王崇霞

（長治學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，山西 長治 046011）

0 前言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門快速發(fā)展的前沿學(xué)科，它綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，是一門實(shí)踐性強(qiáng)、知識(shí)更新快的計(jì)算機(jī)課程，是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生必須學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生加強(qiáng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)理解，提高實(shí)踐應(yīng)用技能的重要環(huán)節(jié)。隨著地方本科院校向應(yīng)用性人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)型發(fā)展，更突出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容已不能滿足《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。文章針對(duì)地方本科院?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。

1 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》作為一門計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法與其他課程的實(shí)驗(yàn)相比，有如下特點(diǎn)。

（1）知識(shí)更新快、涉及面廣。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的原理、方法和協(xié)議不斷更新，致使網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)生了很大變化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須緊隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，隨時(shí)更新調(diào)整。同時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及到國際、國家信息管理標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算機(jī)硬軟件的相關(guān)技術(shù)。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，既要培養(yǎng)學(xué)生基本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也要與當(dāng)前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則、知識(shí)相結(jié)合，切實(shí)反映基本理論與先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方法和思路。

（2）實(shí)踐性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容繁多。本科學(xué)生在學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程時(shí)，要全面系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)體系內(nèi)容繁多。而復(fù)雜的理論知識(shí)需要實(shí)驗(yàn)來加以驗(yàn)證，如果沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生很難樹立整體概念。

1.2 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要涉及幾方面，網(wǎng)絡(luò)基本命令的使用和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)硬件的模擬仿真實(shí)驗(yàn)；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的建設(shè)與設(shè)計(jì)；網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的層次及其協(xié)議的了解和驗(yàn)證。對(duì)地方本科院校來說，《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)還只停留在演示性和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上[l]，加之實(shí)驗(yàn)課時(shí)和場(chǎng)地的限制，學(xué)生沒有進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。

（2）計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備性能及可操作性的要求越來越高，但實(shí)驗(yàn)室的更新改造卻很難及時(shí)改進(jìn)。再加經(jīng)費(fèi)限制及安全方面的考慮，實(shí)驗(yàn)室不可能向?qū)W生全開放。

（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展較快，新知識(shí)層出不窮，而實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無法緊跟計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的步伐，不能滿足學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)需求。完善的、與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前沿相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境可以促進(jìn)學(xué)生理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的理論知識(shí)和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，緊跟網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的實(shí)踐能力，對(duì)學(xué)生了解當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展動(dòng)態(tài)和方向都有重要的意義。

2 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)就成了《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要問題。業(yè)界為此提出了多種方案，其中，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展和建設(shè)為《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了新的思路。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)是通過模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，仿真當(dāng)前比較流行的網(wǎng)絡(luò)硬軟件，利用網(wǎng)絡(luò)模擬器或其他仿真軟件進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境基本可以實(shí)現(xiàn)了高校大部分課程的虛擬實(shí)踐教學(xué)。

網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)在發(fā)達(dá)國家已十分普及，如2004年美國巴爾的摩的約翰霍普金斯大學(xué)教育資源中心發(fā)起的基于Java技術(shù)的虛擬物理實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目；新加坡國立大學(xué)電子工程系開發(fā)的用于工程教育的虛擬實(shí)驗(yàn)室等等[2]。我國的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)的研究起步較晚，但是發(fā)展速度較快,如清華大學(xué)、北京郵電大學(xué)、思科、中軟吉大、西普陽光等都分別設(shè)計(jì)了虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并開展多種學(xué)科的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)。根據(jù)目前從可查到的各院校開放的對(duì)外服務(wù)看，國內(nèi)部分大學(xué)已陸續(xù)建立了網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)輔助教學(xué)。

云計(jì)算是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它通過整合現(xiàn)有的離散的計(jì)算資源形成一個(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)計(jì)算設(shè)施(Infrastructure)，作為提供服務(wù)的主體[3]。云計(jì)算的本質(zhì)就是計(jì)算機(jī)的虛擬化，而云計(jì)算更多運(yùn)用高性能集群(HPC)虛擬化技術(shù)，構(gòu)建計(jì)算資源虛擬池[2]。所以云計(jì)算就是一種通過Internet以服務(wù)的方式提供動(dòng)態(tài)可伸縮的虛擬化資源的計(jì)算模式[4]。目前，中國部分高校已經(jīng)開始基于云計(jì)算對(duì)現(xiàn)有校園網(wǎng)絡(luò)和教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行改革的研究，國外部分科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始著手基于云計(jì)算的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)和研究[5-7]，它將對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教岢隽颂魬?zhàn)?；谠朴?jì)算的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的探索就是將理論教學(xué)、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和自主性的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力都有很好的幫助，可以向?qū)W生提供更寬廣、完善的虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)促進(jìn)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)和研究有重要的意義。

3 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程學(xué)習(xí)過程中的重要組成部分，隨著地方本科院校向應(yīng)用型人才的轉(zhuǎn)型發(fā)展，更突出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性?；谠朴?jì)算的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，加強(qiáng)實(shí)用性和針對(duì)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生提供理論結(jié)合實(shí)際的教學(xué)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的建設(shè)，充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣性和積極性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐教學(xué)效果，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力具有很好的幫助作用，將是下一步《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

［1］丁美榮，柴少明. 基于虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)整合的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］. 現(xiàn)代教育技術(shù),2007,17(7):99-102

［2］李樹波, 羅林, 楊艷. 云計(jì)算與虛擬化技術(shù)研究. 軟件導(dǎo)報(bào)［J］. 2013,12(1):141-143

［3］吳迪, 薛政, 潘嶸. 基于XEN 云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)［J］. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2013, 32(7):62-66 .

［4］Bob Gourley. Computing and Net Centric Operations（云計(jì)算系統(tǒng)示例與研究現(xiàn)狀）［EB］.htp://www.allinio.com/wp-content/uploads/2009/01/ bobgourley cloud computing.pdf，2008

［5］Xu L., Huang D. , Tsai W.. Cloud-Based Virtual Laboratory for Network Security Education［C］. Education, ⅠEEE Transactions, Ⅰssue:99

［6］Correia, R.C., Fonseca, J.M., Donellan, A.. Euronet lab a cloud based laboratory environment［C］. Global Engineering Education Conference(EDUCON), 2012 ⅠEEE, pp:1-9

［7］Schaffer,H.E.,Averitt,S.F.,Hoit,M.Ⅰ..NCSU's Virtual Computing Lab:A Cloud Computing Solution［J］.Computer,Volume:42,Ⅰssue:7,pp:94-97.