“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

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。