計算機網(wǎng)絡教學虛擬仿真技術(shù)應用
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［摘要］虛擬仿真技術(shù)與計算機網(wǎng)絡課程的結(jié)合，可建立一種虛擬化的數(shù)據(jù)空間，通過將計算機設備的各類操控信息同步映射到虛擬環(huán)境中，以提高教學的實踐性。基于此，文章對虛擬仿真技術(shù)及相關軟件進行概述，指出計算機網(wǎng)絡課程教學存在的弊端，虛擬仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡課程教學中的應用以及教學實踐進行研究。
［關鍵詞］虛擬仿真技術(shù)；計算機網(wǎng)絡課程；實踐教學
引言
信息技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展下，社會行業(yè)對計算機類人才提出更高的需求。對于承接人才培養(yǎng)的教育院校來講，則應在課程教育改革基礎之上，深度挖掘計算機網(wǎng)絡課程的理論價值與實踐價值，加大教學資源的投入力度，并應課程教學與社會實踐相對接，防止造成教育上的“產(chǎn)能過?！?。虛擬仿真技術(shù)的應用，則可將計算機網(wǎng)絡課程體系同步映射到虛擬化教學環(huán)境中，為學生提供多元化的教學場景，將理論與實踐有效的結(jié)合到一起，進而培養(yǎng)出學生的學習興趣。本文則是針對虛擬仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡課程教學中的相關應用進行探討，僅供參考。
一、虛擬仿真技術(shù)及軟件概述
虛擬仿真技術(shù)是指通過計算機設備來建立相應的數(shù)據(jù)模型，此類數(shù)據(jù)我想可精準的運行數(shù)據(jù)質(zhì)量，并同比例的呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)在相關網(wǎng)絡中的協(xié)議。通過網(wǎng)絡協(xié)議，聯(lián)絡層之間的數(shù)據(jù)參數(shù)匹配，其數(shù)據(jù)模型仿真形式可完整的表現(xiàn)出定性化的數(shù)據(jù)結(jié)果。將虛擬仿真技術(shù)應用到計算機網(wǎng)絡課程教學中，可有效將整體課程同步映射到模擬程序中，然后以及相關質(zhì)量參數(shù)的設定，保證教學工作與仿真平臺的運行可同步進行。目前計算機網(wǎng)絡課程的信息技術(shù)實現(xiàn)主要可包含模型建設與實驗的兩種，通過課程理論與實踐的結(jié)合和為學生建構(gòu)立體化的教學環(huán)境，保證學生在學習過程中的問題及時得到解決。目前市場上虛擬仿真軟件可分為三類。第一，NS2。此類軟件屬于免費開放式的一種其中間對象是網(wǎng)絡虛擬服務器，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用c語言來編程，同時NS2可支持多協(xié)議，保證與虛擬終端銷量，按照這種模型網(wǎng)絡數(shù)據(jù)互動實現(xiàn)有效的資源整合，進而為整體模擬的環(huán)境的建設提供基礎保障。第二，OPNET。此類軟件建模是采用三種機制對不同網(wǎng)絡實現(xiàn)分化式建模，然后通過總線型的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)來向用戶界面與網(wǎng)絡模擬環(huán)境中的節(jié)點層、進程層等進行有效連接，進而利用模型對網(wǎng)絡的多元化運行具有良好的技術(shù)性。用戶在具體使用過程中，可通過對軟件程序的修訂來建立多模式的虛擬運營環(huán)境，以此來滿足不同運行需求。第三，BN。此類軟件是以網(wǎng)絡拓行圖為核心，來將各類網(wǎng)絡資源進行結(jié)構(gòu)契合，然后通過將繪制好的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖進行拓展名設定，將其安裝在目錄程序之下。當系統(tǒng)軟件開啟時，則程序菜單中的執(zhí)行質(zhì)量將自動打開網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，以此來進行網(wǎng)絡模擬交換。
二、計算機網(wǎng)絡課程教學存在的弊端
（一）理論與實踐不對稱計算機網(wǎng)絡作為一門綜合性實踐性較強的學科，其理論知識具有一定的抽象性，同時受網(wǎng)絡優(yōu)化更新效率的影響，整個數(shù)據(jù)傳輸形式以及各類模塊之間的工作機制也存在較大的冗余性問題。整個網(wǎng)絡體系在實際運行中，其涉及面與學生知識體系來講，有很大一部分知識是超出學生的認知，這也將造成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)螺旋效果，無法更好地與學生學習需求相結(jié)合，學生在理解相關知識點時無法做到深層次解析。此外計算機網(wǎng)絡課程的實踐性，是要求教師必須對課程知識進行實操講解，令學生真正理解到理論知識在實踐中的應用點，然而在目前大多數(shù)計算機網(wǎng)絡課程教學中，教師仍以理論知識為主，受到實驗設備不足的影響，往往只是教師針對某一類知識點進行自身操作講解，而并不能使學生真正落實到實踐中，這也就導致學生自身的知識體系無法與再有實踐性的知識內(nèi)容形成精準對接。
（二）教學形式單一教學形式的單一，主要是教師在課堂教學中單一化的以某類課本內(nèi)容為宣講主體，例如，在課堂上通常以書、課件等為主要教學載體，這樣就造成長時間的教學下，學生本身形成一種定向化思維，造成傳授知識為固定導向，約束自身的思維創(chuàng)造性。此類單獨的以書籍為教學主體，并不符合當前計算機技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢，不利于培養(yǎng)出學生的創(chuàng)造能力，進而造成學校教育與社會教育相脫節(jié)的嚴重現(xiàn)象，無法為人才的對接提供有效保障。
三、虛擬仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡課程教學中的應用
（一）建立虛擬化知識架構(gòu)平臺，提高學生的主觀能動性計算機網(wǎng)絡課上在開展前需進行理論知識的教導，令學生對整個知識框架進行初步了解，并可充分認識到各個知識點與實踐過程的契合性，這樣便可建立一種給予抽象性思維的知識框架。虛擬仿真技術(shù)的應用則是將此類知識點同步建立起相應的教學實踐場景，令整體教學知識點精準的應付到網(wǎng)絡模型之中，當學生對理論知識進行初步解讀時，我通過模擬化階段的實操，充分將所學知識的進一步的實驗與認證。虛擬仿真所建設的教學環(huán)境，可令整個系統(tǒng)程序精準的執(zhí)行的某一類操控指令，且此類操控程序與預算及設備屬于兩個獨立的系統(tǒng)，即學生在虛擬環(huán)境中的任何操作可體現(xiàn)出計算機設備的運行形式，又不會對計算機設備造成任何損害。學生在課堂上操作時，可將自身對知識的理解同步應用到實踐操作中，其極大減輕傳統(tǒng)計算機實踐教學中設備的運行負擔，同時可以有效激發(fā)出學生自身的主觀能動性，令學生的思維能力得到更好的拓展，進而令課程教學本身與學生的理論實現(xiàn)知識提供對接平臺。
（二）鏈接互聯(lián)網(wǎng)設備，增強教學糾錯能力目前，計算機網(wǎng)絡實驗課程教學中，由于專業(yè)中學生基數(shù)較大，其對實驗器材的需求度較高，間接加大教學經(jīng)濟成本的消耗力度，甚至部分學校在引進教學設備時，由于教育資金的匱乏，無法實現(xiàn)學生與設備之間的一對一，這也就造成在實踐教學開展中，往往以小組的形式開展實踐活動。此外，教學資源的分配不均，將加大教學負擔，對于教師與學生來講，都將成為一種嚴重的教育缺失。在虛擬仿真技術(shù)的應用下，通過軟件來建構(gòu)出一個具有模擬性的教學環(huán)境，例如NS2、OPNET教學仿真軟件等，其可精準的模擬出各類網(wǎng)絡運行環(huán)境，將通信設備、信息交換設備等進行資源整合，然后通過設定相對接的關聯(lián)參數(shù)，對學生的各項操作行為進行基于數(shù)字化、信息化的監(jiān)控，當學生在實際操作時，如某一項操作行為出現(xiàn)錯誤的話，則虛擬仿真環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及分析系統(tǒng)，將自動對此類參數(shù)存在的異常行為進行分析，并實時傳輸?shù)教摂M交互界面中，令學生清楚的認知到自身在實際操作中所面臨的問題。學生在此類教學的有效規(guī)范下，可進一步加強理論知識與實踐知識的契合度，深度解析出理論知識點與實踐操作中存在的偏差性，進而提高學生獨立解決問題的能力。此外，通過虛擬仿真技術(shù)與計算機網(wǎng)絡設備的互聯(lián)，可有效擺脫傳統(tǒng)計算機課程理實一體化教學中存在的局限性，且此類模擬平臺的建設與應用也將打破時間、空間的壁壘，只需要計算機設備安裝相應的教學軟件，便可建構(gòu)一個虛擬場景，以此來為學生提供實際操作的空間，為學生規(guī)范化知識體系的養(yǎng)成奠定基礎。
四、教學實踐
虛擬仿真技術(shù)在計算機網(wǎng)絡課程中的應用，可有效解決教育資源不足、理論與實踐不匹配的現(xiàn)象。例如，在Python代碼書寫的教學過程中，由于此類Python規(guī)則具有一定的空間存儲、效率運行等方面的優(yōu)勢，可有效提高系統(tǒng)運行性能，但在實際書寫過程中，由于本身序列性較強，長數(shù)組的模式將加大學習繁瑣度。通過虛擬教學場景的建設，可令學生所處的虛擬環(huán)境精準的映射出與計算機設備運行的各類相關程序，這樣一來，在代碼編寫過程中，既可通過仿真環(huán)境，將學生所編寫的各類程序指令同步顯示到數(shù)據(jù)模型中，同時可將程序中的數(shù)據(jù)序列進行有序排列，分離出不同的數(shù)據(jù)種類，學生可通過代碼的實時羅列效果，來分析出不同代碼之間的組合變量，以此來更好的通過仿真模式，來深度了解專業(yè)內(nèi)容。在NAT資源配置教學時，此類教學內(nèi)容主要是對網(wǎng)絡地址的空間轉(zhuǎn)換方法，內(nèi)容本身具有一定的抽象性，其必須令學生進行實際操作，只有這樣才可深度了解到每一類理論知識的應用點。通過虛擬仿真環(huán)境的建設，可在既定的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)下設定一個關聯(lián)程序，并將其網(wǎng)絡協(xié)議地址進行私有化更改，以虛擬環(huán)境為映射點，將具有靜態(tài)性的NAT實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換，這樣就可建立起一個內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)相結(jié)合的拓撲結(jié)構(gòu)，而不會對計算機設備造成影響，同時，學生在實際操作中，可對虛擬環(huán)境中的參數(shù)進行指令更改，然后依據(jù)參數(shù)修改后網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的改變形式，充分了解到指令參數(shù)在不同狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，進而令學生對知識進行深度了解。結(jié)語綜上所述，計算機網(wǎng)絡課程中虛擬仿真技術(shù)的實現(xiàn)，可將計算機設備的各類運行行為同步映射到數(shù)據(jù)模型中，學生在此過程中，則可通過對虛擬環(huán)境中的操作，來對自身的理論知識進行認證，其對于實踐性較強的計算機網(wǎng)絡課程來講，可有效為學生理論知識點與實踐搭載一個實現(xiàn)平臺，提高學生的實踐能力。
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作者：吳凱 單位：南京信息職業(yè)技術(shù)學院
