計算機網絡仿真實驗教學探析

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1概述

計算機網絡是計算機科學技術最熱門的分支之一。在計算機網絡技術快速發展的新形勢下，計算機網絡的教學已成為計算機類專業及相關專業的重要課程。該課程理論知識比較抽象，要想深入地理解計算機網絡基本知識和概念，并運用于實際中，需要課堂和實驗室的互補教學。傳統實驗教學存在軟硬件要求高、設備昂貴且更新淘汰快、設備共享性差、實驗時間和空間受限等弊端。網絡仿真環境下的模擬實驗很好地解決了這一問題，它將抽象的網絡概念形象化，把枯燥的網絡原理具體化，讓學生直觀地看到網絡協議的行為，了解各種環境或因素對網絡的影響。在眾多網絡仿真軟件中，OPNET是較好的一款。與別的仿真軟件相比，它提供了階層性的模擬方式、開放易用的軟件環境、便捷友好的結果分析界面。利用OPNET仿真技術，可以搭建虛擬網絡平臺，模擬真實的網絡環境，實現網絡拓撲、協議、通信量仿真及網絡流量在網絡中的傳輸、交換等過程，并能夠通過搜集分析網絡性能參數，升級和優化網絡，還能夠進行網絡故障分析、網絡協議開發等。因此，本文嘗試將OPNET運用到計算機網絡實驗教學中，以增強學生的動手能力和創新能力，提高教師的教研水平。

2OPNET輔助教學

2.1計算機網絡基礎課程分析

計算機網絡課程為將來從事計算機網絡通信領域的開發和研究、網絡的使用和維護提供必要的基礎知識。課程要求側重掌握計算機網絡體系結構、體系結構中各層次意義及其相互間關系以及網絡互連等知識。其主要教學任務就是OSI(OpenSystemInterconnection)的七層模型，對于每一層上的相關協議，由于內容比較抽象且看不見摸不著，學生在學習的過程很快就會對枯燥難懂的協議格式感到厭煩，課堂教學效果當然不會理想。動手實踐能夠幫助學生通過搭建網絡，觀察網絡運行情況，獲取網絡相關數據進行比較，從而獲得感性認識，深入透徹的理解和掌握網絡，但是網絡實驗涉及交換機、路由器、計算機等大量設備，這些設備不僅昂貴，而且更新換代快，很多學校的硬件條件無法滿足實驗需求。因此引入仿真軟件來搭建虛擬實驗平臺，設計合理的實驗項目，彌補現實實驗的不足，顯得十分重要。

2.2仿真實驗體系設計

OPNET實驗設計是在理論學習的基礎上將抽象的網絡概念具體化，模擬提供網絡行為的可視化，將網絡設備，互聯拓撲結構及協議統一在一個可視的工作視圖中，使離散的抽象網絡概念具體統一在實際設計中。具體步驟：(1)確定實驗對象。本文針對的是網絡課程設計的學生。(2)確定教學內容。以OSI七層模型為基礎，涉及網絡層、傳輸層等相關協議的應用。(3)明確教學目標。讓學生結合理論知識分析問題，提高對知識的應用能力，達到活學活用的目的。(4)制定教學策略。按照由淺入深、由易到難、由下至上的原則。先熟悉OPNET模擬環境，能按步驟的完成實驗，在完成實驗的基礎上運用知識進行網絡性能的初步分析，最后將知識活學活用，明白產生結果的原因并思考如何改進。(5)評估教學效果。完成實驗后，對所學知識進行總結、分析、考核。依據計算機網絡課程培養目標，采用基礎操作型、綜合型、設計創新型三個層次模式，以使學生從接受知識逐級提高到綜合能力的培養。

2.3仿真實驗內容設計

依據OSI七層模型，按照由下向上，層層相扣，逐漸加大難度，與理論知識緊密結合的原則，設計六組實驗，新實驗內容會涉及做過的實驗所搭建的模型，通過使用前面的實驗作為踏板進一步理解將要學習的內容。通過前面對網絡性能的分析，也有助于后面綜合網絡性能的分析。通過對運行網絡模擬環境所得圖像分析，讓學生了解影響網絡運行的因素，找出解決和改進的方法，并通過報告得出希望的結果。

2.4仿真實驗教學模式設計

學生在做實驗前先收集和了解實驗的原理和目標，然后老師利用多媒體課件和網絡仿真軟件進行知識點和實驗要求的講解，對試驗中的難點進行演示。學生進行動手操作，完成實驗，撰寫實驗報告。最后老師批改反饋，學生根據老師反饋情況，在仿真軟件上進行自主探究學習。

3結論

本文從教學應用角度出發，將網絡仿真技術運用于網絡實驗課堂教學中，以OSI參考模型為準繩，摸索設計了一套通過網絡仿真系統進行實驗教學的方法。實踐證明，該方法作為實踐環節，豐富了實驗教學內容，加深了學生對網絡知識和技術的感性認識。對已具備一定的網絡實驗條件的院校，該方法也是對實踐環節有益的補充。