導語：如何才能寫好一篇計算機網絡仿真技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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針對計算機網絡課程實踐教學中存在的問題，提出利用仿真技術對《計算機網絡》課程實踐教學改革建議。通過具體實驗演示仿真技術在計算機網絡課程實踐教學中的應用，通過陜西國際商貿學院一年的教學實踐，加深了學生對網絡工作原理、復雜的技術概念的認識和理解，培養了學生解決實際計算機網絡問題的綜合能力，教學效果提升顯著。同時仿真技術有效改善了計算機網絡課程實踐教學中存在的如資金短缺和設備更新較慢、實驗效果差等問題。

【關鍵詞】計算機網絡 實踐教學改革 仿真技術

cisco packet tracer是世界排名第一的網絡設備制造商cisco公司的網絡仿真軟件，為學習網絡原理與技術、網絡項目設計和配置，以及網絡故障排除等提供一個可視化可交互模擬環境，使用者可以在圖形用戶界面上直接使用拖拽的方法建立網絡拓撲結構，并使用圖形配置界面或命令行配置界面對網絡設備進行配置和測試，也可以在軟件提供的模擬模式下觀察數據包在網絡中行進的詳細過程，進行協議分析等。其最大的優點是采用動畫方式表現網絡協議過程和數據封裝，這對學生進一步理解網絡的工作原理、復雜的技術概念和體系結構有很大幫助，使實驗更直觀、更靈活、更方便。cisco packet tracer也有利于教師進行教學設計，可以用來模擬多種網絡環境，依據“計算機網絡”課程實踐教學的教學內容，用仿真軟件虛擬實驗中用到的實際設備，給學生呈現真實條件下的實驗情景，按實驗要求設計完成計算機網絡實驗。cisco packet tracer是免費軟件，有良好的開放性和可擴展性。

2 仿真實現

以路由器靜態路由的配置為例，來說明仿真軟件cisco packet tracer在網絡實踐課程教學中的應用。某公司有4個部門，分別建立了4個局域網，要求建立4個IP網絡，并通過3個路由器將這4個網絡互連。要完成網絡的互聯只需要保證每個路由器有正確的路由表。

2.1 網絡拓撲

規劃網絡拓撲結構及IP如圖1所示。

2.2 參數配置

2.2.1 配置計算機

在每個網絡里面選取一臺計算機，單擊“計算機圖標”打開“配置窗口”選擇“桌面”配置好IP地址、子網掩碼、默認網關如圖2所示。

2.2.2 配置路由器

靜態路由配置

單擊”路由器圖標”打開“配置窗口”選擇“命令行”如圖3所示。

Router1命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 10.0.0.4 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 20.0.0.7 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 30.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.9

Router（config）#ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.9

Router2命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 20.0.0.9 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 30.0.0.2 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.7

Router（config）#ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.1

Router3命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 30.0.0.1 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 40.0.0.4 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2

Router（config）#ip route 20.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2

2.2.3 驗結果處理與分析

配置完成后，任意選取網絡中的兩臺計算機，相互ping 對方的IP。如果可以ping 通如圖4所示，則說明配置正確。如果ping不通如圖5所示，則先查看路由表、RIP、OSPF配置等信息，找出問題，修正后重復ping測試過程。

仿真軟件模擬出來的實驗效果和真實的實驗環境非常相似，計算機網絡課程涉及的技術容更新很快，實驗設備昂貴，很多院校達不到及時更新的條件，cisco packet tracer仿真軟件中可選擇的設備很多。

3 結束語

本文針對《計算機網絡》課程教學中存在的理論抽象，實驗設施更新不及時等不足，使用虛擬仿真軟件進行該課程實踐教學改革。分析了課程教學中使用仿真軟件的優勢，結合典型的路由器配置教學案例詳細介紹了仿真軟件在網絡課程教學中實現，通過一年多的教學實踐證明基于仿真技術的網絡類課程實踐教學改革有效的加深了學生對網絡協議、網絡工作原理、復雜的技術概念的認識和理解，培養了學生分析網絡問題和解決實際計算機網絡問題的綜合能力，通過生動、直觀的方式增強了學生學習網絡課程的積極性和學習興趣，教學效果提升顯著，同時仿真技術有效改善了計算機網絡課程實踐教學中存在的如資金短缺和設備更新較慢、實驗效果差等問題。

作者簡介

郭靜（1976-），陜西省西安市人。碩士學位。現為陜西國際商貿學院信息與工程學院講師。主要研究方向為高等教育、網絡應用。

袁春萍（1978-），陜西省渭南市人。碩士學位。現為陜西國際商貿學院信息與工程學院講師。主要研究方向為高等教育、網站建設與網站管理。

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關鍵詞 計算機仿真技術 網絡技術 醫學機能實驗 應用

一、計算機仿真技術和網絡技術相結合是實現醫學機能實驗的關鍵技術

與傳統醫學機能實驗手段相比，利用計算機仿真技術和網絡技術相結合的醫學機能虛擬實驗具有實驗內容的豐富性、實驗過程的完整性和實驗結果的及時性、直觀性。由于模擬仿真醫學機能實驗無需相關實驗器具，無需實驗準備即可引導學生理解實驗的操作步驟以及實驗效果，可以作為機能學實驗教學的一個有益補充。對教師而言起到輔助教學的作用，對學生而言，則起到對所學知識的理解和強化作用。

（一）計算機仿真技術的發展為醫學機能仿真實驗提供了必要的技術條件

（1）仿真技術：仿真就是對現實系統的某一層次抽象屬性的模仿。我們利用這樣的模型進行試驗，從中得到所需的信息，然后幫助我們對現實中的某一層次的問題做出決策。仿真是一個相對概念，任何逼真的仿真都只能是對真實系統某些屬性的逼近。

（2）傳統的仿真方法：是一個迭代過程，即針對實際系統某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設態勢（輸入），進行試驗，由試驗者判讀輸出結果和驗證模型，根據判斷的情況來修改模型和有關的參數。如此迭代地進行，直到認為這個模型已滿足試驗者對客觀系統的某一層次的仿真目的為止。

（3）計算機仿真技術：即是利用計算機進行仿真實驗，也稱為仿真機。從70年代末起，應用大規模集成電路計算機的發展，各種專用和通用仿真機得到極大普及和推廣。隨著計算機技術的迅猛發展，人們在綜合集成數字仿真和模擬仿真的優勢的基礎上，設計出在更高層次上的數字模擬混合仿真機，在一些特定的仿真領域內，這種智能仿真計算機機和高層次的數字模擬仿真機都取得令人鼓舞的成果。

（4）計算機仿真系統構成：為了建立一個有效的仿真系統，一般都要經歷建立模型、仿真實驗、數據處理、分析驗證等步驟。為了構成一個實用的較大規模的仿真系統，除仿真機外，還需配有控制和顯示設備。

（5）醫學機能虛擬實驗（仿真系統）：隨著現代醫學的不斷發展，對醫學工作者提出了更高的要求，即不但要掌握人類已知醫學領域的醫學知識，也要具備解決未知醫學問題的能力，即創新能力和科學實驗的能力，而實驗學科在醫學學生能力培養中起著至關重要的作用。現代機能實驗學把生理學、病理生理學和藥理學實驗有機的融合在一起，成為一門獨立實驗學科。醫學機能實驗課程以活體為主要實驗對象，以正常生理功能——疾病生理——藥物作用為主線，把機體的不同功能變化通過實驗設計有機的聯系起來。醫學機能實驗中，部分實驗具有操作難度大、實驗具有一定危險性，實驗成本高等問題。譬如：醫學機能學中研究藥物對動物記憶的影響、安定的抗驚厥作用、杜冷丁的鎮痛作用、神經體液因素及藥物對心血管活動的影響、藥物急性毒性實驗、藥物半衰期的測定等實驗就存在一定的危險性，實驗操作難度大等問題。我們利用計算機仿真技術，則可以在很大程度上解決目前醫學機能實驗中所面臨的這些困難，并取得良好的教學實驗效果。由于模擬仿真實驗無需相關實驗器具，無需復雜的實驗準備即可引導學生理解實驗的操作步驟以及實驗效果，因此醫學機能虛擬實驗與傳統醫學機能實驗有機整合，既豐富了實驗教學手段，又提升了教學質量，有助于培養學生的實踐操作能力、創新精神和科研興趣。

（二）網絡技術的飛速發展為計算機仿真技術在醫學機能中的應用提供了廣闊前景

（1）網絡技術：網絡技術是從上世紀六十年代末美國國防部遠景研究規劃局為軍事實驗用而建立的網絡，名為ARPANET，八十年代初期ARPA和美國國防部通信局研制成功用于異構網絡的TCP/IP協議（網際傳輸控制協議），并投入使用；1986年在美國國會科學基金會的支持下，用通信線路把分布在各地的一些超級計算機連接起來，以NFSNET接替ARPANET；進而又經歷十幾年的發展形成Internet（互聯網）。其應用范圍也由最早的軍事、國防機構，拓展到科研教育機構，進而迅速覆蓋了全球的各個領域。網絡把分散的資源融為有機整體，實現資源的全面共享和有機協作，使我們能夠透明地使用資源并按需獲取信息。 網絡可以構造全球性和區域性的網絡，有廣域網、城際網、企業內部局域網等。網絡的根本特征就是實現資源共享，消除信息孤島。

（2）網絡的關鍵技術：網絡結點、寬帶網絡系統、資源管理和任務調度工具、應用層的可視化工具。網絡結點是網絡計算資源的提供者，包括高端服務器、集群系統、MPP系統大型存儲設備、數據庫等。寬帶網絡系統是在網絡計算環境中，提供高性能通信的必要手段。資源管理和任務調度工具用來解決資源的描述、組織和管理等關鍵問題。任務調度工具根據當前系統的負載情況，對系統內的任務進行動態調度，提高系統的運行效率。網絡計算主要是科學計算，它往往伴隨著海量數據。如果把計算結果轉換成直觀的圖形信息，就能幫助研究人員擺脫理解數據的困難。這需要開發能在網絡計算中傳輸和讀取，并提供友好用戶界面的可視化工具。

（3）網絡技術在醫學機能虛擬實驗中的運用：實驗設備功能雷同的實驗室，造成了實驗場地、儀器設備、實驗技術人員等教學資源的極大浪費。而通過網絡技術將醫學機能虛擬實驗機聯網組成醫學機能虛擬實驗室，既實現醫學機能信息資源的共享，同時也大大降低了實驗成本。教師利用網絡技術可以方便地為一個班或幾個班的學生演示和操作醫學機能實驗，大大提高了教學效率，而學生同樣可以利用網絡中的醫學機能虛擬實驗機跟隨教師的演示進行實驗操作，對提升學習效果也有一定的幫助。

二、計算機仿真技術和網絡技術在醫學機能虛擬實驗中的應用

（1）醫學機能虛擬實驗系統是采用計算機虛擬仿真與網絡技術相結合，運用服務器和客戶端的構架模式，涵蓋了目前大部分醫學機能學實驗而建立的模擬仿真系統。包括生理實驗項目、藥理實驗項目、病理實驗項目、人體實驗項目以及綜合實驗項目等。隨著醫學機能仿真技術的發展，利用計算機技術和網絡技術也便于對醫學機能虛擬系統進行擴充和升級，這樣可確保醫學機能虛擬實驗系統的長期生命力。

（2）醫學機能虛擬實驗均應包括該機能實驗的總體介紹、原理、相關實驗錄像、模擬實驗過程、仿真實驗操作等部分。全方位介紹了整個實驗，既注重整體，也著眼于細節，便于學生對實驗操作的充分理解和掌握。譬如利用血壓波形的核心模擬算法，對每一個波形的模擬都如此逼真，比如血壓模擬，不僅模擬出每個血壓波形的細節：收縮期、舒張期、心房波等，而且連二級呼吸波也進行了逼真的模擬。并且將刺激強度與反應的關系，刺激頻率與反應關系等實驗波形和肌肉收縮圖形同步反映。為學生進一步理解和掌握書本知識提供有益的幫助，大大提高學生的實踐操作能力。

（3）由于采用客戶/服務器的體系結構，并通過網絡將醫學機能虛擬實驗機連接在一起組成醫學機能實驗室，并在校園網范圍內進行教學和實驗，既方便教師教學，又方便學生的實驗操作，最大限度地合理使用學校有限的教學資源。以我校的實際應用為例：首先我們將醫學機能虛擬實驗系統安裝到教室里的教學用機上，教師可以在進行醫學機能學方面教學時，通過學校的校園網絡在任何一間教室都能很方便地使用醫學機能虛擬實驗中的資源和信息，極大地提升了醫學機能學的教學效果，也充分激發了學生的學習積極性。同時我們在學校計算機機房內集中安裝組成醫學機能虛擬實驗室，學生可以在教師的指導下進行醫學機能虛擬實驗操作，通過虛擬實驗，將一些平時不具備實際操作條件的醫學機能實驗過程完整地展示給學生，不僅能加深學生對醫學機能學知識的認識和掌握，更能在一定程度上提高學生的實踐操作能力。

三、醫學機能虛擬實驗在衛生職業學校實驗教學中的前景展望

（1）由于醫學機能虛擬實驗無需實驗動物，無需實驗準備即可幫助學生理解實驗的操作步驟以及實驗效果，可以作為醫學機能學實驗教學的一個有益補充。對教師而言起到輔助教學的作用，對學生而言，則起到加強知識的理解和強化作用。

（2）通過醫學機能虛擬實驗系統對醫學機能學的背景知識、實驗設備的用途、原理和操作進行大量的介紹，既開闊了學生的視野，又為學生進行探索性實驗以及自主性設計實驗提供了新的科學指導。

（3）醫學機能虛擬實驗還可以對相關醫學知識進行模擬介紹，譬如信號采集的原理和性能指標，傳感器原理及各種傳感器介紹，試驗試劑的配置，手術器械的介紹等。極大地豐富了學生的知識面，對他們今后的學習工作都起到很好的幫助作用。這也是我們傳統醫學機能實驗由于受實驗場地、實驗儀器、實驗經費等的局限所不能實現的。

參考文獻：

[1]赫培峰等.《計算機仿真技術》.機械工業出版社

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關鍵詞：路由；交換；實踐教學；計算機網絡

中圖分類號：TP393.02-4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2011) 23-0000-01

Routing and Switching Technology Practice Teaching Research and Implementation

Tang Jinghua

(Wuwei Vocational College Department of Electronic and Information Engineering,Wuwei 733000,China)

Abstract:"Routing and switching technology"is a very practical computer network course.This paper studies the curriculum practice teaching reform train of thought,put forward"routing and switching technology"course teaching content settings,and gives the complete teaching task specific method.On the cultivation of computer network applied senior specialized talents is of great significance.

Keywords:Routing;Exchange;Practice teaching;Computer network

一、計算機網絡專業的教學特點

計算機網絡是計算機技術與通信技術密切結合的綜合性學科，也是計算機應用中一個重要領域。網絡技術已廣泛應用于各行各業，網絡技術已成為計算機網絡專業及計算機相關專業學生所必須掌握的知識。

《路由與交換技術》課程是網絡工程專業的核心專業課之一。隨著計算機網絡技術的迅速發展和廣泛應用，《路由與交換技術》課程的教學面臨著新的、更高的要求。該課程教學目的旨在使學生能夠學習和掌握計算機網絡的組建、協議配置、局域網標準及主流局域網、網絡互連、廣域網接入技術等，同時要求學生具備基本的網絡規劃、設計的能力和基本的組網技術。

《路由與交換技術》課程實踐性、綜合性強，教學難度大，要求課堂教學與實踐環節緊密結合，在教學工作中盡可能結合實際網絡進行。實驗教學的目的是為了使學生在課程學習的同時，通過一個實際的計算機網絡環境操作，加深對數據鏈路層和網絡層中各種知識的理解，如交換機、虛擬局域網、路由器等網絡理論知識進一步理解與掌握，培養學生具有網絡安裝、設計、配置等方面具體的實踐操作能力[1]。該課程的實踐教學是培養掌握網絡理論和應用技術知識，適應時代需要的高素質人才的重要環節。

二、計算機網絡實踐教學現狀

計算機網絡專業實驗對軟、硬件環境的要求較高。因交換機、路由器硬件設備等更新速度較快，價格又比較昂貴，使得實驗設備很難跟上網絡技術發展速度，因此實驗難度較大，在具體教學過程中因所涉及的新穎的、面向實際應用的教學實驗因缺乏必要的硬件條件而無法實現。導致多數學校偏重理論教學，實踐教學環節顯得很薄弱。

三、計算機仿真與真實實驗相結合是提高實踐教學效果的有效方法

將仿真技術應用于實踐教學，完成實驗室里難以實現的實踐教學內容，是對真實實驗的模擬、延伸和強化，為學生掌握組網技術打下堅實基礎，極大地提高了計算機網絡實驗的教學效果，也拓寬了實踐教學的新思路。計算機仿真是一種強有力的輔助教學工具，利用計算機仿真技術增強了學生動手實踐的能力，使教學環節生動形象。計算機仿真技術在《路由與交換技術》課程教學中的應用，改變了實驗教學的被動狀態，學生通過自身與計算機仿真環境的相互作用獲得知識和技能，充分挖掘實驗的潛能，改善實踐教學的環境。仿真科學技術將勢必成為現代教育的重要手段。

雖然計算機網絡仿真技術解決了計算機網絡專業課程理論教學難題，增強了實踐教學的力度，但不能完全依賴計算機仿真實驗而取消真實的實驗室實驗。仿真實驗是畢竟是虛擬環境，它的處理是理想的，但因缺少實物感，像交換機、路由器、調制解調器等網絡設備種類多、型號也多，各自的配置方式也有所不同，網絡設備接口、模塊也多種多樣，在仿真實驗中學生也是無法看到。它只能作為在具體實踐教學中，由于實際能提供的設備與完成實驗所需存在較大出入時的一種輔助手段。因此在網絡實驗的具體實施中，應該虛實結合。《路由與交換技術》課程的基本實驗采用真實網絡設備，讓學生在真實環境中操作進行，讓學生對相關設備或網絡環境有親身體會，印象深刻。

四、結束語

本文從計算機網絡專業實踐教學的特點與要求著手，合理地選擇《路由與交換技術》課程的實踐教學內容，通過改進實踐教學方法，逐步形成完善的實踐教學體系，在實踐教學環節中不斷研究、探索和改進，對培養計算機網絡應用型高級人才具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1]付學峰,劉有珠.計算機網絡課程實驗教學探討[J].南昌工程學院學報,2008,2:59-60

[2]陳正權.高職院校計算機網絡課程教學的改革與實踐[J].赤峰學院學報(自然科學版),2009,25:12

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[關鍵詞]計算機仿真 計算機模擬 虛擬

中圖分類號：U73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）46-0235-01

隨著計算機技術和網絡技術的飛速發展， 計算機仿真技術和虛擬現實仿真在各行各業得到了廣泛應用， 使用計算機進行仿真的研究和應用也是如火如荼。計算機仿真 （Computer Simulation）又稱計算機模擬 （Computer Analogy）， 它是分析和研究系統運行行為、揭示系統動態過程和運動規律的一種重要手段和方法， 是系統仿真的一個重要分支。系統仿真就是建立系統的模型，并在模型上進行實驗的過程。系統仿真技術實質上就是建立仿真模型并進行仿真實驗的技術。因此， 通俗的說， 計算機仿真就是指在實體尚不存在、或者不易在實體上進行實驗的情況下， 對考察對象進行建模， 然后通過計算機編程考察對象在系統參數以及內外環境條件改變的情況， 達到全面了解和掌握考察對象特性的目的。本文主要在介紹計算機仿真技術的基礎上， 談談計算機仿真技術的應用。

1、計算機仿真技術的綜合概述

1.1 計算機仿真技術的定義

計算機仿真系統是建立在現實理論和相關技術的基礎之上的，其中包括信息處理技術、計算機技術以及控制理論、仿真理論等。它是以計算機為載體，以其他物理設備為主要工具，通過建立仿真模型對現實系統進行動態試驗，并結合相關學科知識和信息資料對動態試驗的結果進行分析和研究，以此對抽象問題做出決策。計算機仿真技術已經成為一門新的學科，是利用計算機技術和仿真理論來研究問題對象的重要技術手段和方法。

1.2 計算機仿真技術的發展

自從計算機仿真技術誕生以來，就受到世界各國的廣泛關注和高度重視。它是以計算機為基礎，根據問題對象的實際要求，建立真實的數學模型，并將其轉換成仿真模型。在不同的決策問題下，利用計算機系統來演示運行狀態，從而將抽象問題真實地展現在計算機系統顯示器上，它涉及計算理論、控制理論以及各種實際系統的專業理論知識，并且綜合多學科領域的一項綜合性技術。當前，計算機仿真技術在國防、能源、交通、航空航天等軍事領域和其它領域得到廣泛的應用。計算機仿真技術起源于美國，后來被多個國家引進和推廣，并且將該項技術列為國防軍事重點發展的關鍵技術，由此可見，計算機仿真技術在現代科學技術領域中的地位和作用。

2、計算機仿真的步驟及關鍵技術

計算機仿真的步驟一般為：（1）建立數學模型。應考慮觀測數據的表達和專家的經驗，利用各種手段對計算機進行分析，建立一個特有的數學模型。（2）數據模型的程序化。利用先進的自動編程軟件，進行交互操作，完成數據模型的程序化。（3）仿真實驗。在仿真實驗之前，應提前設置一套詳細的實驗方案，根據具體的要求進行仿真模型的運行，以達到實驗的效果。

目前，計算機仿真計算的關鍵技術主要包括：（1）智能仿真。通過先進的科學技術，把人類的思維行為植入整個仿真過程中，以知識為核心進行不斷的研究、開發，使人工智能和仿真技術有機的結合起來，仿造出與現實相近的景物和物體，以滿足現代人們生活的需求。（2）面向對象的仿真。由人們的主觀意識，通過功能設計研究開發，整合為圖片、動畫，以實現對象能夠清楚的獲取信息，引起系統的活動。（3）人機和諧仿真。從可視化仿真、虛擬仿真和多媒體仿真多個角度反應出計算機仿真的實際作用。（4）分布交互仿真。利用現代計算機網絡技術可實現多方面仿真設備的互連，使時間與空間相互的配合，以達到一種虛擬的仿真環境。

3、計算機仿真技術應用

計算機仿真技術首先在軍事領域得到應用的，目前，它在軍事和民用領域得到了廣泛的應用，以下我們主要討論其應用的幾個主要方面：

3.1軍事領域。主要運用在虛擬戰場、戰場的戰術使用訓練、戰場評估、武器對抗效能評估等。目前這方面的仿真軟件有國內神州普惠的 DWK。

3.2航空航天領域。主要仿真對火箭發射、衛星釋放、太空行走、嫦娥登月等計算機仿真試驗。

3.3教學領域。如通過計算機網絡試驗仿真和教學試驗仿真可以讓學生通過觀看網絡運作動畫、分析網絡性能結果和設計簡單網絡實體，更容易、深入地理解網絡協議和算法的復雜行為，收到更好的教學效果。

3.4工業制造行業的仿真。如機械加工過程，是機械行業進行生產的基礎。利用計算機仿真，有助于發現其機理，為提高機械加工性能提供理論支持。主要包括：汽車制造是機械行業、齒輪設計方面、磨削方面、故障診斷、在疲勞壽命判斷、于刀具設計、微鉆頭設計、滲碳層濃度分布、含間隙機構、空調制冷系統的研制和包裝機械的開發等。

3.5氣象預測領域。這是一個典型的無法進行物理模型試驗的領域，計算機仿真技術成為氣候變化、氣候預測的唯一手段。

3.6社會系統仿真。利用仿真技術可有效的分析我國人口的浮動對社會造成的影響。

3.7醫學領域的仿真。計算機仿真技術以應用與醫學領域，通過具體的模型，進行模擬操作，可實現手術科學化、精確化，服務于民。

3.8經濟管理領域。通過搜集各地方財政收支、股市等運行情況，進行系統化分析，通過計算機仿真技術，可實現國家經濟的宏觀管理。

3.9城市建設領域。利用計算機仿真技術可實現城市建設領域的仿真，使人們更好的了解當地交通運行情況，進而實施有效的規劃。

4、結語

隨著計算機技術的不斷發展，計算機仿真技術在未來的發展道路上將進一步完善和提高，這是計算機仿真技術發展的必然趨勢。因為，仿真技術是以計算機為基礎，加上計算機技術和通信技術的相互融合，進一步促進了社會現代化、信息化發展，在此基礎上，計算機仿真技術必將得到飛速發展。由此可見，計算機仿真技術的應用領域不斷擴大，而且應用效果越來越好，必將成為當今計算機領域發展的新面孔。

參考文獻

[1] 張芹. 計算機仿真技術在教學中的應用探討[J]. 科協論壇（下半月）. 2008（03）

[2] 龔小剛. 計算機仿真技術及其應用[J]. 硅谷. 2008（16）

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關鍵詞：NS2網絡仿真軟件；計算機網絡；教學

中圖分類號：TP391.9

信息技術在當展迅速，在社會發展中扮演著重要的角色，熟悉并掌握計算機技術成為了當代社會對現代人的基本要求，因此，基本上各大高校都開始了相應的教學課程以教授計算機網絡知識。在教學過程中，教師利用這個模型可以向學生們展示所學知識中有關的計算機原理與相關算法，化抽象為具體，生動形象的將網絡展現在學生面前，不僅激發學生學習的積極性，也促進了教學的進行。

1 NS2網絡仿真軟件的介紹及應用優勢

1.1 相關介紹

NS2是眾多網絡仿真工具中的一種，其面向的是網絡協議方面的性能，同類的OPENT由于運行費用比較高，常應用于商業。NS2網絡仿真軟件是以開源為基礎的多協議網絡模擬，其特點是面向具體對象與驅動時間離散，模仿的是網絡的運行情況。經過長期的發展，NS2網絡仿真軟件得到了不斷地改進，正逐步完善。

1.2 應用優勢

1.2.1 各種各樣的組件模塊。在NS2網絡仿真軟件中有各種各樣的組件模塊，即大量的節點、各種協議以及鏈路的延遲接點等，不要求拓展NS2，只用稍微的做一點修改或準備好一個腳本即可，在教學過程中應用會比較的方便簡單。

1.2.2 化抽象為具體的動畫。如果只是抽象的講解計算機知識是很空洞的，但是有動畫的輔助，過程會變得簡單很多，教學過程也會變得生動有趣。

1.2.3 知識的深度與廣度得到了擴展。運用NS2網絡仿真軟件輔助教學，學生能自主的安排自己的學習時間，不用擔心大課堂的限制，可隨時根據自身需要重點學習自己薄弱的地方，隨心地選擇自己要攻克的實驗內容。

2 NS2網絡仿真軟件的特點

2.1 靈活性

學生可在NS2提供的平臺上選擇自己的喜歡的網絡環境，設置相應的參數，就不用擔心數據丟失方面的問題出現了，因為NS2網絡仿真軟件提供監控和跟蹤的功能，可記錄操作過程中重要的步驟，對結果進行分析和再現結果都是很簡單，在真實的網絡壞境中我們很難享受到這種靈活性。

2.2 開放性

由于開發代碼的公開性，NS2平臺上的源代碼具有開放性的特點，通俗一些說就是大眾化。每一個使用者都有獲取和使用源代碼的權利，并且可以在使用過程中修改源代碼。NS2的這一特點大大的方便了使用者獲取網絡教學資源以及實驗資源。除此之外，NS2網絡存在的形式是圖書館，在被各大高校引入的時候，其性質就是龐大的數據庫，其中有很多免費的資源，包括一些教學案例、經典演示方案，教師和學生可以根據自己的需要隨時取用。

2.3 擴展性

NS2使用兩種語言編譯的，各自有不同的作用，其內容有時候也會發生變化。有能力的同學可在使用過程中依不同的需求編程新的協議以擴展出新的功能為自己服務，因為NS2有很強的擴展性。

3 實現NS2網絡仿真軟件的原理

NS2軟件將很多經常用的網絡協議內容與鏈路層模型存在C++類庫里，軟件的管理者可以利用這些數據建立一個完善的網絡模型，使用者可以通過建立起來的網絡模型看到計算機網絡壞境中每個細節內容。下面是對NS2網絡仿真軟件進行實際模擬時的工作原理介紹。第一，我們應該了解，NS2軟件的編程語言共有兩種，一是OTCI語言，還有是C++語言，其中，字節的處理主要通過C++語言，因為其對字節、報頭等的處理速度比較令人滿意，此外，由于模擬協議不需要短時間運行完成工作，C++語言滿足所需條件的同時，編寫完成后的軟件具有較好的性能。從另一方面來說，組織建立環境的研究、性能配置參數的決定、性能優化參數的決定是軟件設計的關鍵環節。[1] 大多數的軟件編程員和網絡研究人員都希望能在最短的時間里完成一個軟件工程，開發出既實用又方便修改的軟件，這需要花大量的心思考慮計算機環境的時間設置上。針對這一問題，OTCL語言就有了更大的優勢，OTCL語言能輕松出色的完成這個工作。

4 應用案例舉例

在計算機網絡教學過程中，NS2具有很強大的作用與價值，一方面使用者可以利用這一款軟件對原本做好了但還不是很滿意的協議進行修改，開發出各方面滿足要求的協議等；另一方面，這款軟件還能對剛完成的協議進行驗證，測試新協議是否滿足要求。

場景假設：信息制作者C與信息接受者D正在通過一個具體計算機網絡軟件（多媒體應用程序）傳遞著數據。我們規定，該多媒體技術通信功能的實現是通過UDP器完成的，在一切程序都準備好了以后，C和D之間的協商自動的進行，與此同時，有五個不一樣編碼與0，1，2，3，4共五個刻度值進行著信息的傳遞，當然，傳遞過程中具體用到的刻度值是根據所處的環境與條件決定的，網絡的延遲程度是其中一個很重要的參考因素。以上提到的網絡設定環境是通過編碼建立起來的，除此之外，想要實現對網絡環境的監視與檢測，在必要時可建立一個數據包專門用來監視網絡環境。我們設定一個周期為一個小時，意思就是在一個小時之后，我們建立的數據包會將一個監視報告提供給我們，也就是說如果在一個周期以后我們建立的用于監視的數據包丟失了，這時我們可以評定網絡環境是擁堵的，最簡單的解決方法就是C和D根據具體的情況適當的降低信息傳遞過程中所采用的刻度值，以緩解網絡擁堵這個問題。相反的，如果我們建立的用于監視的數據包在一個周期以后，準時地將相應的檢測報告返回給我們，我們就可以評定此時的網絡環境是良好的，C和D進行信息傳遞的條件參數就可以繼續使用，無需改變。從這個假定的場景中，我們可以很清楚的看到，扮演數據流角色的UDP在運行過程中必須隨時的準備處理信息傳遞時應用層所需的數據，但是現今存在的并使用的大多數UDP數據處理器都是有且只有一個處理頭棧，在實際運行過程中往往難以滿足大流量數據處理所需的條件，導致運行中斷無法順利完成任務，由此可見，改進正在使用的UDP是極其有必要的，改革勢在必行。原理解釋到這里，基本情況已經交代完了，可以開始正式運行試驗內容，在上文所提到的種種前提下，在運行過程中，學生就得親自動手進行實際操作了，考慮怎么運用C++語言編譯一個包括數據接收過程和數據傳遞過程的軟件，分清二者差別，注意語法的正確使用，另外，積極思考如何改進UDP以使其能滿足上文所設定的場景中的大量數據同時處理的要求，進一步完善UDP，這是極其有意義的。在最后的實驗中，教師可以給學生留一份作業，根據所學知識設計出一份拓撲圖，這份作業的目標是能成功的對計算機程序的各種性能進行運行測試。

5 結束語

通過前對NS2網絡仿真軟件各方面知識的相關介紹，我們可以清楚地看到，NS2網絡仿真軟件可以針對課本中的計算機網絡知識建立出一個形象生動且具體網絡模擬環境，是抽象的計算機知識具體化，乏味的教學課堂興趣盎然。總而言之，NS2網絡仿真軟件被引入到計算機網絡知識教學中是勢在必行的趨勢，我們應該報以積極的態度。

參考文獻：

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篇6

【關鍵詞】計算機網絡 創新教學 思科模擬器

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）17-0048-03

計算機網絡課程不僅是計算機類專業的必修課程，也是信息類、電子類、通信類專業學生必須學習的課程。對計算機網絡課程的學習，多數老師和學生普遍認為面授不可或缺，但實踐操作更為重要，對于服務器配置、組網、安全技術等部分一定要通過現實操作、實踐動手才能真正掌握，學生必須從實踐操作中才能真正掌握網絡技能，并在今后的工作中學以致用。但目前的教學情況多數是以課本的理論知識為主，實驗實踐課時數較少。究其原因，主要是很多院校由于資金支持不足，沒有建設網絡設備先進的實驗室，或是設備的數量達不到教學需求，導致現有的實驗教學環節沒能起到應有的作用。學生不能掌握實際操作能力，在創新探索上就不能有好的建樹。對于計算機網絡這種有著廣泛應用、具有很強實用性、知識理論復雜、實踐性很強的課程，研究出一套理論知識與實踐教學相輔相成的教學方法，具有重要的意義。為此，本文擬對思科模擬器在計算機網絡中創新教學中的作用及實踐進行深入探究。

一 思科網絡模擬器

思科網絡模擬器（Cisco Packet Tracer）是由Cisco公司開發的一款網絡仿真軟件。它通過全新的圖形化用戶界面和多媒體的Flas，為教師提供了多樣化、個性化的授課支持，也為學生學習網絡基礎知識、設計網絡拓撲結構、配置網絡設備、排除網絡故障提供了網絡仿真環境，有利于鼓勵開放性操作，提高學生發現并解決問題的能力。學生可以享受到豐富和高度互動的學習體驗，提高學生對網絡課程的學習興趣，有效解決網絡實驗室不足、網絡設備嚴重缺乏帶來的不利影響。

思科網絡模擬器具有以下幾方面的特點：

1.提供了豐富的網絡設計構件

思科網絡模擬器提供了豐富的網絡構件，比如各種型號的交換機、路由器、主機、無線AP及通信媒介等。用戶只需點擊鼠標，即可輕松地將所需網絡設備添加到所設計的網絡中，并且可通過圖形用戶界面或文本界面對網絡設備進行基本參數配置。此外，用戶可以根據需要對網絡設備的模塊或接口進行添加。

2.支持大部分常用的網絡協議

思科網絡模擬器支持計算機網絡協議中的大多數網絡協議，比如應用層的HTTP、DNS、TFTP、Telnet等協議，傳輸層的TCP、UDP協議，網絡層的IP、OSPF、ARP、ICMP等協議，數據鏈路層的PPP、HDLC等協議，能夠滿足大多數情況下的網絡設計需求，并支持用戶在仿真設計過程中對協議數據單元中的各字段進行查看，有利于深刻理解各層的網絡協議及分組格式。

3.提供邏輯空間和物理空間兩種設計模式

思科網絡模擬器提供邏輯空間和物理空間兩種設計模式。邏輯空間模式用于進行邏輯拓撲結構的設計與實現，對現實網絡環境的各種因素不予考慮；物理空間模式支持構建城市、樓宇、辦公室、配線間等虛擬設置，涵蓋了真實網絡環境對網絡設計產生的影響。

4.提供實時跟蹤功能

思科網絡模擬器提供實時（Real）及模擬（Simula -tion）兩種不同的仿真模式，用戶可以方便地在兩種仿真模式下進行切換。用戶可以在實時模式下設計網絡拓撲結構，并對各網絡設備進行配置，使其迅速進入工作狀態；在具體仿真過程中，用戶可以切換到模擬模式以

南京郵電大學教改項目（編號：JG01614JX27、JG01614JX26）、江蘇省自然科學基金青年項目（編號：BK2014 0883）

觀察協議數據單元（PDU）在網絡中的傳送過程，查看交換機的交換表及路由器的路由表，實時跟蹤PDU在網絡各節點的詳細處理過程，觀察網絡實時運行情況。為學生快速、生動地理解抽象的網絡協議提供了可能。

5.支持性能分析

在仿真的過程中，只要網絡拓撲、網絡構件的參數和使用的協議等不改變，仿真結果就不會發生改變。用戶可重復再現網絡，獲取相關的數據。此外，用戶修改其中的網絡拓撲、實體參數、網絡協議等，靈活地設置網絡仿真環境中每個實體的參數，可以只獲取自己感興趣的網絡運行細節的相關數據。通過這種設置方式，學生可以有針對性地更改網絡仿真環境，從不同的角度獲取有用數據，分析網絡性能，全面理解網絡運行過程。

二 教學應用實踐

為了探究思科網絡模擬器在計算機網絡教學中的應用方法及價值，在教學過程中初步在講述網際控制報文協議、地址解析協議和虛擬局域網的劃分三個知識點的過程中使用思科網絡模擬器進行了講解，并對實踐的效果進行了簡單的評估。

圖1 ARP協議講解示意圖

教學應用實例。以地址解析協議為例，使用思科網絡模擬器講解的過程如下：

第一，構建如上圖1工作區所示的網絡拓撲，并分別配置4臺終端電腦PC0-PC3的IP地址為192.168.0.1-

192.168.0.4，子網掩碼為255.255.255.0。

該過程中，可使用圖1右側拓撲圖工作工具中的Inspect按鈕分別查看PC0-PC3的ARP Table。可以看出，4臺終端的ARP Table均為空，也就是說PC0的ARP高速緩存無法實現PC3的IP地址到MAC地址的映射。提出以下問題：PC0向PC2發送分組時，封裝的幀的目的地址如何獲得呢？通過該問題，引出ARP協議，并對ARP協議進行初步的理論講解。

第二，設置仿真模式為Simulation模式，點擊圖1右側拓撲圖工作工具中的Add Simple PDU按鈕后，分別點擊PC0和PC2，使該簡單分組（ICMP分組）從PC0轉發到PC2。此時，PC0會產生兩個分組，分別為ICMP分組和ARP分組。ARP分組的格式如下圖2所示，其中SOURCE IP字段為192.168.0.1，TARGET IP字段為192.168.0.3，SOURCE MAC字段為0060.47B0.062E，TARGET MAC字段為全0。該ARP分組的含義是本終端的IP地址是192.168.0.1，MAC地址是0060.47B0.062E，我想知道主機192.168.0.3的MAC地址。該ARP分組將封裝到Ethernet VⅡ格式的幀中進行傳輸，并且該幀的DEST MAC為全1，表明該ARP分組是以廣播的方式發送的。

圖2 分組格式示意圖

第三，點擊仿真控制面板（Simulation Panel）中的Capture/Forward按鈕，ARP分組會到達交換機。當交換機收到該廣播ARP分組后，由于交換機不能隔離廣播域，因此會將該ARP分組從其它所有端口進行轉發。（此時，

可以查看該交換機的MAC Table，回顧自學習算法。）

第四，點擊Capture/Forward按鈕，ARP分組分別到達PC1-PC3，此時PC1和PC3對該ARP分組不進行響應。PC2由于IP地址和該ARP分組中的TARGET IP字段匹配，因此將PC0的IP地址和MAC地址寫入ARP Table。此外，PC2還將其IP地址和MAC地址分別作為SOURCE IP和SOURCE MAC字段寫入ARP響應分組，并以單播方式進行傳送。分別查看PC2的ARP Table和ARP響應分組的格式，對上述內容進行驗證說明。

第五，點擊Capture/Forward按鈕，ARP響應分組到達交換機，查看交換機MAC Table變化情況。

第六，點擊Capture/Forward按鈕，ARP響應分組從交換機的接口1發送到PC0。提出以下問題：交換機為什么僅從端口1轉發ARP響應分組？通過該問題可回顧交換機的工作原理。

第七，PC0收到ARP響應分組后，查看PC0的ARP Table，可以看出通過上述過程，PC0獲得了PC3的IP地址所對應的MAC地址，并將其記錄到ARP高速緩存中。接下來，簡單分組（ICMP分組）可以正常傳輸了。

三 應用效果評估

為了對使用思科模擬器進行教學的效果與傳統理論教學的效果進行對比分析，并且盡可能摒棄學生的差異性對教學效果造成的影響，在網際控制報文協議內容的講解過程中，A班使用思科模擬器進行教學，B班使用傳統理論教學的方式進行教學。在ARP協議內容的講解過程中，B班使用思科模擬器進行教學，A班使用傳統理論教學的方式進行教學。針對網際控制報文協議和ARP協議的內容，分別設置了10個題目，在A班和B班中分別選擇50人對所設置題目進行解答，答題情況如下圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可以看出，網際控制報文協議的題目，A班比B班答題正確率高約17.1%；ARP協議的題目B班比A班答題正確率高約13.8%。基于以上兩組數據，可以得出結論：使用思科模擬器進行計算機網絡教學，可以加深同學們對相關知識點的理解，提高答題的正確率。

圖3 網際控制報文協議教學效果分析

圖4 ARP協議教學效果分析

四 總結

基于思科網絡模擬器在計算機網絡教學中的實際探索及應用效果評估，我們發現思科模擬器在計算機網絡教學中的進一步探究及推廣具有重要的意義。首先，思科網絡模擬器的使用能夠避免網絡教學過程中相關網絡概念抽象、枯燥，通信設備功能及工作原理、網絡通信協議等知識復雜難以理解的問題。利用思科網絡模擬器進行網絡教學，可以在教師機上模擬使用路由器、交換機、電腦等各種網絡設備，構造網絡拓撲，進行網絡配置，把抽象、乏味的理論知識轉化為直觀的操作實驗，使學生在觀察教師操作的過程中完成對網絡概念及相關協議的理解和掌握。其次，思科網絡模擬器是開源軟件，能夠有效緩解部分院校實驗設備經費緊張、設備不足的問題。學生可以方便地在網上下載該軟件，利用課余時間進行相應的實驗操作，這樣既能加深對課堂知識的理解，也能培養學生的創新意識和操作技能。

為了進一步推廣思科模擬器在計算機網絡教學中的應用，下一步工作將把計算機網絡中的相應知識點進行提取，為結合思科模擬器進行創新教學奠定基礎，并研究相關的創新教學方法，撰寫教學方案。

參考文獻

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[4]徐巧枝.Packet Tracer軟件在計算機網絡教學中的應用[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2011（5）

篇7

關鍵詞：計算機網絡；實驗；教學

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)18-4510-02

計算機網絡是一門涉及計算機技術和通信技術的交叉學科，是計算機應用中空前活躍的領域之一。在有關計算機教學中，計算機網絡已經成為廣大學生必須掌握的重要課程。作為一門實踐性很強的課程,我們在教授學生掌握其理論的同時,更需要培養學生的實際操作能力,使學生在走向工作崗位時,不但具有較深廣的知識面,還具有較強的網絡實踐操作能力。因此，計算機網絡實驗課教學在該課程的學習中占有舉足輕重的地位。，在實驗教學中，我們應采用合適的教學手段調動學生的學習能動性，通過學生的親手操作，使其由被動的在課堂上接受網絡理論知識轉變為在實驗課上，利用現有的網絡設備資源，積極主動的參與到各項網絡實驗活動中來，從而將理論和實踐有機的結合起來。

1 計算機網絡實驗教學的特點

和其他計算機實驗課程相比較，計算機網絡實驗課程具有以下特點：

首先，計算機網絡實驗課程具有系統集成的特點，不同于其他較單一的計算機實驗課如C語言等，只需要提供一個軟件開發的環境即可進行所要求的程序設計實驗，而計算機網絡本身是由硬件系統和軟件系統組成的，是一個復雜的系統，其實驗課并不單是解決一個孤立的書本問題，而是通過實際操作，培養學生對網絡的分析p設計p管理和應用的綜合能力，加深對計算機網絡的整體認識，從而取得較好的教學效果。

其次，計算機網絡實驗課具有前后承襲的特點，例如，在計算機網絡中，硬件設備是網絡的硬件基礎，而網絡操作系統是網絡的軟件基礎，在教學中，教師只有先讓學生學習掌握了硬件設備及網絡操作系統的安裝配置之后，才能進行下一步的各項網絡實驗，從而實現教學目標。

2 計算機網絡實驗教學的目標

在計算機網絡實驗教學中,應配合其理論課程，通過學生親手操作,加深對所學網絡理論和技術的理解，并在鞏固其所學理論知識的同時，努力提高其動手能力、工程能力和綜合應用能力。

通過實驗課程的學習，學生應該掌握網絡設備的基本配置和簡單組網的基本技術；掌握OSI七層模型中的數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層中重要協議的分析和應用；掌握路由協議中內部網關協議的RIP協議及OSPF協議的基本配置、驗證和分析、應用協議進行組網設計；掌握網絡編程的基本要求；了解組建大型復雜網絡的總體規劃、設計方法、網絡可靠性、安全性、路由協議、網絡管理和網絡應用的設計和實現，以及網絡中簡單故障查找排除的方法等。

3 計算機網絡實驗教學的內容

按照計算機網絡教學大綱的要求，結合計算機網絡實驗教學的特點，將實驗分成以下幾大部分：即：基本組網實驗p網絡原理實驗p網絡應用編程實驗及綜合設計類實驗幾大部分。每部分的實驗再細劃為若干個小實驗，每個小實驗之間既有聯系，又各自獨立，同時在配合理論教學的同時，力求和實際應用相結合，以提高學生動手的興趣。具體實驗內容如下：

3.1 基本組網實驗

通過此部分的實驗教學，使學生初步認識計算機網絡的主要組成部分，并能夠搭建一個簡單的計算機網絡。主要實驗內容劃分為以下幾部分：1) 網絡實驗環境介紹；2) 網線的制作及測試；3) 交換機及路由器的簡介和基本配置；4) 網絡實驗相關工具軟件介紹；5) 基本組網實驗。

3.2 網絡原理實驗

在此部分實驗中，主要圍繞計算機網絡OSI七層模型來合理安排實驗內容，使學生對網絡原理有充分的認識和理解，特別是針對一些協議的分析實驗，能夠使學生對網絡間協議的實現方式有個感性的認識。此部分主要有以下幾類實驗組成：1) 數據鏈路層協議分析實驗；2) 網絡層協議分析實驗；3) 傳輸層協議分析實驗；4) 應用層協議分析實驗。

3.3 網絡應用編程實驗

在此部分實驗中，通過教授學生有針對性的開發一些簡單的網絡應用程序，幫助學生深入理解在計算機網絡中，服務器和客戶機之間是如何協同工作的。此部分實驗包括：(1) 簡單Socket網絡程序的開發實驗；(2)多客戶Socket網絡程序的開發實驗

4 綜合設計類實驗

在此實驗中，主要教授學生掌握較為復雜網絡的設計原則，畫出網絡的拓樸結構，掌握復雜網絡的路由配置p策略路由的設計，學習掌握一些網絡管理軟件的使用方法及簡單網絡故障的查找p排除等技術。

5 計算機網絡實驗教學的方式

在日常網絡實驗教學中，根據學校的實際情況，采取以下實驗教學方式，取得了良好的教學效果。

首先，在實驗課前兩天即要求學生按照實驗要求認真準備預習報告，否則不允許進入實驗室做實驗。其次，在每堂實驗課實驗前先由教師集中講解，隨后，學生開始動手操作，在實驗中教師按照實驗設計檢查每個學生的每一步實驗結果并記錄成績。最后，在實驗結束后，由學生整理收拾實驗設備，老師檢查合格并確認學生已交實驗報告后方可同意學生離開實驗室。

在實驗教學中，每次實驗最多容納56人，每8人為一組。每組擁有2臺三層交換機。計算機每人一臺。實驗中，針對網絡設備的配置可合作完成，但實驗分析則必須由本人單獨完成。

6 計算機網絡實驗教學中現存問題及解決方法

由于大多數學校實驗經費有限，而計算機網絡實驗中所需的網絡設備價格也較為昂貴，這就造成實驗設備數量有限，同時，由于在上實驗課時。學生是多人一組，分組實驗，這就導致組內每個學生不可能單獨完整的進行實驗操作，以致造成學生不能對所做的網絡實驗有個全方位的分析理解；或是有些網絡實驗因為設備原因，無法在實驗室內完成，這就造成學生只能在課堂上被動的接受理論知識，對有關知識點理解不深刻。

針對以上問題，我們可以通過運用計算機網絡仿真軟件和實體實驗室相結合的教學方式來解決。例如：在思科公司所開發的Packet Tracer軟件中，網絡設備都被做成了模型, 設置步驟和功能與現實中的思科設備幾乎沒有差別。在一些網絡實驗中, 用該軟件可以取得事半功倍的效果。而網絡仿真軟件OpnetModule,更是進行網絡性能分析的重要工具，能使學生直觀的對網絡性能參數進行分析, 幫助學生加深對各參數的理解。

7 總結和展望

在計算機網絡教學中，實驗教學是其不可缺少的一個環節，只有開展有計劃的實驗教學活動，才能使學生更深入掌握計算機網絡的構造和實現技術，并為培養今后的研究和開發能力打下良好的基礎。同時，大量教學實踐證明，隨著計算機技術的發展，將會有越來越多的網絡仿真軟件在計算機網絡實驗教學中得到應用，成為彌補當前網絡實驗室的不足，提高教學質量的一個重要手段。

參考文獻：

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[4] 周敏,肖德琴.計算機網絡課程實驗教學探討[J].實驗室研究與探索,2007(12).

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關鍵詞：混合學習；計算機網絡；教學

在成人高等教育教學中，“計算機網絡”作為計算機及相關專業開設的一門必修課程，具有理論復雜、概念抽象、實踐性強等特點，學生普遍反映教學內容生澀難懂、學習興趣不高、理論與實踐脫節，教學效果不理想。同時，成人學生在學習過程中存在知識基礎薄弱、學習主動性差、學習能力較低等問題。因此，有針對性地對成教“計算機網絡”課程教學進行改革，是提高教學質量、為社會培養開放型、實用型人才的必由之路。

一、混合學習理論

混合學習起源于上世紀九十年代末的企業培訓[1]。企業培訓的對象均是在職人員，屬于成人教育范疇。因此將混合學習原理應用于成人高等教育教學的實際當中，對指導計算機網絡課程教學模式的改革，具有很強的針對性和適用性。

混合學習（Blended Learning）是基于對傳統的面對面教學（Face-to-Face）和遠程在線學習（E-learning）深刻反思后形成的，是指綜合運用不同的學習理論、不同的技術和手段及不同的應用方式來實施教學的一種策略[2]。它通過整合面授學習與在線學習，將二者的優勢結合起來，有效地運用各種現代化傳播技術、教學模式、學習環境，達到適應學習者需求，促進學習的目的。采用混合式學習，在教學觀念上，可以有效避免只以教師或以學生為中心的片面思想；在教學實施過程中，既體現了學生作為學習主體的積極性、主動性和創造性，又能充分發揮教師啟發、引導、監控的主導作用。學生主體地位和教師主導作用的有機統一、優勢互補，能夠獲得單純的課堂教學與在線學習都無法達到的效果。[3]

二、混合學習在“計算機網絡”課程教學中的應用

“計算機網絡”課程教學內容多、涉及到的知識面廣，基礎理論和原理抽象。而成教學生年齡偏大、記憶力下降，基礎較差、學習上缺乏自信等特點，更加大了學生對這門課程的學習難度。因此，我們在對教學內容進行合理調整的基礎上，基于對混合學習理論的分析與認識，著重從課堂教學、網絡學習和實踐環節三個方面對教學進行了改革。

（一）形式多樣的課堂教學

在教學方法上，將傳統的講授式與類比式、案例式、啟發式、探究式等多種教學方法有機地結合在一起，根據教學內容進行靈活運用。例如對于“網絡分層”、“數據交換”等抽象的原理和概念，學生理解起來比較困難。通過用“郵政系統分發郵件” 、“電話局接線員”等日常生活中人們熟悉的事務作類比，就達到了降低難度、加深印象的目的。由于成年人性格獨立、希望與教師進行平等交流并得到認可與尊重，而且普遍具有職業背景。因此，啟發式、探究式、案例式等教學方法非常適合應用在成人教育教學中。例如在講解局域網、無線網絡、Internet應用技術等內容時，以學生所在單位的網絡和因特網作為剖析對象，從拓撲結構、網絡組建技術、協議的運用到網絡管理、安全問題等等一一與學生進行探討。這些身邊的案例極大地激發了學生對網絡知識和技術主動探求的欲望，認識到學習內容對實際工作很有幫助，充分調動了學習興趣。在教學的實施過程中，通過案例陳述、設問、研討等形式引導學生積極參與教學活動，培養學生探究、分析和解決實際問題的能力。

在教學手段上，通過PPT、視頻、Flash動畫等多媒體技術的混合運用，將教學內容形象化、擬人化，把生澀的書本知識通過生動活潑的形式表現出來，降低了理解難度，極大地提高了學生的學習興趣。

多樣化的課堂教學打破了沉悶的學習氣氛，營造了形式活潑的學習空間，突出了學習者的主體地位，提高了學生的學習主動性，受到成教學生的普遍歡迎。

（二）基于網絡的自主學習與協作學習

自主學習是成教學生學習的主要方式，也是成人教育的一大特點。隨著信息技術的飛速發展和因特網的普及，在線學習已經成為成教學生自主學習的主要形式。它突破了時空的限制，學習時間上的靈活性、空間上的方便性、方法上的自主性，為成人學習者提供了便利的學習平臺。

但由于成教學生學習能力較弱，自我規劃、自我調控能力較差，簡單地要求學生利用因特網進行在線學習效果不理想，而且在學習過程中遇到問題也無法及時得到他人的幫助。可見，網絡環境下的成人自主學習模式應是一種系統化、規范化的學習行為體系[4]。因此，我們建立了“計算機網絡課程”網上學習系統。該系統主要包括學習支持、學習交流和學習跟蹤模塊。學習支持模塊不僅提供豐富的學習資源，而且允許學習者建立自己的學習檔案、上傳作業并對學習效果進行自測。 學習交流模塊為學生與教師、學生與學生之間進行及時溝通提供了渠道，為網上協作學習的開展搭建了平臺。學生間通過論壇、QQ、MSN、E-mail等形式探討問題、交流學習心得、展示學習成果。教師扮演引導者的角色，把握討論的方向，還可以在第一時間幫助學生回答、解決在學習過程中遇到的問題和困難。學習跟蹤模塊為提高在線學習的效果提供了個性化服務。它通過對學習者的學習時間、學習內容、作業提交情況等進行記錄，實時監督學生自主學習的進度和效率，分析學生的學習行為特征，為教師適時調整學習任務、進行在線學習評價和教學反饋提供依據。網上學習系統的應用使原來松懈、效率低、效果差的自學形式轉變為在教師指導、監督下的系統化學習行為，對幫助成教學生進行學習規劃、提高學生的自主學習能力，培養協作學習精神，改善學習效果發揮了非常積極的作用。

（三）“三結合”原則的實驗教學

“計算機網絡”是一門實踐性很強的課程，實驗教學必不可少。經過對成教實驗課程開設情況進行認真分析總結的基礎上結合成人教育的特點，我們提出了“計算機網絡”課程實驗教學的“三結合”原則。所謂“三結合”是指實驗內容與學生工作實際相結合、實驗與虛擬仿真技術相結合、單元實驗與課程設計相結合。

1. 實驗內容與學生工作實際相結合。由于多數成教學生有工作經驗，且有通過實驗指導實際工作的需求。因此，我們在設計實驗時盡量選擇應用性、趣味性強，能激發學生的靈感和創造欲的實驗題目。這樣，既能充分挖掘學生潛能，調動學習積極性，又能幫助解決他們工作中的實際問題，使學生對做實驗感興趣，樂于動手完成。

2. 實驗與虛擬仿真技術相結合。用于成教的實驗場地和實驗設備緊張、學生普遍希望能夠根據自己的業余時間來安排實驗等問題一直困擾著成教實驗課程的有效實施，甚至有些專業因此而取消了實驗課。將網絡仿真技術應用于實驗教學能夠很好地解決這些問題。利用虛擬工具構造虛擬實驗環境，充分擴展了實驗室的內涵與外延，打破了時間與空間的限制，既節約了場地和設備學生又可以根據自己的情況靈活安排做實驗的時間。在計算機網絡實驗中通過虛擬工具（如NS2）對網絡協議、拓撲結構、網絡性能進行模擬分析，使學生直觀地看到網絡協議的行為，了解各種因素對網絡性能的影響，將抽象的概念形象化，把枯燥的原理具體化。[5]這既鍛煉了學生的實踐能力又加深了對網絡原理的理解程度。

3. 單元實驗與課程設計相結合。根據網絡課程的特點，有些實驗內容需要運用不同章節的知識點。采用課程設計的方式能夠很好地將各個知識點有機地貫穿起來，使學生通過實踐從整體的角度體會和感知網絡技術的應用，達到學以致用的目的。為了保證課程設計的質量，達到教學目標，需注意以下幾個方面：（1）題目的難度應適中，要根據成人學生的學習程度、實踐能力和業余時間等因素設置題目的難度。（2）精心組織安排實施過程。在課程教學之初，教師就要向學生布置設計題目，按照工作量大小以自愿的形式對學生進行分組。伴隨著教學和單元實驗進度，學生根據自己所掌握的知識，在教師的指導下逐步完成課程設計。（3）教師要不定期地檢查各組的進度和完成情況，主動尋找學生的問題，及時給予幫助。課程設計不僅使學生將所學到的理論知識和在單元實驗中獲得的實踐經驗進行了綜合的運用，而且有效結合了不同層面、不同行業的知識，使成教學生各自的專業優勢得到充分發揮，增強了同學之間相互學習的協作精神，提高了綜合分析問題、解決問題的實踐能力。

實踐證明，這種以混合學習理論為指導，融知識性、趣味性、互動性、實踐性于一體的教學形式充分調動了學生的學習興趣，對于發展成教學生的學習能力、培養創新意識起到了積極作用，提高了教學質量，收到了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]李克東，趙建華.混合學習的原理與應用模式[J].電化教育研究，2004，(7)：1-6.

[2]楊麗，趙冬生.基于Model平臺的混合式學習的研究[J].首都師范大學學報(自然科學出版社)，2010，31(1):6-9

[3]祝智庭，孟琦.遠程教育中的混合學習[J].中國遠程教育，2003，(19):30-33.

篇9

辦學理念、教育教學思路、教學計劃、教學模式是學校得以發展的精髓。而實訓場所的規劃與建設是學校發展中最重要的硬件條件之一。目前，高職院校實訓中心建設存在投人大、規劃難、設備淘汰快、實訓效果不理想等問題。為此，我們構建了現代化實iJl}中心，以最少的設備投人、多樣的實訓方式、優良的實訓效果、優異的性價比，為培養學生的實踐能力提供理想的解決方案。

1.在內容上以規范、標準、安全要求為重點，以培養崗位能力為主線。現代工業逐漸向大型化、復雜化、連續化、集成化和自動化方向發展，要求在生產過程中達到高產、優質、低耗、低污染、無人身設備事故，因此對工人素質的要求也越來越高。“基于計算機網絡的教學培訓平臺”素材采集均以規范、標準型號的設備和標準操作控制為依據，從而達到安全、可靠地培養學生對所學知識的理解能力和崗位操作的應用能力的目的。

2.在形式上是計算機仿真十真實裝置。仿真培訓在國內外已開始廣泛應用。在一些發達國家，一個新的生產工藝、新的裝置的制造都有仿真模型的產生，以便對系統進行分析論證，同時在人員上崗之前通常需通過仿真培訓，我國的許多大型企業也都運用計算機仿真技術對員工進行在職和r’館`u培訓。但是，無論是國內國外的計算機仿真都是基于某一對象或某一過程的培訓，而職業技術類院校是面向多專業、多技能的培養，因此，我們在認真研究的基礎上，提出建設網絡化的包含計算機仿真的教學培訓平臺規劃和目標，以此提高職業技術類院校的實驗實訓效果，同時提高經費投人的性價比。

3.在管理上實行集中管理、聯合開發，實現資源整合與優化。“基于計算機網絡的教學培訓平臺”把各專業的典型案例進行集中整合、統一管理，再配以實際裝置和合適的仿真教學模式，一方面可以滿足職業教育中課堂教學的理論知識與真實的仿真效果相結合，提高課堂教學的實效性;另一方面可以解決學院在實習、實訓中因為學生多、設備少、在規定的實習實訓時間內使每位學生的知識技能都能得到提高的要求，同時還可以滿足學生個性化學習和發展的需要，通過讓學生自主選擇培訓項目進行操作練習來培養學生的專業技能。

4.在服務上為社區、地方、行業的培訓事業提供平臺。由于“基于計算機網絡的教學培訓平臺”是一個開放系統，其素材可以根據不同的需求進行更新和設定，同時也可以按照不同行業的培訓要求及時更新培訓內容，學生通過在教學實訓平臺的培訓，再結合一些真實裝置的操作，可以很快適應崗位需求，達到事半功倍的效果。

二、建設內容與規劃原則

基本方案:計算機仿真與實際工業對象相結合。教學內容可分為知識的理論部分(應知)和知識的應用操作能力(應會)。計算機仿真教學系統的開發，是以計算機和網絡為手段，把應知和應會內容分別用多媒體教學課件(教件)和仿真實訓的形式表現出來。其中理論學習、機理研究中的實驗(驗證型和研究型)和對問題的理解主要用教、課件描述，而實訓過程中的操作技能及同一動作過程精細、準確、穩定性的培養則采用大型仿真培訓軟件培訓。

三、采用三層局域網模式實現方案

采用三層局域網模式可以方便地對系統進行擴充和統一維護管理。包括進行遠程登錄、調試、系統組態。所有資源共有共享。第一層，操作層面(實物層面);第二層，方案組態對象及連接層面(同一對象下可進行多個實驗實訓項目);第三層，對象模型或實際對象層面。

四、計算機仿真和實際裝置結合方案的主要特點

1.投入大大下降，實驗實訓效果大大提高.沒有實訓平臺時:(1)設備投人一個標準班10組(每班40人計);(2)設備需維護、維修(需投人人力、物力);(3)設備的更新、淘汰快(財力不斷投人);(4)實驗實訓的能耗和耗材。有了實訓平臺后:(1)每人一臺，各自互不干擾，并可反復練習，任意起點;(2)可以改變時標，太快的可放慢，太慢的可加快;(3)具有在線幫助系統，實時提供學習提示;(4)自主選擇培訓內容;(5)在線考試系統，及時檢查學習效果。

2.將不易實訓的內容變為可能。(1)消防過程(危險過程)的實訓;(2)易燃易爆環境下(危險場所)的實驗實訓;(3)易損設備的操作實訓;(4)一次性設備的實驗實訓等均可以實現。

3.滿足培訓和專業調整后，新建、重組實驗實訓環境。(1)培訓:高職學院的發展必須走學歷教育(全日制、成人)和各類培訓相結合的道路，從國內外高職學院典型成功案例可以看出各類培訓年學生數一般都超過學歷教育的年學生數，同時不難算出各類培訓的經濟效益更高，其培訓的特點是崗位多、專業廣、同階段學習人數少。該平臺可以同時滿足不同崗位方向的培訓人員同時在線進行不同的培訓，同時達到在不同的實驗實訓環境中進行培訓的要求。(2)專業調整、新建、重組后的實驗實訓投人不大，建設周期短。

4.計算機網絡方案使資源共享成為可能.合法用戶學生和教師可在任何一個終端登錄使用資源庫的教學資源，合法用戶們可在同一個機房進行不同的實驗實訓練習，集中管理資源更安全，添加、修改更方便。

五、結論

“基于計算機網絡的教學培訓平臺”采取計算機仿真與實際工業對象相結合的方案，在專業技能培訓、技能鑒定與考核等領域提供了一種新的技術手段。

仿真包括:基理仿真—機理的研究和教學過程(課件教件)。即通過教學課件、教件、電子教材等進行仿真，其中動作原理與理論原理是真實的，而學習對象的動作過程是模仿的;操作仿真—操作技能的培訓、崗前實訓、實踐能力的訓練，其中操作實踐過程是真實的，而操作對象是模仿的;環境仿真—模擬各種工作環境、學習環境、生活環境，以便對真實環境下的事物展開研究，其中實驗基理現象是真實的，而實驗設備對象是模仿的。實訓場所再配以實際裝置設備后，可以同時解決仿真無實物對象存在和仿真可能與實際存在偏差的問題。

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【關鍵詞】EDA技術； Proteus仿真技術；虛擬實驗室；建設方案

引言

EDA（Electronic Design Automation電子設計自動化）技術是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果，進行電子產品的自動設計。

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調試到單片機與電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。

利用Proteus仿真技術，在計算機網絡平臺上，學習電路分析、模擬電路、數字電路、嵌入式系統（單片機應用系統、ARM 應用系統）、微機原理與接口技術等課程，并進行電路設計、仿真、調試等通常在相應實驗室完成的實驗。一個計算機網絡硬件平臺（或一臺計算機）、一套電子仿真軟件，再加上一本虛擬實驗教程，就可相當于一個設備先進的實驗室。以虛代實、以軟代硬，即為虛擬實驗室的本質。

一、建設Proteus虛擬仿真實驗室的優勢

虛擬實驗系統由虛擬實驗環境、虛擬實驗儀器、虛擬實驗過程、虛擬實驗數據處理和虛擬實驗室管理系統組成，通過Proteus虛擬實驗系統為各種虛擬實驗實訓課程提供模擬實驗實訓教學環境。

1.解決電子信息類專業課程入門難

Proteus仿真平臺是獨一無二的微處理器仿真平臺，仿真的特點之一是把復雜難懂的電子課程理論知識通過生動形象的仿真動畫展現給初入門的學生，從一開始抓住學生的學習興趣，讓學生從難以學習導致的不愛學習變為喜歡學習到主導學習。

2.解決實驗室資源老舊不足的缺點

Proteus仿真平臺資源豐富且時刻跟進電子發展的最新腳步，給予學有余力的學生一個充分發揮自己想象的空間，極大的促進和培養部分學生的綜合能力和創新思維能力。

3.解決傳統實驗實訓項目實現過程周期長的缺點

實驗實訓項目實現過程周期長，實驗實訓教學效率低，且不明確的實驗實訓數據結果無形中會熄滅學生的積極性的熱情。通過仿真手段完全實現了從概念到產品的全過程，確定的結果也會極大的促進學生的進一步的動手實現過程。

二、Proteus虛擬仿真實驗室建設目標

1.實驗實訓教學項目多樣性

其不僅可以仿真電路分析實驗、模擬電子線路實驗、數字電路實驗，而且可以仿真嵌入式系統的實驗，其最大的特色在于可以提供嵌入式系統（單片機應用系統、ARM應用系統）的仿真實驗，因此，它完全可以稱之為一個多功能的實驗平臺。

2.實驗實訓教學場地開放性

由于其硬件是基于網絡平臺的，如一個單位內的局域網、或企業網、或校園網（或單機板，基于一臺PC）或Internet用戶。因此其實驗用戶可以不受傳統實驗室的時間、空間、及實驗內容的限制。用戶可以跨越時間、空間及實驗內容的約束，盡情釋放自己的實驗興趣及創新思維；此外，這也使得設備的利用率得到最大的發揮。

3.維護管理方便性

由于其核心為Proteus仿真軟件，因此，其實驗是無損耗的，其管理、維護也就是用戶帳戶的管理、軟件的安裝及更新而已。

三、Proteus虛擬仿真實驗室課程架構

從概念到電子產品設計實現，從單一技能訓練到電子產品整機開發設計綜合運用，Proteus虛擬仿真實驗室主要涵蓋電路基礎、模擬電子線路、數字電子線路、信號與系統等10余門課程。基本滿足應用電子技術、電子信息工程技術等專業課程教學需要。

按專業學科知識體系及學生學習過程Proteus實驗室實踐教學層次可分為基礎實驗層、綜合實驗層、創新實驗層三個層次。基礎實驗層的實驗以培養學生操作能力為主；綜合實驗層的實驗以培養學生綜合性設計能力為主；創新實驗層的實驗以培養學生創新思維設計能力為主。

在每一層次，均可以開展電路分析課程、模擬電子線路課程、數字電子課程、嵌入式系統課程及微機原理及接口技術課程的相應內容實驗。以嵌入式系統課程為例，在基礎實驗層，可以進行嵌入式系統課程中規定的基本實驗的仿真設計及設計驗證；如仿真51系列、AVR、PIC、Motorola的68HC11系列等常用的MCU應用系統的仿真設計及驗證；在綜合實驗層，教師可以針對某一類型的MCU，如51系列MCU，給定一個綜合實驗（課程設計、實驗）的題目，學生按照設定題目內容開展電路圖設計、代碼的編寫、仿真調試、PCB設計、制作PCB、驗證PCB設計等過程進行。在創新型實驗或研究中，教師、學生可以按照自己的想法或興趣進行相應的設計或研究。

四、Proteus虛擬仿真實驗室平臺架構

圖1 Proteus實驗室平臺架構

基于Proteus仿真軟件的實驗平臺架構如圖1所示。圖中，Proteus實驗室物理上位于其校園網內部的某一個局域網上，該局域網上的服務器上安裝Proteus服務器端軟件，操作系統為Windows2000 server 或Windows2003 server，客戶端PC上安裝Proteus客戶端軟件，操作系統為Windows2000 professional或Windows2003 professional另外，需配置少量的設計驗證系統硬件，以增加學生的感官認知。

通過Proteus實驗室建設，借用Proteus仿真軟件系統與校園網網絡平臺，發揮Proteus獨特的虛擬仿真技術優勢，很好的解決了電路基礎、模擬電子線路、數字電子線路、信號與系統等課程的理論學習與專業技能訓練，充分的調動學生學習積極性與主動性，全面提升高職院校人才培養質量。

參考文獻：

[1] 鄧澤民，韓國春.職業教育實訓設計 M.北京：中國鐵道出版社，2008.