仿真实验的主要特点

虚拟仿真实验作为学科专业与信息技术深度结合的产品，是使用虚拟现实技术模拟实物的计算机辅助教学软件，其主要特点如下：1、互动性：与传统教学模式相比，教与学双向互动的教学模式更加关注教学内容，有利于学生、老师表达自己的意见，提升学生的学习兴趣和学习主动性。2、激励性：课堂教学中教师通过展示仿真实例、学生参与实践，能激发学生的学习欲望，帮助学生充分理解、掌握学习内容，激发学生的创新思维和创造动机。3、安全性高：部分危险性高的实验项目，如果操作疏忽，极易对实验者产生严重危害。虚拟仿真实验涵盖各专业所用设备和知识，有毒有害、破坏性强的实验也可在虚拟实验室内进行，在保障实验者安全的同时，获得其想要的实验效果。

四、虚拟仿真实验在计算机网络课程教学中的有效应用

1、病毒模拟实验

计算机网络实验课程的应用性相对来说更强，因此教师在具体的教学的过程中需要注重理论与实践的有机结合，并让学生通过对本课程的学习要拥有设计组间局域网的能力，学会网络交换机、路由器常用命令的使用；掌握常见网络安全策略应用等。随着计算机的普及应用，计算机及网络病毒随之增多。针对这些病毒的传播特点，基于已有软硬件资源构建虚拟网络实验环境，能使学生在近似真实的条件下学习病毒攻防技术。实验系统可提供100多种病毒源代码程序，确保各种病毒工作原理和感染方法处于可视化状态。如：在进行蠕虫仿真实验时，老师组织2名学生建立一个小组，分别操控主机A、B。主机A在实验平台中执行蠕虫模拟程序，B执行漏洞程序，并开启协议分析器及时捕获APP数据包，认真查看与APP协议相关的数据。在虚拟仿真环境下验证蠕虫病毒感染过程，学生能够真切了解计算机病毒设计的理论知识和感染机制。同时，实验还配备验证杀毒工具效果等内容，便于学生深入了解计算机病毒分析、预防及对抗方法，针对性的补充各种编程语言和技术，提升学生对病毒攻防知识的运用能力。

2、网络协议实验

在虚拟仿真实验平台下进行网络协议实验，学生可借助仿真编辑器手动编辑、发送相应的协议数据包，随之由协议分析器捕获网络数据包，并把网络会话以十六进制、图形两种方法表达出来。在进行POP、SMTP协议实验时，仿真编辑器上均设置outlook express软件，学生通过TCP工具、POP3等命令编辑邮件并完成发送操作，学习SMIP协议、POP3等协议命令方法。同时，学生借助仿真编辑器对ASMIP数据包进行编辑，更好的理解、使用SMIP工作过程及其封装格式。网络协议实施虚拟仿真实验教学，有利于学生在实践操作中深入了解網络结构及协议。通过编辑不同协议数据包，充分调动学生学习主动性，拓宽学生的思维和设计思路，提升自身的设计能力。

五、结论

综上所述，虚拟仿真实验综合使用计算机技术、多媒体技术等，使实验不受时间、空间的限制，能有效解决因缺少充足设备无法进行实验的问题，进而提升计算机网络教学效果。以上本文在对当前计算机网络教学中存在问题的基础上，重点研究以虚拟仿真实验的主要特点为视角，探讨在计算机网络教学中应用虚拟仿真实验的情况，以期为类似研究提供一定指导意见。

【参考文献】

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[2] 于 斌， 余红珍. 独立学院计算机网络课程虚拟仿真实验的探索与实践[J]. 软件导刊， 2013（8）：187-189.

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【作者简介】

申永祥（1975—），男，汉族，湖南邵阳人，硕士研究生学历，毕业于桂林电子科技大学，永州职业技术学院讲师，主要研究方向：计算机应用。