淺談高校計算機網絡實驗室的規劃與設計

安康學院經濟與管理系 李 文

目前，高校計算機網絡實驗室的規劃和設計五年前甚至更早時候的方案，其規劃設計已不能很好地適應現在的教育教學和科研需求，存在的一些問題亟待解決，這也是為有效培養符合社會發展需要的計算機網絡人才和高新技術人才奠定硬軟件基礎，我們要結合高校的具體情況和教學水平，科學合理地規劃網絡實驗室的建設目標、建設原則和建設程序。下面我們主要從普通高校計算機網絡實驗室規劃設計的現狀意義、目標原則、結構特點來分析，以期能夠為相關的建設提供參考意見。

一、高校計算機網絡實驗室規劃設計的現狀與意義

傳統的計算機教學方法以教師講解為主，學生被動吸收之后再進行上機操作，大多是依樣畫葫蘆，加以練習和鞏固。計算機網絡化教學改變了這種舊有模式，它的便捷化、直觀化、互動交流、網絡共享等優勢使得原本枯燥的計算機理論教學變得更加生動易懂，從而讓學生由知識的被動接受者變成了知識的主動探求者。這種教學方式也應用于其他學科的教學體系中。在這里我們重點討論的是計算機專業網絡實驗室的規劃與設計。

網絡實驗室旨在構筑一個能夠綜合各種工具和技術手段的電子化和網絡化的可供科學研究的集成環境，我們可以通過這個環境有效地利用各種數據資源、信息資源、設施資源、人力資源等來進行科技研發項目，還可以通過這個網絡實驗室讓學生自己進行虛擬實驗，而且不會受到時間空間的約束，十分高效便捷。

在充分肯定計算機網絡實驗室的優勢時，我們還要看到現階段我國高校計算機教學和網絡實驗室建設的問題及不足之處。基于傳統教學思想和教學模式的長期影響，學生實驗動手能力的欠缺是高校計算機教學的主要問題。這種現象也十分普遍，由于資金的缺乏，實驗設備的不足，很多學校尚不具備開設專項實驗課的條件，學生的動手能力和實驗創造能力得不到有效的鍛煉，從而導致理論與實踐脫節，而實踐缺乏創新也就阻礙了理論建設的進一步發展。

網絡實驗室的建立可以在一定程度上解決高校計算機專項實驗室建設的問題，有效緩解資金周轉和設備更新換代的壓力。眾所周知，計算機網絡設備是一次性的實體系統，如果有損壞難于恢復，還有一些設備的內部工作過程是不可是視的，所以有時在反復解剖拆裝訓練中造成的錯誤操作會導致設備的嚴重破損，也不利于人身安全的保障，所以計算機網絡實驗室可以避免這些可能隱患，因為這是一個虛擬的網絡實驗室。而且一般網絡產品的更新換代速度比較快，專項計算機實驗設備不可能在新型號出來的時候就立即更新換代，這需要耗費大量的資金，故實現計算機網絡實驗室的建設是適宜之舉。

我們可以通過計算機網絡實驗室的教學手段，充分培養學生獨立思考分析問題的能力、動手解決問題的能力、對概念的理解領悟能力、鉆研探究能力、團體協作能力等，還能讓學生像置身于真實的實驗環境中一樣完成各種預期的實驗項目，而且這種實驗的效果會更明顯，過程的快捷化可以促進實驗結果的高效化，同時還有利于教師對實驗結果做出及時的評價，有利于學生的及時反思，進一步完善有關項目的具體步驟。這種不受時間和地點限制的教學模式有效改善了教師的教學方法，也能夠開拓學生的思路，使得學生的自主學習能力不斷增強，創造性也得到了充分發揮。而且網絡化有利于師生的交流，也體現了現代化教學以學生為主體的特點。

二、高校計算機網絡實驗室規劃設計的目標和原則

基于現有科技水平和教育條件，高校計算機網絡實驗室的規劃設計應該是要將教學、科研、培訓、社會服務有機融合在一起，促進各個方面的共同發展。具體來說，其目標應該包括以下幾個方面：

一是多元化。計算機網絡實驗室要讓學生有足夠的理論學習空間和動手操作空間，不僅要能熟練掌握網絡設備的具體結構、各項功能、使用方法，還要能親自動手去進行程序設計、網絡組建和管理、系統安全維護、相關模擬實驗等實踐操作，通過各種不同類型的實驗提高學生掌握計算機網絡技術的實驗技能，同時強化對專業知識的理解和領悟，并能夠加深記憶，為理論的創新奠定堅實的基礎。另外，這些驗證型實驗、演示型實驗、自主設計型實驗、綜合創新型實驗等實驗類型能夠從不同的側面有效培養學生的技術創新能力、團隊合作能力，這是新時期人才最需要大力培養的能力。

二是專業化。首先是要滿足計算機專業教師的教學設計的需要，此系統要包含主流前沿的網絡技術和網絡設備，并能不斷提高網絡實驗室的可拓展性，從而可以為專業教師提供相對完善的實驗平臺，有效提高高校的整體研發水平和教學應用水平。其次是要盡可能滿足社會對于計算機領域高素質人才的需要，網絡實驗室的建設不能局限在學校的范圍內，還要面向全社會，畢竟培養人才的最終目的也是更好為社會服務，所以高校的網絡實驗室規劃可以參考寬帶數據城域網和大型園區網的建設思路和方法，組建多種類型的局域網和廣域網，并讓學生親自參與其中，提高社會實戰能力。另外，我們還可以融合多種技術和多種操作平臺，不斷提高網絡實驗室環境和設備的仿真性。

高校計算機網絡實驗室的建設需要遵循的原則有三：

首先要重視網絡實驗室的軟硬件的開放性和先進性。這種網絡實驗室應該同時也是一個開放式網絡系統，具有高度擴展性，包括設備端口的擴展、網絡協議的擴展、網絡結構的擴展等等，所以我們要根據組建網絡系統的需要，使得各個實驗臺組之間可以進行互動交流，共享實驗設備、有利于搭建規模更大，系統更復雜的實驗設備。高校的計算機網絡實驗室建設的水平應該能夠跟上時代的發展，與前沿技術的綜合水平相一致，這樣才能為社會的發展提供智力和技術支撐。

其次要重視網絡實驗室的可靠性和安全性。計算機網絡實驗室的規劃與設計要考慮到防止一些不可預知后果的出現幾率，要保證各個實驗組互不干擾，還要保證同一實驗組的不同實驗者或者不同的實驗互不干擾。另外，高校計算機實驗室通常都進行全天候的工作，所以要保證任何時間都能安全登錄。

最后要重視網絡實驗室的維護和管理工作。高校計算機網絡實驗室采用的系統軟件的設計也要采用跨平臺的方案，不僅節省了實驗室的維護的費用，還有利于實驗項目的設備更新，促進學校計算機網絡實驗室的不斷完善。同時，我們要保證網絡實驗室具有高度的可管理性。網絡實驗室的研究課題很多，不同課題的網絡需求也不盡相同，所以不僅實驗室網絡規劃與設計要具備一定的靈活性，對于系統整體的管理也要具備靈活性和高效性，并且能對外部接入實施有效的安全措施。

三、高校計算機網絡實驗室規劃設計的結構和特點

高校計算機網絡實驗室系統的規劃通常包括四個實驗分室，這些分室有著各自的不同功能和作用，它們之間相互聯系、相互配合，共同保障著網絡實驗室的正常運行，具體結構如下：

一是計算機網絡實驗原理分室，它是網絡實驗室的基礎構成。任何一門學科的發展都建立在理論基礎的發展上，計算機專業也不利外，學生一定要扎實掌握和充分理解網絡原理，在實踐中運用原理。現在的科學技術的發展水平完全可以將計算機網絡實驗原理分室進行高度仿真，以達到幫助學生理解和接受具有學術難度的概念和范疇，完善學生自身的理論知識的體系。

二是計算機網絡管理系統分室，它的目的是有效幫助學生在很短的時間內掌握好組建網絡的高一級技術，從而能夠提高網絡管理的水平。我們可以采用軟件仿真的方式，通過計算機模擬出一個電子工作臺，并采用先進的測試儀器，這樣能夠滿足了計算機實驗室的設備配置要求，還能通過各種類型的實驗對學生的各種能力進行有針對性的培養，提高學生的綜合素質。

三是計算機網絡實驗故障診斷分析室。在網絡實驗室正常運行的過程中，難免出現各種各樣的故障和問題，就有必要對故障進行診斷分析，以便組建新的網絡系統，改造和提升現有的網絡功能。網絡故障診斷分析也是計算機網絡實驗室維護工作的重要環節，在其中我們可以進行交換機硬件故障的實驗、服務器資源共享的故障實驗等，以提高學生檢測故障的能力，保證系統維護方面的工作得以順利進行。

四是計算機網絡實驗室布線工程分室。內容包括對網絡實驗室總體方案的設計和施工等，可以采用網絡虛擬技術對需要布線的各個數字建筑進行三維建模、使學生猶如置身于真實的環境中，這樣可以充分鍛煉學生設計方案能力、對介質的選擇和傳輸能力、測試施工能力、對實驗的組織鑒定驗收能力等。

高校計算機網絡實驗室的組織機制包括計算機網絡、服務器、仿真軟件。通常采用用戶登錄機制，保障整個過程操作的合法性與安全性。用戶被允許登錄后可以采用兩種形式進行網絡實驗室的實驗工作。包括通過服務器運行仿真軟件和用戶自己下載仿真軟件，二者各有千秋，可以根據實際情況來進行挑選。如果經常使用仿真軟件的用戶，可以下載一個仿真軟件，使用起來比較方便快捷。

高校計算機網絡實驗室系統實質上是一個空間虛擬實驗室，它只有邏輯和程序上的設置，沒有具體的物理空間的限制，它讓學生和教師完全擺脫了傳統的實驗室模式，不僅優化了計算機教學的過程，還提高了教學質量，同時也將教學活動和實驗室活動的空間充分地延伸開來，不斷提高著現代人的思想意識觀念和科技水平的實力，也在一定程度上反應著現代高校教育管理理念，更反映著時代發展的最新科技動向。

四、總結

綜上所述，對高校計算機網絡實驗室進行科學合理規劃與建設，不僅能夠有效改善教學環境與條件，同時能夠有效提高教學的質量和水平，增強高校的科技研發能力，有利于為現代化建設輸送高端科技人才。網絡實驗室建設的逐步完善是一項長久性課題，需要社會各界的支持和師生的共同努力。

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