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“互联网+”背景下虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中的应用

2023-02-21杨丽娜

计算机应用文摘·触控 2023年3期
关键词:虚拟仿真技术互联网+互联网

杨丽娜

关键词:互联网;虚拟仿真技术;计算机网络课程;教学

1引言

随着“互联网+”在各领域中的持续渗透,教育行业亦因此而获得前所未有的发展。不仅如此,信息技术和通信技术在各个领域中同样发挥出至关重要的作用,社会对计算机人才提出了更高的要求。学校在开展计算机教学时,要积极对课程教学进行改革与创新,充分挖掘计算机网络课程的价值。教师除了要对学生进行理论教学外,还要组织学生参与实践训练,提高学生的实践能力。教师要善于利用有效的教学资源,丰富教学内容和教学手段。比如,采用虚拟仿真技术开展教学,将计算机网络课程同步映射至虚拟化教学环境中,为学生缔造完善的教学场景,使学生在实践期间能够灵活应用所学知识解决问题,并在潜移默化中具备扎实的计算机操作能力,从而对计算机领域充满浓厚的探索欲望。

2虚拟仿真技术概述

为有效发挥虚拟仿真技术的作用,技术人员要采用计算机设备构建专门的数据模型,进一步提高数据的精准度,并以同比例的方式呈现数据在网络中的协议。通过这一网络协议可保证联络层之间的数据参数得到有效匹配,再通过仿真方式对定型化数据的结果予以完整呈现。在计算机网络课程教学中应用虚拟仿真技术,不仅可以将所有课程以同步映射的方式呈现在模拟程序中,教师还能对技术参数进行设置,确保教学顺利进行,有效发挥出虚拟仿真技术的作用。目前,在计算机网络课程中,教师可利用信息技术进行模型构建,并组织学生参与实验,将理论与实践相结合,为学生创设虚拟化教学情境,使学生能够在这一情景中充分应用所学知识解决问题,锻炼自身能力。

目前,在市场中涌现出许多虚拟仿真软件,常见的软件类型有三种。(1) NS2。该软件具有免费开放式的特点,其中间对象是网络虚拟服务器;编程时,主要使用的语言是C语言:同时,这一软件对多协议予以支持。利用这一软件可确保各项数据得到有效整合,为模拟环境的建设奠定基础。(2) OPNET。这类软件在建模时,主要利用三种机制,以达到分化建模的目的。然后利用总线型网络结构将用户界面、网络模拟环境中的各个层次进行连接。用户在使用期间,可采用软件程序的修订模式,构建所需的虚拟环境。(3)BN。该类软件主要将网络拓行图作为工作的主要核心,并对各项资源进行有效整合,绘制网络结构图,绘制完毕后,对其拓展名进行设定,将其安装在相应的目录下。当软件正式启动后,网络拓扑结构会被自动打开,从而实现网络虚拟交换。

3虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中应用的必要性

3.1有效打破设备局限

使用虚拟仿真技术后,传统设备无法随时更换的问题将得到有效解决。近年来,由于互联网发展速度越来越快,因此,学校要保证计算机网络课程教学与时俱进,但如果硬件环境不够完善,就无法满足学生的学习需求。比如,在教学中,若要满足每一名学生的需求,一味设置路由器并不现实,只有将虚拟仿真技术与教学相结合,才能为学生缔造虚拟实验环境,使学生在虚拟环境下进行实验,顺利完成实验任务,从而无需额外购置设备,降低对设备的投入力度,还能对学生的操作能力进行培养。

3.2减少教育投入

计算机网络教学涉及大量设备,学校要投入许多资金购置设备,才能更好地满足学生的学习需求。为进一步降低成本,可采用虚拟仿真技术进行教学,从而减少对设备的购置。比如,学生往往不能保证电路顺序正确,导致实验无法成功,若重新进行实验,不仅会耗费更多资源,还会增加采购成本。因此,可采用虚拟仿真技术进行教学,即使实验失败,也不必耗费其他设备和资源,重新进行实验即可,非常方便,而且还能减少经费投入。

3.3培养学生的学习兴趣

在进行计算机网络教学日寸,教师采用虚拟仿真技术,可为学生直观展示操作方法和步骤,还能使学生了解到在操作中容易出现的问题,以及出现问题时带来的后果,激发学生动手操作的积极性,从而提高学习效果[1]。

4计算机网络课程教学存在的问题

4.1理论与实践彼此脱节

计算机网络的实践性较强,包含的理论知识较多,且大部分知识较为抽象,学生在学习日寸会面临较多的问题,很难真正理解和掌握相应的知识。在这种情况下,若教师无法对知识进行深层次分析和解释,则无法满足学生的学习需求。除了理论教学外,实践教学也是关键的一环,教师要通过实践课程对学生进行针对性训练,使学生对知识有更进一步的了解。然而,许多教师依然将重点放在理论知识的传授上,不重视实践教学。部分学校的设备较少,无法有效满足学生的实践需求。教师往往只针对某一知识点进行讲解,通过亲自操作和演示的方式为学生展示操作步骤和要点,学生却并不能亲自进行操作,这就导致学生的知识体系无法得到进一步完善。

4.2教学形式比较单一

教师在讲解知识点时,主要以课本内容为主,辅以PPT、板书等方式,为学生展现各种知识点,学生则严格按照教师的讲解记录笔记。久而久之,学生的思维会呈现出定向化特征,学习方式比较被动,学生的创造力无法获得激发。这种教学模式不利于学生能力的培养,还会降低教学质量,更会造成教育与社会需求脱节[2]。

5虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中的应用

5.1构建虚拟化知识架构平台

计算机网络教学涉及知识众多,教师首先要对学生进行理论知识的传授,保证学生了解初步的知识框架,找到各知识点之间的联系,从而逐渐做到学以致用。当学生对知识有更进一步的了解后,学生的思维能力也可获得进一步培養。在这一过程中,教师要合理应用虚拟仿真技术构建与知识相关的教学情景,将知识点精准呈现在情景中。学生能够通过这一虚拟情景对知识有更加形象、直观的认知,不会感到学习知识枯燥乏味,并通过模拟化实践操作的方式进一步验证所学知识。采用虚拟仿真技术构建教学环境时,教师要了解这一技术的应用原理和作用。系统会对某一操作指令进行精准执行,并且该操控程序与设备属于两个不同的系统,学生在虚拟环境下进行操作时,既能展示出计算机设备的运行情况,又不会对设备造成不利影响。学生只需通过虚拟操作就能将课堂中所学知识与实践相结合,其能够有效激发学生的主观能动性,提高学生的思维能力,使学生能够更好地将理论与实践相结合[3]。

5.2与互联网设备进行连接

在计算机网络实验课程中,通常要耗费大量的实验器材,以满足学生的学习需求。在传统的教学模式中,学生并不能保证操作一次性成功,一旦操作失败,就要重复操作,这就会耗费更多资源,从而增加教学成本。部分学校在引进教学设备时,由于资金不足,并不能购置数量充足的设备,因此无法满足学生的学习与操作需求。为了更好地满足学生的需求,教师经常会将学生划分成学习小组,要求学生以小组的形式进行实践训练。此外,由于教学资源有限,因此,教师会面临更加沉重的教学负担,学生也得不到充分的锻炼,无法提高自身实践能力。引进虚拟仿真技术后,只需构建专门的虚拟仿真教学环境,就能对各类运行环境进行模拟,然后与其他设备进行连接,可实现对资源的整合与利用。常见的仿真软件有NS2,OPNET,通过这些软件可对不同的网络运行环境进行精准模拟,然后将通信设备、信息交换设备进行整合,并设置专门的对接参数,就能对学生的操作进行有效的监督与控制。一旦学生在操作期间出现失误,利用虚拟化数据采集系统与分析系统即可对这一类参数进行分析,找到问题所在,然后系统会将问题传输到虚拟交互界面中,以供学生观看,使其了解自身存在的问题,并加以改进。通过这种方式,不仅可以对学生的行为进行有效规范,还能促进学生对理论知识有更加深刻的理解,使其了解在实践过程中遇到的问题,并逐渐养成独立思考和解决问题的好习惯。此外,教师可将虚拟仿真技术与计算机网络设备相结合,实现理实一体化教学,使教学不再面临时间和空间的限制,只需在设备中安装专门的教学软件,就可为学生构建专门的虚拟操作环境,使学生能够随时随地进行操作和练习[4]。

5.3搭建虚拟网络实验平台

在计算机网络教学中,教师可利用专门的虚拟现实实验仿真系统对学生进行实践训练。首先,应明确课程性质和教学内容,将知识与实际应用相结合,根据网络原理,设计不同规模与不同环境的网络平台。其次,对网络进行针对性管理。比如,对网络进行监控和测试,科学配置网络资源,对资源进行合理评估与控制,对软件和硬件进行优化,严格保障网络安全。总之,构建虚拟化网络实验平台,不仅可以满足学生的实践训练需求,还能使学生在虚拟的环境中将知识与应用相结合,达到理论与实践相结合的目的[5]。

6教学实践

在计算机网络课程教学中,教师可利用虚拟仿真技术对资源进行有效整合,从而充分满足学生的学习与训练需求。比如,进行Python代码编写教学时,要考虑到Python等具备的优势,以及其对系统运行性能所带来的正面影响。但在实际编写Python代码的过程中,由于其本身存在很强的序列性,加之长数组模式会给学生的学习带来更多困难,因此,若采用传统的教学方式,学生并不一定完全能理解和掌握相关知识。在这种情况下,教师可采用虚拟仿真技术构建虚拟教学场景,准确为学生映射与计算机设备相关的各类程序,使学生在虚拟环境下进行代码编写,然后将学生编写的代码同步到数据模型中,此时,程序中的数据序列将获得有秩序的展示,并以此将不同的数据类型予以区分。基于此,学生就能对代码之间的组合变量作出进一步分析。

进行NAT资源配置教学时,要考虑到这一课程内容的抽象性,并要求学生亲自进行操作,才能逐渐掌握相应的知识点。应用虚拟仿真技术,可为学生构建较为完善的仿真操作环境,将内网与外网相结合,构建完善的拓扑结构,避免对设备造成影响。学生可随时对虚拟参数及可能性进行更改,随后网络结构也会发生变化,学生可进一步了解不同状态下指令结构的呈现方式[6]。

7结束语

为保证虚拟仿真技术在教学中能够得到顺利应用,教师要根据计算机网络教学的特点,构建完善的虚拟仿真环境,以满足学生的实践操作需求,使學生逐渐理解和消化理论知识,并提高学生的实践能力与计算机技能。

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