[摘 要] 實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的重要部分，針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的特點(diǎn)，分析教學(xué)過程中存在的問題，提出利用現(xiàn)有的硬件資源結(jié)合虛擬技術(shù)和仿真教學(xué)軟件，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)而改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，降低教學(xué)成本，提高學(xué)生實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān) 鍵 詞] 虛擬技術(shù)；仿真軟件；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）16-0078-02

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是一門理論和實(shí)踐結(jié)合緊密的基礎(chǔ)性課程，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的普及，目前絕大部分高校的相關(guān)專業(yè)都要求開設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程。但在實(shí)際的教學(xué)過程中，普遍存在以下問題：

（1）課程理論內(nèi)容過于抽象，制約了學(xué)生對(duì)課程的理解，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。

（2）硬件設(shè)備投入大，更新不及時(shí)。目前，大部分高校都建有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的特殊性，前期投入比較大。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的損耗，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更新和維護(hù)又受到了資金投入的制約，造成設(shè)備陳舊，更新不及時(shí)，維護(hù)成本大等弊端，直接影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。

（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容支撐不足。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，局限性很大，很難做到人人參與，只能分組實(shí)驗(yàn)。部分實(shí)驗(yàn)操作無(wú)法開展，比如，設(shè)備安裝與調(diào)試、存儲(chǔ)系統(tǒng)、磁盤管理等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)無(wú)法開展，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整性。

（4）無(wú)法隨時(shí)滿足學(xué)生實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作。受設(shè)備數(shù)量和實(shí)驗(yàn)室課程安排的制約，無(wú)法很好地滿足學(xué)生課后實(shí)驗(yàn)練習(xí)，導(dǎo)致大部分學(xué)生只能利用上課時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

根據(jù)以上存在的問題，本文提出利用虛擬機(jī)軟件VMware和仿真軟件PacketTrace、GNS3，結(jié)合目前已有的真實(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)建一個(gè)“虛實(shí)結(jié)合”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以不同的平臺(tái)組合方式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。有效地利用現(xiàn)有教學(xué)資源，更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建，是利用虛擬機(jī)軟件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真軟件相結(jié)合的。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作過程中，是面向軟件的操作，通過點(diǎn)擊軟件中的模擬設(shè)備的圖標(biāo)或者按鈕進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接、設(shè)備添加、結(jié)果驗(yàn)證分析等過程。與真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境相比，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有易操作性、可擴(kuò)展性、高模擬性和低成本投入這些都是真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境所不能比擬的。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，利用模擬軟件的友好圖形界面，學(xué)生能夠繪制拓?fù)鋱D形，直觀地了解數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議工作過程等抽象的知識(shí)。而且，由于虛擬仿真軟件具有可重復(fù)性，避免了錯(cuò)誤操作帶來的影響，提高了實(shí)驗(yàn)效率，有利于學(xué)生利用虛擬平臺(tái)探討和研究相關(guān)知識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)。

運(yùn)用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“一機(jī)多用”，每個(gè)學(xué)生都能完全獨(dú)立的參與，保證了實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡倪_(dá)成，更有利于降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入的成本。

三、“虛實(shí)結(jié)合”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建

真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是最優(yōu)的選擇，但是由于資金限制、設(shè)備更新滯后等原因，不能更好地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。而虛擬仿真軟件可以解決上述問題，同時(shí)也是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展作了很好的補(bǔ)充。但是，不能完全利用虛擬仿真軟件代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。我們應(yīng)該堅(jiān)持“實(shí)”為基礎(chǔ)、“虛”為補(bǔ)充，取長(zhǎng)補(bǔ)短，建立“虛實(shí)結(jié)合”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

在充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室資源的基礎(chǔ)上，結(jié)合虛擬機(jī)軟件VMware和仿真軟PacketTrace、GNS3，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行不同的組合搭配構(gòu)建適合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。例如，利用GNS3+VMware組合建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，利用GNS3模擬器的路由器、交換機(jī)，同時(shí)也可以在平臺(tái)上加載虛擬機(jī)，通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建，使學(xué)生可以進(jìn)行路由交換配置、服務(wù)器的配置，也可在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行抓包實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)階實(shí)驗(yàn)；利用VMware和實(shí)驗(yàn)室資源實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)管理、磁盤管理、系統(tǒng)安裝和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實(shí)現(xiàn)等實(shí)驗(yàn)；將PacketTrace和真實(shí)設(shè)備結(jié)合，先利用PacketTrace進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和演示，等學(xué)生熟悉了具體操作步驟后，再到真實(shí)設(shè)備上進(jìn)行操作，避免了因反復(fù)修改而造成的設(shè)備故障等問題，提高了實(shí)驗(yàn)效率和成功率。

四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

根據(jù)我院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)用能力培養(yǎng)的改革需求，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行分階段、模塊式的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。具體見下表所示。

五、結(jié)束語(yǔ)

利用虛擬仿真技術(shù)結(jié)合真實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，能夠很好地滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體性、系統(tǒng)性和層次性，豐富了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ蕉鄻踊?，在很大程度上提高了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的理解，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。虛擬仿真平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了便利，學(xué)生可以實(shí)時(shí)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，也在一定程度上降低了設(shè)備投入成本，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中更加自主，提高了實(shí)踐能力和應(yīng)用能力。因此，構(gòu)建“虛實(shí)結(jié)合”的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。

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