计算机网络教学虚拟仿真技术应用

［摘要］虚拟仿真技术与计算机网络课程的结合，可建立一种虚拟化的数据空间，通过将计算机设备的各类操控信息同步映射到虚拟环境中，以提高教学的实践性。基于此，文章对虚拟仿真技术及相关软件进行概述，指出计算机网络课程教学存在的弊端，虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中的应用以及教学实践进行研究。

［关键词］虚拟仿真技术；计算机网络课程；实践教学

引言

信息技术、通信技术的发展下，社会行业对计算机类人才提出更高的需求。对于承接人才培养的教育院校来讲，则应在课程教育改革基础之上，深度挖掘计算机网络课程的理论价值与实践价值，加大教学资源的投入力度，并应课程教学与社会实践相对接，防止造成教育上的“产能过剩”。虚拟仿真技术的应用，则可将计算机网络课程体系同步映射到虚拟化教学环境中，为学生提供多元化的教学场景，将理论与实践有效的结合到一起，进而培养出学生的学习兴趣。本文则是针对虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中的相关应用进行探讨，仅供参考。

一、虚拟仿真技术及软件概述

虚拟仿真技术是指通过计算机设备来建立相应的数据模型，此类数据我想可精准的运行数据质量，并同比例的呈现出数据在相关网络中的协议。通过网络协议，联络层之间的数据参数匹配，其数据模型仿真形式可完整的表现出定性化的数据结果。将虚拟仿真技术应用到计算机网络课程教学中，可有效将整体课程同步映射到模拟程序中，然后以及相关质量参数的设定，保证教学工作与仿真平台的运行可同步进行。目前计算机网络课程的信息技术实现主要可包含模型建设与实验的两种，通过课程理论与实践的结合和为学生建构立体化的教学环境，保证学生在学习过程中的问题及时得到解决。目前市场上虚拟仿真软件可分为三类。第一，NS2。此类软件属于免费开放式的一种其中间对象是网络虚拟服务器，数据结构用c语言来编程，同时NS2可支持多协议，保证与虚拟终端销量，按照这种模型网络数据互动实现有效的资源整合，进而为整体模拟的环境的建设提供基础保障。第二，OPNET。此类软件建模是采用三种机制对不同网络实现分化式建模，然后通过总线型的网络结构来向用户界面与网络模拟环境中的节点层、进程层等进行有效连接，进而利用模型对网络的多元化运行具有良好的技术性。用户在具体使用过程中，可通过对软件程序的修订来建立多模式的虚拟运营环境，以此来满足不同运行需求。第三，BN。此类软件是以网络拓行图为核心，来将各类网络资源进行结构契合，然后通过将绘制好的网络结构图进行拓展名设定，将其安装在目录程序之下。当系统软件开启时，则程序菜单中的执行质量将自动打开网络拓扑结构，以此来进行网络模拟交换。

二、计算机网络课程教学存在的弊端

（一）理论与实践不对称计算机网络作为一门综合性实践性较强的学科，其理论知识具有一定的抽象性，同时受网络优化更新效率的影响，整个数据传输形式以及各类模块之间的工作机制也存在较大的冗余性问题。整个网络体系在实际运行中，其涉及面与学生知识体系来讲，有很大一部分知识是超出学生的认知，这也将造成网络数据螺旋效果，无法更好地与学生学习需求相结合，学生在理解相关知识点时无法做到深层次解析。此外计算机网络课程的实践性，是要求教师必须对课程知识进行实操讲解，令学生真正理解到理论知识在实践中的应用点，然而在目前大多数计算机网络课程教学中，教师仍以理论知识为主，受到实验设备不足的影响，往往只是教师针对某一类知识点进行自身操作讲解，而并不能使学生真正落实到实践中，这也就导致学生自身的知识体系无法与再有实践性的知识内容形成精准对接。

（二）教学形式单一教学形式的单一，主要是教师在课堂教学中单一化的以某类课本内容为宣讲主体，例如，在课堂上通常以书、课件等为主要教学载体，这样就造成长时间的教学下，学生本身形成一种定向化思维，造成传授知识为固定导向，约束自身的思维创造性。此类单独的以书籍为教学主体，并不符合当前计算机技术的发展态势，不利于培养出学生的创造能力，进而造成学校教育与社会教育相脱节的严重现象，无法为人才的对接提供有效保障。

三、虚拟仿真技术在计算机网络课程教学中的应用

（一）建立虚拟化知识架构平台，提高学生的主观能动性计算机网络课上在开展前需进行理论知识的教导，令学生对整个知识框架进行初步了解，并可充分认识到各个知识点与实践过程的契合性，这样便可建立一种给予抽象性思维的知识框架。虚拟仿真技术的应用则是将此类知识点同步建立起相应的教学实践场景，令整体教学知识点精准的应付到网络模型之中，当学生对理论知识进行初步解读时，我通过模拟化阶段的实操，充分将所学知识的进一步的实验与认证。虚拟仿真所建设的教学环境，可令整个系统程序精准的执行的某一类操控指令，且此类操控程序与预算及设备属于两个独立的系统，即学生在虚拟环境中的任何操作可体现出计算机设备的运行形式，又不会对计算机设备造成任何损害。学生在课堂上操作时，可将自身对知识的理解同步应用到实践操作中，其极大减轻传统计算机实践教学中设备的运行负担，同时可以有效激发出学生自身的主观能动性，令学生的思维能力得到更好的拓展，进而令课程教学本身与学生的理论实现知识提供对接平台。

（二）链接互联网设备，增强教学纠错能力目前，计算机网络实验课程教学中，由于专业中学生基数较大，其对实验器材的需求度较高，间接加大教学经济成本的消耗力度，甚至部分学校在引进教学设备时，由于教育资金的匮乏，无法实现学生与设备之间的一对一，这也就造成在实践教学开展中，往往以小组的形式开展实践活动。此外，教学资源的分配不均，将加大教学负担，对于教师与学生来讲，都将成为一种严重的教育缺失。在虚拟仿真技术的应用下，通过软件来建构出一个具有模拟性的教学环境，例如NS2、OPNET教学仿真软件等，其可精准的模拟出各类网络运行环境，将通信设备、信息交换设备等进行资源整合，然后通过设定相对接的关联参数，对学生的各项操作行为进行基于数字化、信息化的监控，当学生在实际操作时，如某一项操作行为出现错误的话，则虚拟仿真环境内的数据采集系统以及分析系统，将自动对此类参数存在的异常行为进行分析，并实时传输到虚拟交互界面中，令学生清楚的认知到自身在实际操作中所面临的问题。学生在此类教学的有效规范下，可进一步加强理论知识与实践知识的契合度，深度解析出理论知识点与实践操作中存在的偏差性，进而提高学生独立解决问题的能力。此外，通过虚拟仿真技术与计算机网络设备的互联，可有效摆脱传统计算机课程理实一体化教学中存在的局限性，且此类模拟平台的建设与应用也将打破时间、空间的壁垒，只需要计算机设备安装相应的教学软件，便可建构一个虚拟场景，以此来为学生提供实际操作的空间，为学生规范化知识体系的养成奠定基础。

四、教学实践

虚拟仿真技术在计算机网络课程中的应用，可有效解决教育资源不足、理论与实践不匹配的现象。例如，在Python代码书写的教学过程中，由于此类Python规则具有一定的空间存储、效率运行等方面的优势，可有效提高系统运行性能，但在实际书写过程中，由于本身序列性较强，长数组的模式将加大学习繁琐度。通过虚拟教学场景的建设，可令学生所处的虚拟环境精准的映射出与计算机设备运行的各类相关程序，这样一来，在代码编写过程中，既可通过仿真环境，将学生所编写的各类程序指令同步显示到数据模型中，同时可将程序中的数据序列进行有序排列，分离出不同的数据种类，学生可通过代码的实时罗列效果，来分析出不同代码之间的组合变量，以此来更好的通过仿真模式，来深度了解专业内容。在NAT资源配置教学时，此类教学内容主要是对网络地址的空间转换方法，内容本身具有一定的抽象性，其必须令学生进行实际操作，只有这样才可深度了解到每一类理论知识的应用点。通过虚拟仿真环境的建设，可在既定的网络拓扑结构下设定一个关联程序，并将其网络协议地址进行私有化更改，以虚拟环境为映射点，将具有静态性的NAT实现内外网之间的转换，这样就可建立起一个内网与外网相结合的拓扑结构，而不会对计算机设备造成影响，同时，学生在实际操作中，可对虚拟环境中的参数进行指令更改，然后依据参数修改后网络结构的改变形式，充分了解到指令参数在不同状态下的结构呈现，进而令学生对知识进行深度了解。结语综上所述，计算机网络课程中虚拟仿真技术的实现，可将计算机设备的各类运行行为同步映射到数据模型中，学生在此过程中，则可通过对虚拟环境中的操作，来对自身的理论知识进行认证，其对于实践性较强的计算机网络课程来讲，可有效为学生理论知识点与实践搭载一个实现平台，提高学生的实践能力。

参考文献：

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［4］刘斌．虚拟化技术在高校计算机实践教学中的应用分析［J］．湖北开放职业学院学报，2020，33（6）：140－141．

作者：吴凯 单位：南京信息职业技术学院