虛擬仿真實驗項目設計與考核探究

趙庚升 劉磊 項培軍 馮岑明

摘要：對虛擬仿真實驗項目設計進行了改進。實驗過程中引入項目導向的教學方式，選取企業真實的網絡需求作為案例，學生參與項目，在實踐過程中更加深入地理解理論。通過改革實驗考核方式，培養學生良好的學習習慣和主動學習精神，提高自主學習意識與創新意識，在實驗項目中理解并掌握專業知識，提高職業技能。

關鍵詞關鍵詞：虛擬仿真實驗項目；實驗考核；計算機網絡技術；實驗教學改革

DOIDOI：10.11907/rjdk.161395

中圖分類號：G436文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）007021503

0引言

網絡已經覆蓋到我們生活的每個細節，大到國防安全，小到家庭智能家居設備間的相互通信。隨著云時代的到來，單獨一臺計算機的數據分析與處理能力已不能滿足軍事、教育、商業的需求，數據分析的時效性也無法保障。為了達成某種目的，需要數十、數百甚至數千臺基于網絡的計算機實現相互通信與資源共享，計算機之間可能相互距離幾公里、幾百公里甚至跨越國界。

計算機網絡課程是高校計算機及相關專業必修課程。由于該課程具有較強的工程特性，教學過程中單純的理論教學無法達到預期的教學效果。理論與實踐相結合的教學模式有助于學生更加深入地掌握理論知識，培養學生的思考和學習能力。通過設計對應的網絡實驗項目，全面提升學生的創新性、研究性和獨立解決企業問題的能力，鍛煉學生的邏輯分析能力與團隊協作能力。筆者學校通過課程改革，設計個性化、企業化的實驗項目，完善考核方式，形成了一整套獨立實驗與多人協作實驗的創新教學模式。通過引入項目導向教學法與課程考核創新，提高了學過濾后的流量再進入安全區域進行轉發。因此，要對網絡用戶進行分析和監控，對來自這些用戶的流量執行不同的轉發策略，在一定規模的模擬網絡拓撲環境下，采用開源控制器和仿真平臺實現。

為考核學生的實踐動手能力，可利用實驗過程抽查提問和期末考試考核兩種手段。抽查在課堂實驗中進行，隨時檢查學生的實驗環節并提問。期末考試試卷中要增加與實驗相關的考題，考核實驗常見問題以及解決方法等。

1計算機網絡課程實驗特點

計算機網絡課程實驗經常會涉及到多類高價值的實驗設備，如支持可編程操作的交換機、路由器以及不同類型的網絡通信線路。該類設備價值較高，能提供適合實驗設備的學校不多（不同品牌的硬件設備、硬件接口與編程語言存在很大的差異）。同時，實驗過程中通信線路經常插拔很容易引起模塊、設備端口以及通信線路的損壞。因此，很多高校使用網絡模擬軟件輔助實驗教學。

計算機網絡課程的工程性和實踐性較強，教學過程中應根據需要采用多種教學方法：情景教學、驅動教學、探究教學、案例教學等。實驗項目設計應參考真實企業網絡搭建需求，根據學生情況設計出與真實企業網絡相似的實驗內容。學生通過獨立完成教師設計的單個知識點實驗（個體實驗），分組綜合實驗完成企業網絡的規劃、設計，實現網絡功能，實驗成功后撰寫網絡調試報告。考慮到實驗工作量與難度較大，實驗中引入項目導向的教學方法，允許學生自由分組合作，實驗項目設計過程中應設計好不同的考核要點，分組人員按照平均工作量進行任務分配。通過應用虛擬仿真技術，模擬網絡通信的具體過程，促使學生主動學習，熟悉網絡通信過程中的每一環節相應知識，如OSI/RM、TCP/IP以及多種通信協議。通過教學方法的改革，使學生在實踐中深度掌握理論知識，實現“理實合一”。2實驗項目設計與考核

2.1個體型實驗項目設計

獨立型實驗是指在實驗過程中依照實驗要求與內容，學生獨立完成實驗所有內容。

實驗背景：上海3C公司的財務部和銷售部各有兩臺計算機，它們通過二層網絡交換機實現相互連接；要求部門內部的計算機可以相互通信。考慮到公司的數據安全，要求財務部與銷售部的計算機之間不能通信，在相關設備上進行配置來達到這一要求，網絡拓撲見圖1。

實驗目標：掌握VLAN概念，熟悉VLAN具體配置；掌握交換機VLAN的創建與端口分配方法。

2.2個體型實驗項目考核

獨立型實驗考核分為實驗過程評定和實驗結果評定兩個層次，每一層次有獨立的評判指標，具體指標見圖2。

獨立型實驗一般要求學生單獨完成。在過程評定中，主要考核學生的實驗態度和實踐能力，實驗完成后需要對實驗結果進行評定并公開展示，如電子商務基礎實驗、B2C網站搭建、電子政務課程設計、會計電算化實驗等，具體評定指標見表1。

結果評定資料分析分析方法的科學性、嚴密性實驗報告格式規范、結構完整、思路清晰、觀點明確、解決問題方法創新表現實驗的創意性、解決問題思想、創新性等方面任課教師根據過程評定與結果評定指標進行評定，最后把實驗過程評定分數與結果評定分數加權，得到最終成績。

2.3綜合型實驗項目設計

綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗，是學生在具有一定知識與技能的情況下，綜合運用某一課程或多門相關課程知識、技能與方法進行的一種復合實驗。

實驗背景：上海某公司計劃更新企業原有網絡，當前公司有4個核心部門：財務部（8人）、市場部（20人）、生產部（36人）和采購部（12人），其它部門人數若干。公司初始時沒有對網絡進行合理規劃，公司員工IP地址均為C類地址：192.168.1.0/24。由于企業發展，需要對原有網絡進行信息化改造，改造過程中要充分考慮到網絡的穩定性、安全性、便捷性和可擴展性。要求根據已學知識對該公司進行局域網設計與規劃，網絡拓撲見圖3，并且實現相應功能。

實驗目標：熟悉企業局域網設計與規劃的基本原則；對公司組建局域網過程中所涉及的網絡設備進行硬件選型；對網絡設備進行編程，實現公司的通信要求；撰寫網絡調試報告。

2.4綜合型實驗項目考核

綜合型實驗依據實驗課程情況分為實驗過程評定和實驗結果評定兩個層次，每一層次都有獨立的評判指標，具體指標如圖4所示。

綜合型實驗通常以組為單位，組內成員獨立分工，相互之間需要緊密協作。該類實驗評定主要體現在組內討論與協作，任課教師對于討論和執行過程加以引導。根據評定指標，由各項目組組長負責，組內成員分別對其他成員在實驗過程中的表現進行定性與定量評定，針對不同的指標按照一定比例進行加權，最終計算出組內每名同學實驗過程中的相應成績。實驗完成后，每組學生分別展示（介紹）實驗結果，如企業運營模擬、市場調研報告、創業計劃方案和談判模擬等。其他學生和教師作為評委聽取項目匯報，之后對匯報小組與各個成員進行打分（組間評定+教師評定），具體評定指標見表2。

任課老師根據實驗過程中對每組學生的觀察，為每名學生作出過程分數評定，把組內評定分數與任課教師的評定成績進行加權，計算出每名學生的過程評定分數。結果評定成績為學生相互之間的分數且計算出平均值，之后該分數與任課教師的給定分數進行加權，得出學生在該實驗中的成績。3結語

計算機網絡課程教學改革中通過引入情景教學、驅動教學、探究教學、案例教學等方法，可以充分調動學生學習熱情。課程對應的實驗項目應盡量采用真實需求，為學生今后步入職場提供實踐經驗。成績考核以調動學生的自主學習意識與創新意識為目標，轉變傳統的應試型教學，激發學習熱情，增強團隊協作意識。

過程評定基本能力學習能力、資料搜集能力、參與度情況綜合能力分析能力、溝通能力、協作能力、觀察能力創新能力實驗項目策劃的創意性、項目的可行性、問題解決情況

結果評定資料整理與分析分類方法正確性、科學性、邏輯性實驗報告格式規范、思路清晰、結構完整、觀點明確項目匯報內容緊湊、展示效果、語言順暢、思路清晰、邏輯性強創新性實驗過程有創意、實驗報告構思獨特、方法新穎可行參考文獻：

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責任編輯（責任編輯：杜能鋼）