1、計算機實驗教學論文網絡技術應用論文計算機網絡技術應用論文計算機網絡實驗教學模式分析【摘要】 計算機網絡是一門理論性和實踐性很強的教學課程，單純的課堂理論教學，學生很難掌握網絡原理的精髓。文章分析了網絡實驗教學模式的特點，結合多年網絡教學經驗，提出綜合運用實驗教學方法和手段，改變傳統的計算機網絡實驗教學模式，提高計算機網絡課程的教學效果。【關鍵詞】計算機網絡；實驗教學；網絡實驗；網絡技術計算機網絡是信息時代的物質基礎，網絡技術已經運用到社會生活的各個方面，社會上迫切需要大批熟悉網絡原理與技術，具有綜合應用和設計創新能力的網絡技術人才。計算機網絡技術的特點是理論性和實踐性都很強，學生在學習各種協議

2、和算法的基礎上，必須通過嚴格的實驗訓練，才能真正掌握計算機網絡的內在機理。計算機網絡課程作為計算機專業的高年級課程，不能讓學生停留在使用網絡這一層次上，要讓學生以網絡服務提供者的身份介入網絡，深入了解網絡系統集成的技術內涵，切身體驗網絡系統的組建、管理和維護的奧秘所在，真正理解各種網絡協議的實際運用。計算機網絡實驗內容一般包括網絡原理實驗、網絡操作系統實驗、網絡組建實驗、網絡安全實驗、網絡管理實驗和網絡應用開發實驗，涉及到的硬件結構和軟件結構極其復雜，計算機網絡實驗的硬件環境由若干臺主機、傳輸媒體、調制解調器、交換機和路由器等網絡互連設備構成，軟件環境由運行在主機上的網絡操作系統、網絡數據庫系

3、統、網絡管理系統及網絡互連設備上的軟件系統構成，由此可見計算機網絡實驗相對于計算機專業的其它實驗課程具有一定的復雜性，學生只有通過實驗課程的實踐學習，才能更好地領會計算機網絡的工作原理，從而避免學生在學習計算機網絡課程時僅停留在使用網絡功能上的缺陷。（一）傳統的網絡實驗教學模式計算機網絡技術的興起和互聯的應用引起各高校意識到計算機網絡的理論教學，必須配備相應的實驗課程，才能提高學生對網絡技術的真正掌握，開設計算機網絡實驗課程是對計算機網絡理論教學的重要補充。由于網絡實驗的硬件環境和軟件環境極其復雜，再加上網絡實驗設備的昂貴，限制了網絡實驗課程的開展。傳統的網絡實驗教學模式具有一定的局限性：1.

4、教學內容單一，實驗方法固定。出于對昂貴網絡實驗設備的愛護目的，實驗教師根據網絡實驗室的配備，編寫詳盡的實驗指導教材，學生在實驗教師的指導下，按照實驗步驟，一步一步地完成實驗。比如在網絡組建實驗中，實驗教師把網絡拓撲結構連接好，在實驗指導書中給出詳細的網絡設備配置命令，學生只要按部就班地操作即可得到實驗結果，這樣既耗費了實驗教師的勞動，又可以讓學生不費力、不動腦地完成實驗，學生只是記錄一下實驗過程和實驗現象，提交一份實驗報告而已。這樣的實驗很難讓學生體會到在組建網絡時碰到的意外問題該如何解決，難以激發學生的實驗興趣，降低了網絡實驗教學的質量。2.實驗課上學生仍處于被動學習的地位。傳統的網絡實驗教

5、學中，網絡實驗的硬件環境和軟件環境，先由實驗教師連接配置好，然后實驗教師以授課的形式，向學生演示和講解實驗的操作過程，學生根據實驗老師的指導步驟，完成實驗過程。學生只能按照實驗教師的指導，做一些理論驗證性實驗，學生缺少實驗的動手分析、設計、管理和測試環節，學生處于被動學習實驗的地位，學生在實驗課中的積極性、創造性無法發揮出來。3.實驗的內容不夠完整。計算機網絡實驗教學一般分為兩大部分，一部分是基礎性與驗證性實驗，對計算機網絡理論課程的基本與原理進行模擬與驗證，另一部分是綜合性與設計性實驗，這一部分實驗完全以學生為主體，實驗教師給出實驗條件和要求，整個實驗的設計方案、實驗步驟和過程由學生自己獨立

6、完成。但是由于受到計算機網絡實驗課時數量的制約，綜合性實驗與設計性實驗學生做的較少，網絡實驗室的資源利用效率比較低。（二）虛擬網絡實驗教學模式虛擬網絡實驗采用多媒體技術、虛擬現實技術、網絡設備模擬器和計算機仿真技術完成計算機網絡的相關實驗。虛擬網絡實驗可以改善實體實驗室的時間和空間限制，在虛擬網絡實驗環境下能夠解決因投入不足而無法完成的實驗問題，與傳統的實體網絡實驗室環境相比具有顯著的優點。1.成本低，效率高。計算機網絡實驗設備價格貴，損耗大，實驗成本高，而虛擬網絡實驗中的設備采用軟件模擬，可以反復使用，不存在在損耗問題，針對實驗中的一些問題反復操作進行驗證，降低了設備成本，提高了實驗效率。2

7、.實驗操作方便。虛擬網絡實驗不受時間和空間的限制方便地進行實驗，無論學生還是老師都可以方便地進入網絡虛擬實驗環境，選擇相關實驗進行實驗操作。3.實驗設備安全。對于有些破壞性的實驗如對硬盤的操作、對操作系統的安裝、配置操作、網絡攻擊實驗等在虛擬網絡實驗環境中由軟件模擬實現，因而能夠避免實體實驗室中的組網設備和計算機遭受破壞的局面。4.提高教學效果。利用計算機網絡模擬器軟件、網絡原理動畫效果、虛擬現實等技術能夠實現緩慢過程的快速化或快速過程的緩慢化,使學生加深理解計算機網絡的工作原理。實驗過程的進展、實驗中的數據由實驗者隨意操控，滿足了對網絡原理的驗證需求。計算機網絡虛擬實驗的軟件體系結構一般由三

8、層體系結構組成，即數據庫系統、應用服務器、客戶瀏覽器三部分，采用了瀏覽器/服務器的網絡計算模式，服務器可以在網中的任何位置，運行在任何操作系統上，在后臺處理請求后將處理結果發送給用戶。數據庫服務器采用的是數據庫系統(SQL Server)，這有利于減小大批量數據（如用戶計費數據）的吞吐時間，使整個系統管理規范化，數據的完整性、安全性得到保障。應用服務器端采用可擴展的通用組件對象模型計算模式(COM)，采用分模塊層次結構，多模塊分立，允許系統進行分布式并行處理來提高系統的工作效率。虛擬網絡實驗系統軟件功能很多，實驗的結果取決于該虛擬軟件的完善性，虛擬網絡實驗環境是對實體網絡實驗環境的有效補充，但

9、與實體實驗環境相比，起不到真實的實際動手效果，存在一定的教學效果差距。（三）開放式網絡實驗教學模式開放式實驗教學模式是一種新型的實驗教學模式，目的是改變傳統的實驗教學中存在的缺陷，傳統的實驗教學以傳授知識為中心，而開放式實驗以培養學生的創新意識和創新能力為中心。實行開放式實驗教學，就是要實現從教師為中心向學生為中心的教學觀念的轉化，從單純的知識傳授向培養學生創新能力的方向轉化，從根本上提高實驗教學質量。計算機網絡開放式實驗教學特點：1.實驗教學方法靈活。以學生為實驗主體，實驗教師提出實驗要求，學生根據實驗要求自己設計實驗方案，選擇相應網絡實驗設備，完成實驗過程，整個實驗中實驗教師給予一定的指導

10、和幫助，這種方式學生的積極性和創造性得到極大發揮，學生不再是被動地接受知識，而是主動地用接受理論知識，學生的實驗興趣得到提高，更愿意做些綜合性和設計性實驗。2.實驗教學內容豐富。采用開放式網絡實驗教學，可以多設置些實驗項目，對于基礎性、驗證性實驗設置多個實驗方案，如在局域網組網實驗中，使用總線型和環型兩種拓撲結構組建網絡，從而分析和驗證兩種拓撲結構下的協議，加深對IEEE802.3和令牌協議的理解。對于綜合性和設計性實驗引入網絡工程設計思想，從網絡規劃、網絡設計、網絡實施、網絡測試出發，增加綜合性和設計性實驗，培養學生創新意識和創新能力。3.實驗時間空間開放。采用開放性網絡實驗模式，改變以往的

11、固定時間固定地點的集中實驗方式，學生根據自己的學習時間安排，靈活地進行實驗項目的預約，自主選擇實驗伙伴，在適當的時間內完成相關實驗。這種不限制實驗時間、時間地點的方式使學生不會因為特殊原因而失去做某一個實驗項目的機會，同時也能緩解實驗設備套數不足的壓力。靈活的開放式網絡實驗教學，讓學生根據給定的實驗目的、實驗要求和實驗條件，由學生自己設計實驗方案，確定實驗方法、選擇實驗設備、制定實驗操作步驟，實驗教師只給予一定的指導，完成實驗過程，學生在寫實驗報告時，對實驗結果的分析會有可靠的依據。但是開放式實驗模式增加了實驗室的設備投入和實驗教師的工作時間，要根據計算機網絡課程的教學要求進行合理的組織與實施

12、。計算機網絡課程的教學離不開實驗環節，社會對網絡人才的需求是不僅要求學生能利用網絡更要求學生具有網絡設計和規劃能力。開放式網絡實驗教學模式可以滿足這樣的實驗教學要求，但是開放式網絡實驗室的經費投入太高，加大了實驗成本，而傳統的網絡實驗教學模式又存在嚴重缺陷，必須把三種實驗教學模式有機地結合起來，才能從根本上提高計算機網絡的實驗教學質量。計算機網絡實驗教學的實施分為三個階段進行，即初級階段、中級階段和高級階段。在初級教學階段中，由于學生對網絡實驗環境和網絡實驗設備都不熟悉，采用傳統的網絡實驗教學方式，以實驗教師的教學為主，通過網絡虛擬實驗環境讓學生熟悉網絡的組成設備及注意事項，如實驗教師可以采用

13、Boson Netsim讓學生根據實驗要求繪制網絡拓補結構圖，模擬各種路由器、交換機、連接設備和計算機，隨意搭建實驗環境并對以上設備進行各種配置、試驗和分析。經過虛擬環境的練習，結合實際組網設備，指導學生完成網絡的基礎性實驗。在網絡實驗教學的中級階段，逐步以學生為主導，圍繞計算機網絡原理的核心，開展以驗證網絡原理的相關實驗項目，如先在虛擬網絡環境下驗證RIP、OSPF和BGP等實驗項目，然后再引導學生在實體網絡環境中的驗證。在計算機網絡實驗教學的高級階段，主要以開展綜合性和設計性實驗為主，在這個階段中采用開放式網絡實驗教學模式，以學生為主導實驗教師給出網絡應用要求，讓學生自主設計網絡拓撲結構圖、選擇網絡實驗設備，自己動手連接網絡并進行網絡設備相關參數的配制，并驗證是否達到網絡應用要求。在計算機網絡實驗教學過程中，既要繼承傳統實驗教學的嚴謹性，又要發展現代實驗教學的先進手段，培養學生的創新意識和創造能力，靈活運用適當的網絡教學模式，提高計算機網絡的教學效果，從根本上保證網絡實驗教學的質量。【參考文獻】1李卓偉,李華,徐婷.計算機網絡虛擬實驗教學模式J.實驗室研究與探索