基于虚拟仿真技术的计算机网络课程教学实证研究

2021-12-03刘一丁

电子元器件与信息技术 2021年8期

刘一丁

（湖南汽车工程职业学院，湖南株洲 412001）

0 引言

当前，虚拟仿真技术发展得十分迅速，很多领域都在运用虚拟仿真技术来解决一些实际问题。例如在教学领域中，许多专业已将虚拟仿真技术和传统的教学融合在一起，并且已收到了较好的效果。比如，在汽车类专业课程教学中，使用虚拟仿真技术教学可以增加学生的学习兴趣，可以增加学生动手实践的次数，可以增加许多现实教学中无法增加的实训设备，可以降低实训风险等。而计算机网络课程和汽车类专业课程较为相似，也需要学生通过大量的实践操作来完成学习任务[1]。

1 计算机网络课程当前教学现状

1.1 实训设备现状

为满足计算机网络课程实训教学需要购置一些相关的实训设备，比如交换机、路由器和服务器等。一般来说大部分的学校会在网络实训室里购置一些少量的交换机、路由器和服务器等设备，这些设备显然对于实训教学来说是不够的，主要问题是实训室的实训设备数量和班级学生数量不成正比。想让一个班几十个学生同时操作实训设备那是很难实现的。随着计算机技术飞速的发展，一些网络实训设备更新的速度也很快，从成本和设备库存的角度出发，学校不可能不停地买最新的实训设备来投入教学。此外，有些实训项目是无法在实训室里完成的，比如楼宇的网络综合布线。

1.2 学生学习现状

在实训室里进行实践操作时，由于实训设备数量有限，学生一般是分成几个小组，以组为单位进行实操，但能动手的只有少部分学生，大部分学生还是只能停留在理论学习的这个层面。此外，学生的实践操作一般是在实训室里进行，学生也只能在上课的时间里进行操作，课后学生一般都操作不了，而在实践项目的学习中，只在规定的时间、地点里进行操作是远远不够的。如果想要学懂弄通实践项目的知识点则需要反复动手操作、反复练习，只有这样才能掌握相应的知识点且不容易忘记，如果只是在上课期间在实训室里操作一下，这样的学习效果是不会好的，也不利于激发学生的学习兴趣[2]。

1.3 课堂教学现状

在计算机网络课程中，有许多的知识点是在一定的理论基础上通过实践来学习的。由于设备、安全、场地等因素，在学一些知识点时学生无法进行实践操作，比如：在讲授综合布线这个项目时，一般不会找一栋建筑进行综合布线的现场教学，而是通过视频、动画、图片等多媒体资源告知学生操作的步骤和注意的要点，通过口述的方式把操作细节和操作流程描述出来，基本上是用纯理论的教授代替动手实践，这样实际上不利于学生掌握操作要点。随着时间的推移，老师教授的知识将逐渐淡忘。比如：在讲授组建局域网这个项目时，通常是将学生分成若干个小组，每组派1-2名代表进行实践操作。一般学校的实训室里只有少量的交换机、路由器和服务器等设备，很难达到人手一套设备，并且，设备也不是最新的设备，往往是几年前的，由于实训成本的因素，很难用最新的设备进行授课[3]。

2 计算机网络课程使用虚拟技术教学后的情况

2.1 增加了学生动手的次数和增强了学生的动手能力

采用传统的教学，学生往往是听的多，做的少，听过之后容易忘记，教学效果不好。而在授课中融入虚拟仿真技术后，可以改变这样的现状，学生可以拥有更多的动手操作机会。以往在理论学习中遇到的难点、漏点常常是不了了之，或是比较迷茫不知该如何解决，对于上述的困惑，增加动手次数无疑是最好的解决办法。如何增加动手次数呢？显然大规模地购置实训设备不太现实，而将现实中的实训设备通过虚拟仿真技术虚拟化，则是可行的。将计算机网络课程的重点、难点通过使用虚拟仿真技术软件来教学，学生不仅可以在做中学，学中做，还可以发现问题及时解决。此外，学生不仅可以在课堂上反复练习，还可以在课余的时间自主学习，通过不断的练习再加上老师的线上辅导，可以轻松将知识点学懂弄通[4]。

在以往的教学中由于一些客观的因素，学生动手的次数不多，大部分学生会逐渐丧失动手的兴趣，不愿动手，动手能力也不高，久而久之，学生就会产生厌学的情绪。一旦学生能够通过自己动手来解决实际问题，就可以打消其消极的学习心态，并且还可以让学生获得解决问题后的成就感。进而提升学生的动手能力。

2.2 激发了学生学习的兴趣

学习最好的帮手就是兴趣，当学生对学习有兴趣时，学习效果可以事半功倍，反之则事倍功半。学生在学习实训项目较多的课程时，如果只停留在老师讲，学生听的这种情境中，根本激发不了学生学习的兴趣。特别是在实训课中，往往是听得越多，忘得越快，主要原因是，学生缺少动手的机会，不能体会亲自解决问题的成就感。而采用虚拟仿真技术教学后，学生的动手实践机会增多，他们可以在遇到问题以后通过自己动手来解决，当学生能够越来越多地体验学习带来快乐时，他就会更加努力地去学习，进而激发自己学习的兴趣[5]。

2.3 降低实训成本，提高教学质量

计算机技术发展升级的速度比较快，实训室里的设备更新周期远远慢于设备更新换代的速度，造成的问题是，学生不能及时获取最新的技术。如果学校不停更新实训设备，无疑会增加实训成本，这不是长久之计。在采用虚拟仿真技术教学后，将会大大改善这样的现状，可以通过三维建模等方式助力软件进行更新和升级，从而达到最佳的教学情境，教师的教学兴趣和学生学习的兴趣都会得到提升，进而提高教学质量。

2.4 提升学生学习的自主性

未采用新技术上课之前，传统的授课模式是“理论+上机操作”，老师怎么讲，学生就怎么学，这样容易导致学生缺乏学习的主动性。虚拟仿真教学是将虚拟仿真技术融入到教学当中去，它是通过计算机相关技术，创建与现实相同或相近的虚拟情境，进而在虚拟状态中进行教学的一种创新模式。虚拟仿真技术教学改变了传统的师生互动模式,在传统的教学中,教师占据主导地位，学生被动接受。在虚拟情境中教学，学生将会更具有独立性，像老师那样来完成相关任务。教师布置任务后,学生根据虚拟仿真教材以及手机或者电脑端的虚拟仿真系统进行自主学习,以及进行自我测验,学生学习的主体地位得以凸显[6]。

3 存在的问题

综上所述，在日常的教学中引入虚拟仿真技术确实给我们带来了许多便利。但是，在教学的过程中，依然存在着一些问题，具体表现在以下几个方面。

3.1 教学观念转变的问题

将虚拟仿真技术引入到计算机网络课程的教学中，对这门课的任教老师来说是一个挑战，这意味着教学观念需要转变，教师的技能也需要提高。如何能很好地驾驭这项技术，激发学生学习的兴趣，提高教学质量，是一个新的课题。就目前来说，最好的方法是加强培训，只有让他们熟悉了虚拟仿真技术，才能惠及到每位学生。这样才能共赢。