仿真技术在计算机网络实践教学中的应用|基于虚拟仿真技术的计算机网络

时间：2019-01-13 03:22:54　来源：雅意学习网本文已影响人

　　当前，在高等学校中，信息技术特别是计算机仿真技术正在日益广泛地应用于实践教学，收到了令人鼓舞的效果。计算机仿真技术综合了各个领域诞生的各项新技术，包括计算机图像生成与显示、立体影像、立体音响、传感器测控、通信、多媒体、人工智能技术和软件工程等，形成了一个综合的系统技术群。在实践教学中利用计算机仿真技术不仅可以验证书本知识，也可以作为今后就业的先期实践。使用计算机仿真技术，改变了以往一些教学观念和教学模式，成为高校产学结合的一种新形式。它是现代教育技术给高等院校的实践教学带来的一个变化。
　　
　　一、计算机仿真技术在教育领域的作用
　　
　　计算机仿真是一种强有力的辅助教育工具，利用计算机仿真技术增加了学生动手实践的机会，使传统教学更生动形象。计算机仿真技术在教学中的应用改变了以往实验教学的被动性，学生通过自身与计算机仿真环境的相互作用来获得知识和技能，充分挖掘实验的潜能，引入计算机仿真技术可以优化实践过程，改善实践教学的环境。
　　
　　二、计算机仿真技术在实践教学中的应用和意义
　　
　　计算机仿真技术应用于实践教学，是计算机辅助教学的形式之一。计算机仿真技术是利用计算机多媒体技术，制造一个接近真实的训练环境，让学生身处其中，获得经验，掌握工作能力。这种实验目的在于培训技能。
　　展示的现象必须与学生所要学习的现实事物的原理、构造、规律完全一致。学生需要了解真实世界，因此使用虚拟现实技术是重现或放大真实事物，而绝不能歪曲事物的结构性质和固有规律。
　　
　　三、计算机仿真技术在计算机网络实践教学中的作用
　　
　　计算机网络基础课程是一门抽象、多学科、实践性强的课程，课程中抽象的内容不易理解，例如对于帧的构成，在进行讲解过程中，学生只是从表面对其有所了解，但对于帧的具体工作原理和过程并不能真实掌握，如何解决这一难题，是提高教学质量的关键。
　　依靠常规的教学手段和实践教学方法不能解决这一难题，笔者经过几年的教学实践探索，采用计算机仿真技术很好的解决了这一难题。
　　一是在理论教学的实验过程中采用吉林中软的计算机网络仿真系统来辅助理论教学。该系统可以全面地仿真和监视网络协议数据，使网络行为透明化，同时还可以编辑和发送网络协议包，分析网络协议原理，协助网络程序的编写和调试。覆盖了以TCP/IP为主的多种常见网络协议，对于一些较新的，如CIFS等协议也有所涉及。实验方式以综合设计型为主，同时结合一些验证性内容，强调学生的实际动手能力和分析问题、解决问题能力。
　　二是在实验过程中学生通过手动进行帧的编辑、IP报文的编辑，解决了学生对计算机网络基础抽象内容的理解，强化了对计算机网络数据流向的认识，从而把一门抽象的课程可视化。通过对网络状况的监控和对网络故障的仿真，学生对网络流量控制、网络故障发生的抽象原理的具体实现有了感性认识。
　　通过在实验中采用计算机仿真技术很大程度上解决了计算机网络及处理论教学的抽象性问题，真正做到了实践教
　　学辅助理论教学的目的。
　　
　　四、利用仿真软件模拟网络设备
　　
　　计算机网络实践课程中，有一个很重要的内容就是网络互联设备的使用，如交换机、路由器等。但是要建设一个30人的网络配置实验室（5组，每组2台路由器、2台3层交换机、2台二层交换机和6台计算机）至少需要30万元，但由于许多学校由于经费有限，只能购买一到两组设备，学生实训时实行分组，几个人一组，这样由于台套数不足导致实验时间过长和设备终端接入数以及网络设备配置的特殊性的原因，保证不了实训效果，我们采用了计算机仿真的方法，由于Cisco的设备在应用中还是占据主流位置，在实训时先让学生在电脑上利用Cisco 的CCNP软件做虚拟实验，然后轮流安排学生到实际的网络设备上进行操作。该软件先根据网络拓扑结构设计出网络，然后对该网络中的设备进行配置。通过使用该软件可使学生掌握每一种路由器模式下的各条命令、路由器对网络配置的作用和交换机的配置作用。这样让所有的学生学会相关设备的操作。
　　这样，网络课程的实践教学环节就不仅局限在实验室，学生可在业余时间进机房进行虚拟实验，突破了时间空间的限制，使学生完全置身于开放的环境中进行学习，为学生提高实践动手能力提供机会。
　　
　　五、计算机仿真技术在计算机网络实践教学中应注意的问题
　　
　　虽然计算机网络仿真技术解决了计算机网络基础理论教学的难题，增强了实践教学的力度，但不能完全依赖计算机仿真实验而取消真实实验。仿真实验是虚拟的环境，它的处理是理想的而且缺少实物感，像路由器、交换机等网络设备种类、型号非常多，各自的配置方式都有所不同，网络设备接口也是多种多样，在仿真实验中学生是无法见到的。因此，在具体实施中，应该虚实结合，有目的地让学生在真实环境中进行操作，让他们对相关设备或网络环境有亲身体会，印象深刻。计算机仿真技术除了应用于计算机网络实践教学外，还可用于其他课程。随着计算机技术、多媒体技术、网络技术及相关技术的高速发展，计算机仿真技术在教育教学领域将有更广阔的应用。
　　
　　参考文献：
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　　[5] 邹范林.略论虚拟现实技术在实践教学中的应用[J]. 河北广播电视大学学报，2005（5）.

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