計算機網絡課程虛擬實驗室構建探索

摘 要：隨著社會的不斷發展，人們的教育理念也在不斷更新，近年來日漸成熟的網絡技術使得教育領域又多出一個重要的研究課題：計算機網絡課程虛擬實驗室。這恰好解決了在計算機網絡課程教學中，由實驗經費而引起的許多問題。本文就對如何構建網絡課程虛擬實驗室提出幾點個人看法。

關鍵詞：計算機網絡課程；虛擬實驗室；構建

中圖分類號：TP393-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 18-0000-01

一、虛擬實驗室建立的必要性

作為計算機、網絡工程、通信工程等學科的重要課程，計算機網絡課程在實踐的教學中，往往因為經費問題，而不能組建專為其設計的網絡實驗室，就算是已有的網絡實驗室，由于實驗室是無法移動的，計算機的移動和重構也非常復雜，使其嚴重缺乏應有的靈活性，根本無法滿足計算機網絡課程和組網以及交換機和路由器的實驗操作要求。

網絡的目的是將分散的個體聯系在一起，促進各個點之間的交流，所以同時進行實驗是教授網絡課程的最佳方式，但這種方法缺少實踐性。例如在精密儀器的分析課程中，精密儀器本就因造價高昂而使學生很難有機會去接觸，更不用說讓每個學生都有機會在實際機器上進行分析實驗，面對這種情況，我們通常采用觀看錄像或圖表來達成教育目的，但紙上得來終覺淺，這種教育方式嚴重缺乏交流與互動，往往使學生喪失了學習興趣，教育質量不高。

近年來飛速發展的虛擬技術無疑給這些問題的解決帶來了曙光，建立虛擬實驗室無疑是解決以上問題的最好辦法。

二、構建虛擬實驗室的方法

構建網絡虛擬實驗室的方法多種多樣，選擇何種方法進行構建要看需要用虛擬實驗室達到什么目的，既定目標越高，那么構建方法的技術含量也越高，對于計算機網絡課程的虛擬實驗室而言，筆者建議綜合選擇以下三種方式來進行構建。

（一）基于Flash技術。Flash集動畫創作與應用程序開發于一身的創作軟件，其矢量多媒體技術讓使用者可以創作出既漂亮，動畫體積又小，又可改變尺寸的奇特效果，通過專業的編程，可以用Flash CS6開發出互動能力極強的交互式網絡動畫，其中的Action Script技術可以讓特定動作控制特定對象，這種特性使其特別適合虛擬實驗室的建立。其缺點是，用Flash技術建立的虛擬實驗室缺少交互性。

（二）基于ActiveX技術。ActiveX是一個開放的集成平臺，它結合了Java程序和Netscape插件的優點，使用ActiveX可以輕松方便的在網頁中插入多媒體效果和交互式對象。而虛擬實驗室的實質就是依據相關設備的數學模型關系而建立的專業性ActiveX控件，其功能強大、交互性強，可以給用戶提供更加真實的感受。相應的缺點是，其制作過程中需要大量的圖形數據，導致軟件體積過大，初次使用ActiveX的用戶還需要在注冊列表中進行注冊，給用戶造成了很多不便。

（三）基于VRML技術。VRML（Virtual Reality Modeling Language）又稱虛擬現實建模語言。它主要被用于建立真實世界的場景模型和三維世界的場景。在VRML所構建的世界里，我們距離發生點越近聽到的聲音就會越大，還可以通過開關來控制虛擬世界內的家電，其逼真的模擬能力非常適合用來構建虛擬實驗室中的虛擬設備。但VRML在實驗數據的處理方面卻稍顯不足。對此可以嘗試用JAVA技術進行彌補。

三、虛擬實驗室的優點

首先我們要在觀念方面擺脫傳統“實驗儀器”的桎梏，在虛擬實驗室中，網絡就是我們的實驗儀器。

（一）在虛擬實驗室中，我們不用再擔心缺乏實驗資金、設備等問題，也不用再擔心因顧及儀器的壽命而減少實驗次數的現象，更不用再為了某項實驗而四處奔波，“網絡”就是我們進行實驗的操作平臺和實驗設備。通過網絡虛擬實驗室的模擬功能，學習者可以如同身臨其境一般的觀察實驗對象、進行實踐操作，甚至還能和異地的學者進行“現場”交流。這對現代化教育的發展有著極其重大的意義。

（二）在虛擬實驗平臺中，系統可以模擬出各種各樣的實驗設備，使得更多學者有機會“親身接觸”高端精密儀器，并且還能隨意的使用、拆卸和重組這些儀器，無需再顧慮其高昂的制造成本，大大降低了使用成本。這對緩解實驗儀器設備不足、進一步加強實驗教學、提升學生實踐能力等問題有著積極的促進作用。例如：“XX網絡構建方案設計”這個課題，這個課題中要求學生進行相應設備的選擇，但根據理論推理所選擇的設備不一定就是最適合的，導致資金浪費。

（三）對于具有一定危險性和對環境有極其嚴苛要求的某些實驗來說，虛擬實驗室具有無可比擬的安全性，虛擬實驗室可以通過非現實性模擬功能，來模擬真實的環境，就算虛擬環境中得出的結論存在不準確性，但也為下一次的真實實驗提供了寶貴的經驗。例如：“企業內部Web站點構建及維護”這個課題，學生很難有機會直接去企業內部進行網頁的構建和維護，只能自己利用多臺計算機進行一個模擬再配合部分理論的推理得出結論，這使得結論很缺乏實用性。而虛擬實驗室卻可以輕松模擬出一個企業的情況，讓學生毫無后顧之憂的進行實驗。

（四）虛擬實驗室還能實現隨時隨地的進行實驗或遠程實驗的想法，傳統的實驗方式要求實驗者親臨現場才能進行，而虛擬實驗室幫助人們擺脫了這個時間和空間的限制，用戶可以根據自己的需求，自由的選擇時間和地點進行實驗，大大減少了傳統方式下的被動性。

網絡虛擬實驗室徹底打破了傳統的實驗模式，給學生提供了一個充分發揮其想象力的空間。

四、結束語

綜上所述，計算機網絡課程虛擬實驗室的構建，對于計算機網絡課程的開展具有重要的意義，構建虛擬實驗室的技術方法多種多樣，本文列舉的三種方法是基于發卡周期短、小投資、實用性強為目標所選擇的，使用其它技術和方法雖然可以制作出更優秀的虛擬實驗室，但這三種手段無疑是目前最行之有效的選擇。更加智能化、協同化、真實化等功能的虛擬實驗室軟件將是其未來的發展趨勢。

參考文獻：

[1]周安輝.計算機網絡課程虛擬實驗室構建探索[J].職業教育研究，2012（2）.

[2]何秀全，韓耀軍.整合資源構建“虛實結合”的計算機網絡課程實驗室[J].現代教育技術，2010（9）.

[3]費添林.在計算機網絡課程中組建NETSIM虛擬實驗室[J].電腦知識與技術，2009（5）.

[4]李波，王曉陽.基于Dynamips和VMware的網絡虛擬實驗室構建與應用[J].重慶教育學院學報，2012（3）.

[作者簡介]朱琦（1974.2.17-），女，吉林長春人，吉林工商學院信息工程學院，講師，研究方向：計算機應用技術。