虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中的应用

朱娜

(哈尔滨职业技术学院，黑龙江哈尔滨 150081)

计算机网络课程教学的理论性和实践性都是不可替代的。在当今培养实用型人才的大背景下，必须通过行之有效的教学技巧和方法来引导学生对学习的积极性和有效性。在计算机网络课程教学中利用好现有教学资源，适时将“虚拟仿真技术”导入，从根本上提升学生的综合学习能力。

1 虚拟仿真技术及虚拟仿真工具简介

1.1 虚拟仿真技术

“虚拟仿真技术”也可以称之为“网络仿真技术”或者“网络模型技术”。通过使用虚拟化技术将模拟软件建立在计算机网络设备和链接模式上，具有相对独立的逻辑性，在仿真运行中能够得到相关物理数据。虚拟仿真技术是科学手段的一种，可以测量网络性能。通过虚拟仿真技术能够轻松构建计算机网络课程教学平台，为网络课程教学设计和网络课程教学规划提供确凿数据并制订翔实方案。同时还能够为优化网络设计，执行教学决策提供参考。

“虚拟仿真技术”在美、日、德等科技发达的国家已经有了二十多年的历史，主要在网络设备和网络协议开放方面得到应用。“虚拟仿真技术”主要以数字控制论、模拟系统论和信息交换技术为主，对实际数字和信息系统进行动态管理。当下应用于计算机网络课程教学的“虚拟仿真技术”主要有两种，一种是建立网络模型技术，另一种是进行网络仿真技术实验。在计算机网络课程教学中适时引入“虚拟仿真技术”有助于提高学生的学习兴趣，解决教学中遇到的疑点、难点，有助于提升教师的教学质量和学生的学习质量。

1.2 虚拟仿真技术工具简介

在计算机网络课程教育教学的专业领域中，虚拟仿真技术的实用工具有OMNe++、BosonNetsim、OPNet、NS等等。本文仅对BosonNetsim、PacketTracer做简要性能介绍。

(1)BosonNetsim：BosonNetsim是一款集路由器、交换机于一体的模拟软件，它为参加“思科认证体系”的“网络工程师”和“资深网络工程师”考试学员提供了实际操作和练习的有益环境。BosonNetsim由网络拓扑图设计工具和设备配置环境软件组成。前者用于绘制实际操作过程中所用到的网络拓扑图，BosonNetsim软件在安装完毕后会自动带一些已经定制完整的网络拓扑图，然后拓展为国际通用的网络域名文件存放于安装程序的目录中，用户可以从文件档案菜单中的启动命令打开来，对已存储的网络拓扑图进行观摩使用。模拟的交换机堆叠模块设备软件部分主要应用于路由器和交换机设备的合理配置、数据实验结果的观察和软件运行协议的诊断。

(2)PacketTracer：PacketTracer是全球领先的网络解决方案供应商——思科公司开发研制的一款虚拟仿真软件。应用于思科认证体系学员网络工程师学习、考试时使用，这款虚拟仿真软件中为学员提供了该司各个时期、各个型号的路由器、交换机和多种模块。为了做好网络课程教学中的实验，在虚拟仿真设备库中还存放有大量的个人计算机、服务器、各式电缆、智能卡、无线热点、宽带电话和网络电话等设备。在虚拟仿真设备学习模拟器中，学生自行设计并绘制网络拓扑图，同时，学生在命令行界面中的苹果移动系统窗口对其进行命令指示配置。

2 虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中的应用

计算机网络是计算机技术和网络通信技术交叉产生的一门自然学科。随着网络通信技术和计算机技术的持续发展，计算机网络管理、通信局域网管理、网络发展的设计与规划、全系统的维护维修等计算机专业的核心课程业已成为计算机网络课程教学的重要内容。这些计算机网络课程教学内容涉及到海量的、抽象的计算机理论知识基础和相对复杂的网络硬件、硬盘设施，使学生在学习的过程中难于理解和接受，掌握和吸收。计算机网络课程教学具有极强的应用意义和实践意义，通过虚拟仿真实验及实践教学可以高质量地解决这些问题，不但节约了师资成本还引导学生对计算机网络课程教学内容的有效掌握和理解，激发和提高学生对计算机网络课程教学的学习兴趣和学习主观能动性，可以肯定地保证课程的教学质量和学习质量。

毋庸置疑的是虚拟仿真技术与网络课程教学间有不可忽视的断链存在，这就要求计算机网络课程教学教育工作者首先要对二者做出研究和分析，将虚拟仿真技术和计算机网络课程教学进行无缝对接，让之前抽象的概念、学生难以接受和理解的课程内容形象、生动地展示到大家面前，助力于学生的接收和接受。在课堂教学的实际操作中，教师可以适时适当地结合“问题导入法”教学，引导学生带着思考进入到教学内容的实质和理解的学习中去；教师还可以让学生进行理论知识的自评和互评，高效地促进学生对知识的激活和掌握；以应用实际为最终教学目的，启迪并教导学生将所学课程知识应用到某一特定场景中，以便加深学生对知识的掌握，促进学生的扎实记忆和灵活应用。

案例教学法，有助于学生了解更多的理论知识，并能够将理论知识应用于解决实际问题，加强学生对计算机网络课程学习的知识的理解，变以往的“要我学”为“我要学”，引导学生成长为学习的主角，能够主动、积极学习。网络课程教学的设计不能够过于简单明了，要循序渐进，循序渐进，再循序渐进。划分出来不同教学目的的实验，且言明上一个实验是下一个实验的基础。以便提高学生的动手实践能力，让学生扎实掌握基础知识，在知识需要更新换代时，也能够及时跟进，主动应用。在虚拟仿真技术实验演练中，通过设置简单实例，教授学生充分了解网络模拟软件的基础知识和使用方法，然后在亦步亦趋地进行下一个实验项目的攻关。在之前的计算机网络课程教学过程中，由于对虚拟仿真技术的相关知识有了一定的认知，因此，在接下来的流程中，教师更要着重引导学生对虚拟仿真技术的应用和局域网的认知和划分。在此条件下，尽可能让知识学习简单化、直观化，学生也能够在虚拟仿真技术的试验教学中逐步完成教学任务，在得到老师的鼓励和赞扬后，提升了学习的主观能动性和对知识的根本掌握性。

3 虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中应用的意义

当下，在计算机网络课程教学中利用虚拟仿真网络技术为学生设计出虚拟仿真技术的实验和实操场地和环境，能够有效弥补学校师资方面的缺陷和不足。虚拟仿真技术的应用还能够整合教育教学资源，降低了学校的教学设备闲置率，提高了教学设备的使用率。通过使用虚拟仿真技术，引领了学生在计算机网络课程教学领域对专业知识的初步了解和进一步认知，无论是从学生的知识掌握程度，还是对知识的消化吸收和实际应用都具有重要的影响。对培养学生的独立动手动脑行为和创新思维的养成都起着积极的影响。

在计算机网络课程教学的实验进程和实际操作中，教师可以结合教学实际，设计相应的虚拟仿真模型，在虚拟仿真模型中植入学生的认知观点和创新意愿，这么做在培养学生整体把握理论课程的各个知识要点的基础上，还能够培养学生的创新能力和创造意识。在整个教学过程中，教师可以将计算机网络课程教学的知识点整合处理。设订“主线”和“辅线”，延“主线”进行教学，使学生感觉不到知识点的零散；延“辅线”进行教学，使学生的整体学习思路分外清晰。

将虚拟仿真技术在计算机网络课程中应用，可以降低教学成本，提高教学效率。把某些虚拟仿真设备应用到特定的场地和场合进行实际使用，学生在这种方式下会对书本知识和实际操作流程加深印象，在起到理论联系实际的应用效果的基础上，能够为日后更好地使用各种设备夯实理论基础。

将虚拟仿真技术应用于计算机网络课程教学，可以缓解学校师资力量的投入，同时，也能够让学生在计算机网络课程教学中提升学习自觉性和知识掌握程度，为取得先进的教学效果打好基础。综上所述，将虚拟仿真技术应用于计算机网络课程教育教学具有指导性和实践性，非常值得推崇和推广。

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