仿真技術(shù)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)中的應(yīng)用

當(dāng)前，在高等學(xué)校中，信息技術(shù)特別是計算機(jī)仿真技術(shù)正在日益廣泛地應(yīng)用于實踐教學(xué)，收到了令人鼓舞的效果。計算機(jī)仿真技術(shù)綜合了各個領(lǐng)域誕生的各項新技術(shù)，包括計算機(jī)圖像生成與顯示、立體影像、立體音響、傳感器測控、通信、多媒體、人工智能技術(shù)和軟件工程等，形成了一個綜合的系統(tǒng)技術(shù)群。在實踐教學(xué)中利用計算機(jī)仿真技術(shù)不僅可以驗證書本知識，也可以作為今后就業(yè)的先期實踐。使用計算機(jī)仿真技術(shù)，改變了以往一些教學(xué)觀念和教學(xué)模式，成為高校產(chǎn)學(xué)結(jié)合的一種新形式。它是現(xiàn)代教育技術(shù)給高等院校的實踐教學(xué)帶來的一個變化。

一、計算機(jī)仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域的作用

計算機(jī)仿真是一種強(qiáng)有力的輔助教育工具，利用計算機(jī)仿真技術(shù)增加了學(xué)生動手實踐的機(jī)會，使傳統(tǒng)教學(xué)更生動形象。計算機(jī)仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用改變了以往實驗教學(xué)的被動性，學(xué)生通過自身與計算機(jī)仿真環(huán)境的相互作用來獲得知識和技能，充分挖掘?qū)嶒灥臐撃埽胗嬎銠C(jī)仿真技術(shù)可以優(yōu)化實踐過程，改善實踐教學(xué)的環(huán)境。

二、計算機(jī)仿真技術(shù)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用和意義

計算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于實踐教學(xué)，是計算機(jī)輔助教學(xué)的形式之一。計算機(jī)仿真技術(shù)是利用計算機(jī)多媒體技術(shù)，制造一個接近真實的訓(xùn)練環(huán)境，讓學(xué)生身處其中，獲得經(jīng)驗，掌握工作能力。這種實驗?zāi)康脑谟谂嘤?xùn)技能。

展示的現(xiàn)象必須與學(xué)生所要學(xué)習(xí)的現(xiàn)實事物的原理、構(gòu)造、規(guī)律完全一致。學(xué)生需要了解真實世界，因此使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)是重現(xiàn)或放大真實事物，而絕不能歪曲事物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和固有規(guī)律。

三、計算機(jī)仿真技術(shù)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)中的作用

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程是一門抽象、多學(xué)科、實踐性強(qiáng)的課程，課程中抽象的內(nèi)容不易理解，例如對于幀的構(gòu)成，在進(jìn)行講解過程中，學(xué)生只是從表面對其有所了解，但對于幀的具體工作原理和過程并不能真實掌握，如何解決這一難題，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

依靠常規(guī)的教學(xué)手段和實踐教學(xué)方法不能解決這一難題，筆者經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐探索，采用計算機(jī)仿真技術(shù)很好的解決了這一難題。

一是在理論教學(xué)的實驗過程中采用吉林中軟的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)來輔助理論教學(xué)。該系統(tǒng)可以全面地仿真和監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)，使網(wǎng)絡(luò)行為透明化，同時還可以編輯和發(fā)送網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包，分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理，協(xié)助網(wǎng)絡(luò)程序的編寫和調(diào)試。覆蓋了以TCP/IP為主的多種常見網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對于一些較新的，如CIFS等協(xié)議也有所涉及。實驗方式以綜合設(shè)計型為主，同時結(jié)合一些驗證性內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實際動手能力和分析問題、解決問題能力。

二是在實驗過程中學(xué)生通過手動進(jìn)行幀的編輯、IP報文的編輯，解決了學(xué)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)抽象內(nèi)容的理解，強(qiáng)化了對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流向的認(rèn)識，從而把一門抽象的課程可視化。通過對網(wǎng)絡(luò)狀況的監(jiān)控和對網(wǎng)絡(luò)故障的仿真，學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)流量控制、網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的抽象原理的具體實現(xiàn)有了感性認(rèn)識。

通過在實驗中采用計算機(jī)仿真技術(shù)很大程度上解決了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及處理論教學(xué)的抽象性問題，真正做到了實踐教

學(xué)輔助理論教學(xué)的目的。

四、利用仿真軟件模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐課程中，有一個很重要的內(nèi)容就是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的使用，如交換機(jī)、路由器等。但是要建設(shè)一個30人的網(wǎng)絡(luò)配置實驗室（5組，每組2臺路由器、2臺3層交換機(jī)、2臺二層交換機(jī)和6臺計算機(jī)）至少需要30萬元，但由于許多學(xué)校由于經(jīng)費有限，只能購買一到兩組設(shè)備，學(xué)生實訓(xùn)時實行分組，幾個人一組，這樣由于臺套數(shù)不足導(dǎo)致實驗時間過長和設(shè)備終端接入數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置的特殊性的原因，保證不了實訓(xùn)效果，我們采用了計算機(jī)仿真的方法，由于Cisco的設(shè)備在應(yīng)用中還是占據(jù)主流位置，在實訓(xùn)時先讓學(xué)生在電腦上利用Cisco 的CCNP軟件做虛擬實驗，然后輪流安排學(xué)生到實際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上進(jìn)行操作。該軟件先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計出網(wǎng)絡(luò)，然后對該網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行配置。通過使用該軟件可使學(xué)生掌握每一種路由器模式下的各條命令、路由器對網(wǎng)絡(luò)配置的作用和交換機(jī)的配置作用。這樣讓所有的學(xué)生學(xué)會相關(guān)設(shè)備的操作。

這樣，網(wǎng)絡(luò)課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)就不僅局限在實驗室，學(xué)生可在業(yè)余時間進(jìn)機(jī)房進(jìn)行虛擬實驗，突破了時間空間的限制，使學(xué)生完全置身于開放的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，為學(xué)生提高實踐動手能力提供機(jī)會。

五、計算機(jī)仿真技術(shù)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)中應(yīng)注意的問題

雖然計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)解決了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論教學(xué)的難題，增強(qiáng)了實踐教學(xué)的力度，但不能完全依賴計算機(jī)仿真實驗而取消真實實驗。仿真實驗是虛擬的環(huán)境，它的處理是理想的而且缺少實物感，像路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類、型號非常多，各自的配置方式都有所不同，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口也是多種多樣，在仿真實驗中學(xué)生是無法見到的。因此，在具體實施中，應(yīng)該虛實結(jié)合，有目的地讓學(xué)生在真實環(huán)境中進(jìn)行操作，讓他們對相關(guān)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有親身體會，印象深刻。計算機(jī)仿真技術(shù)除了應(yīng)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)外，還可用于其他課程。隨著計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的高速發(fā)展，計算機(jī)仿真技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域?qū)⒂懈鼜V闊的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 任條娟，王章權(quán).淺談電子信息類專業(yè)實驗的“虛擬技術(shù)”和“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”[J].浙江樹人大學(xué)學(xué)報，2004（4）.

[2] 劉安枕，權(quán)養(yǎng)利， 周建華. 基于現(xiàn)代教育技術(shù)的虛擬實驗系統(tǒng)構(gòu)建模式的研究[ J ]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2004 (3) .

[3] 王晶琳，焦瑋. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與應(yīng)用[ J ]. 實驗技術(shù)與管理，2003(1) .

[4] 宋象軍.虛擬實驗室在高校實驗教學(xué)中的應(yīng)用前景[J].實驗技術(shù)與管理， 2005 (1).

[5] 鄒范林.略論虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 河北廣播電視大學(xué)學(xué)報，2005（5）.