基于虚拟仿真平台的计算机网络课程实践教学

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基于虚拟仿真技术的新形态教材数字化应用

基于虚拟仿真技术的新形态教材数字化应用

DCWTechnology Application技术应用101数字通信世界2023.09教育是国之大计,也是国民素质提升的重要保证。

随着科技的飞速发展,数字化教育已经成为教育领域的一个重要趋势,并给教育的改革和发展带来新的机遇和挑战。

数字化教育的一个重要方向是利用虚拟仿真技术为学生提供更加直观、生动、丰富的学习体验,从而提高学生的学习兴趣和学习效果。

传统教材往往过于抽象,学生难以理解和掌握。

而基于虚拟仿真技术的新形态教材数字化应用则能够将抽象的知识概念转化为直观的、可视化的形式,通过模拟实验、情景模拟、虚拟现实等方式为学生创造生动的学习场景,激发学生的学习兴趣和动力,使得学习过程更加轻松、高效和有趣。

因此,研究基于虚拟仿真技术的新形态教材数字化应用,对于推动教育教学改革、提高教育教学质量和培养人才具有重要的意义和价值。

1 虚拟仿真技术的概念和发展现状1.1 虚拟仿真技术的定义虚拟仿真技术是一种基于计算机和现代传感技术,利用数字化的手段对真实世界进行建模、仿真、实验和预测的技术。

虚拟仿真技术可以在虚拟环境中模拟真实世界的各种物理、化学、生物等现象和过程,并基于虚拟仿真技术的新形态教材数字化应用徐 峰1,2(1.长沙民政职业技术学院,湖南 长沙 410001;2.蒙古CITI大学,蒙古 乌兰巴托 17024)摘要:随着信息技术的发展,数字化教育成为当今教育领域的热点。

虚拟仿真技术作为数字化教育的一种重要形式,可以为学生提供更加生动、直观的学习体验。

文章从虚拟仿真技术在教育中的应用出发,探讨了基于虚拟仿真技术的新形态教材数字化应用。

首先,文章介绍了虚拟仿真技术的概念和发展现状;其次,从教材数字化的角度出发,分析了虚拟仿真技术在教材数字化中的应用;最后,结合实际案例,探讨了虚拟仿真技术在新形态教材数字化应用中的优势和问题,并提出了相关解决方案。

关键词:虚拟仿真技术;教育;数字化教育;新形态教材;教材数字化;教学应用doi:10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.09.034中图分类号:G 642.0,TP 309.2 文献标志码:B 文章编码:1672-7274(2023)09-0101-03Digital Application of "New Form Textbook" Based on Virtual Simulation TechnologyXU Feng 1,2(1. Changsha Civil Affairs Vocational and Technical College, Changsha 410001, China;2. CITI University of Mongolia, Ulaanbaatar 17024, Mongolia)Abstract: With the development of information technology, digital education has become a hot topic in the field of education today. Virtual simulation technology, as an important form of digital education, can provide students with a more vivid and intuitive learning experience. Starting from the application of virtual simulation technology in education, this article explores the digital application of new forms of teaching materials based on virtual simulation technology. Firstly, the article introduces the concept and current development status of virtual simulation technology. Secondly, from the perspective of textbook digitization, the application of virtual simulation technology in textbook digitization was analyzed. Finally, based on practical cases, the advantages and problems of virtual simulation technology in the digital application of new form textbooks were explored, and relevant solutions were proposed.Key words: virtual simulation technology; education; digital education; new form textbooks; digitization of teaching materials; teaching application课题项目:产教深度融合背景下高职艺术设计类专业“新形态教材”开发与应用研究,项目编号:XJK23BZY025。

针刺常见异常情况处理的虚拟仿真实训教学设计与体会

针刺常见异常情况处理的虚拟仿真实训教学设计与体会

44Internet Technology互联网+技术针刺常见异常情况的处理是针灸学教学过程中必须要求学生掌握的内容,针刺技术作为一种侵入性操作,如果临床中应用不当或操作失误,就会出现不应有的意外情况和事故,给病人带来痛苦甚至危及生命。

历代医家对针刺意外的处理和预防非常重视,《素问·刺禁论》中讲:“刺中心,一日死,其动为噫。

刺中肝,五日死,其动为语”;又说:“刺头中脑户,入脑立死”。

《千金要方·卷六上》载:“刺舌下两边大脉,血出,勿使刺著舌下中央脉,血出不止杀人”。

而一旦遇到血流不止,则可以“铁箅篦令赤……以绝血也”。

《金针赋》云:“其或晕针者,神气虚也,以针补之,口鼻气回,热汤与之,略停少顷,依前再施”[1-3]。

然而,传统的教学方式如口头讲述和有限的实训教学示范很难直观、生动地展示针刺意外的预防和处理方法,这对学生深刻、准确地掌握这些知识带来了一定的难度。

近年来,随着虚拟仿真技术在教学中的应用,笔者所在学校针对这一教学环节开发了“针刺常见异常情况处理的虚拟仿真实训”教学系统。

该教学系统采用现代虚拟仿真技术,搭建了一个逼真的虚拟临床操作环境,精确还原人体脏腑组织之间的形态和相邻关系。

通过系统的学习模式和测试模式,学生可以直观地观察针刺的层次和可能造成的伤害,使得针刺过程和伤害变得可视化。

这样,学生能够更加直观地掌握常见针刺意外的预针刺常见异常情况处理的虚拟仿真实训教学设计与体会防和处理方法。

一、针刺常见异常情况处理虚拟仿真系统介绍针刺过程中,规避和应对异常情况是保证针刺临床治疗安全的重要环节,也是针刺教学实训的重点和难点。

掌握正确的针刺技术和处理意外伤害是确保针刺操作安全的基础。

为了提升针刺实训的效果,教师可采用现代虚拟仿真技术,搭建一个逼真的虚拟临床操作环境,展现人体头颈部各个结构之间的形态和相邻关系。

通过这一系统,针刺的层次和潜在伤害变得可视化,学生可以更直观地掌握常见针刺意外的预防和处理方法。

基于Mininet 的计算机网络实验教学方案

基于Mininet 的计算机网络实验教学方案


要: 为 保 证 计 算 机 网络 课 程 实 验 的 真 实 性 、 灵活度 和可 扩展性 , 以 Mi n i n e t 为基础架 构 , 设 计 和 实 现 了基
于 真 实 操 作 系 统 内 核 的 轻 量 级 虚 拟 实 验 平 台 。通 过 路 由转 发 和 联 通 测 试 的 典 型 网 络 实 验 , 展示 了实验 平 台 的网络拓扑配置 、 路 由配 置 和 用 户 交 互 流 程 。该 实 验 平 台 能更 好 地 帮 助 学 生 掌 握 真 实 计 算 机 网 络 的 算 法 、 协 议和实践操作 。 关键词 : 计 算 机 网络 ;虚 拟 化 ; Mi n i n e t ; 实 验 教 学 中 图分 类 号 : P 3 9 3 文 献 标 志码 : A 文章编 号 : 1 0 0 2 — 4 9 5 6 ( 2 0 1 5 ) 1 0 — 0 1 3 9 — 0 3
Vo 1 . 3 2 No . 1 0 Oc t .2 0 1 5
基 于 Mi n i n e t 的计 算 机 网络 实验 教 学 方 案
黄 家玮 , 韩 瑞 , 钟 萍 ,王建 新
( 中 南大 学 信 息科 学 与 工 程 学 院 ,湖 南 长 沙 4 1 0 0 8 3 )
( S c h o o l o f I n f o r ma t i o n Sc i e n c e a n d En g i n e e r i n g, Ce n t r a l S o u t h Un i v e r s i t y, Ch a n g s h a 4 1 0 0 8 3, Ch i n a )
计算 机 网络是 计 算 机 科 学 、 通信 工 程 和 信 息 安 全 等 专业 本 科 和研究 生 教 育 的核 心 课 程 , 具 有 理 论 范 围 广、 实 践 操作 多 、 知 识更 新 快 的特点 。在计算 机 网络 教 学 中特别 注 重理论 教 学 和 实 践 教 学 相 结 合 , 通 过 不 同

虚拟仿真实践教学改革(3篇)

虚拟仿真实践教学改革(3篇)

第1篇摘要:随着我国教育事业的不断发展,实践教学在高等教育中的地位日益凸显。

虚拟仿真实践教学作为一种新兴的实践教学方式,具有广阔的应用前景。

本文分析了虚拟仿真实践教学改革的必要性和可行性,提出了虚拟仿真实践教学改革的策略和措施,以期为我国高等教育实践教学改革提供参考。

一、引言实践教学是高等教育的重要组成部分,是培养学生创新能力和实践能力的重要途径。

近年来,随着科技的飞速发展,虚拟仿真技术逐渐应用于实践教学领域,为实践教学改革提供了新的思路和手段。

虚拟仿真实践教学具有以下优势:①降低实验成本;②提高实验安全性;③拓展实验范围;④提高实验效率。

因此,开展虚拟仿真实践教学改革具有重要的现实意义。

二、虚拟仿真实践教学改革的必要性1. 提高实践教学效果传统的实践教学方式存在诸多弊端,如实验设备昂贵、实验条件有限、实验安全性低等。

虚拟仿真实践教学可以克服这些弊端,提高实践教学效果。

2. 满足人才培养需求随着我国经济社会的发展,企业对人才的需求越来越高,对人才的实践能力和创新能力提出了更高的要求。

虚拟仿真实践教学可以培养学生的实践能力和创新能力,满足人才培养需求。

3. 促进实践教学改革虚拟仿真实践教学可以推动实践教学改革,优化实践教学体系,提高实践教学质量。

三、虚拟仿真实践教学改革的可行性1. 技术支持虚拟仿真技术已经取得了长足的发展,可以为虚拟仿真实践教学提供技术支持。

2. 政策支持我国政府高度重视虚拟仿真实践教学改革,出台了一系列政策支持虚拟仿真实践教学的发展。

3. 社会需求企业对虚拟仿真实践教学的需求不断增长,为虚拟仿真实践教学改革提供了广阔的市场空间。

四、虚拟仿真实践教学改革的策略和措施1. 构建虚拟仿真实践教学体系(1)优化课程设置:根据专业特点和人才培养目标,设置虚拟仿真实践教学课程,确保实践教学与理论教学相结合。

(2)制定实践教学大纲:明确虚拟仿真实践教学的目标、内容、方法和评价标准。

(3)开发虚拟仿真教学资源:利用虚拟仿真技术,开发丰富的教学资源,如虚拟实验、虚拟实训、虚拟仿真实验等。

浅析网络虚拟仿真软件ENSP在实践教学中运用

浅析网络虚拟仿真软件ENSP在实践教学中运用

浅析网络虚拟仿真软件ENSP在实践教学中运用作者:李海霞杨慧李芳张帆张文成来源:《教育周报·教育论坛》2019年第16期摘要:高校教学尤其是工科教学与生产实践息息相关,在遇到大型实验,我们很难身临其境的做真实的实验,模拟仿真器就提供了一个很好的教学平台,华为ENSP在计算机网络架构上就实现了虚拟仿真,我们模拟出真实环境,在虚拟机上得出实验数据,大大提高了教学效果。

关键词:路由协议;ospf;mstp;rule name;安全0.在实践教学中,我们经常会引入实际的案列来说明我们的理论运用于实践。

但是实验室有限的设备却成了最大的制约因素,仿真模拟器的诞生从很大层次解决了这个问题。

比如《计算机网络》这门课程,我们大都借助仿真模拟器来做仿真实验,用真实的数据在仿真器上实验,让学生身临其境。

现在我们模拟市政府网络系统,在仿真软件上规划市政府网络破除环路设计,实现冗余提高链路使用比例。

1.网络市政府使用华为中低端设备例如从下往上从接入层到网关分别使用的是S3700系列百兆交换机和S5700千兆交换机,使用常见的破除环路协议比如说MSTP协议,既能实现冗余也能提高链路的使用比例,从网关到出口使用3层路由协议例如OSPF来实现3层之间的互通。

出口路由器使用AR2240路由器,并在出口路由器上使用NAT技术来实现公网的用户与市政府内网的用户之间的访问需求。

在各个汇聚层使用分区的架构,分区的网关上旁挂防火墙用安全策略过滤来自出口路由器的互联网流量,来实现安全的控制,各个分区使用的旁路防火墙是华为的USG6600系列。

在模拟器ENSP上规划好从下(市政府各个部門)到上(市政府的出口)解决了并满足市政府的安全以及访问需求。

所有涉及的描述均可以在华为ENSP模拟设备上进行。

本次网络设备采用统一的命名规则,保证每台设备编号在网络中的唯一性,网络设备命名制定如下规则:机房位置-功能分区-设备用途、序号。

本项目模拟采购了NE40E-X3 2台、CE12808S2台、CE12804S2台、CE5855 40台、USG6680 2台。

虚拟仿真实验在计算机网络教学中的有效运用

虚拟仿真实验在计算机网络教学中的有效运用

作者简介:李英杰(1976-),男,湖南湘乡人,硕士研究生,讲师。研究方向:计算机网络安全。
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2017 年第 1 期
信息与电脑 China Computer&Communication
教学与教育信息化
1.2
教学的模式僵化 现代计算机教学,一般采用大班教学,教学的模式僵化,
其主要特点如下。(1)互动性。与传统教学模式相比,教 与学双向互动的教学模式更加关注教学内容,有利于学生、 老师表达自己的意见,提升学生的学习兴趣和学习主动性。 (2)激励性。课堂教学中教师通过展示仿真实例、学生参 与实践,能激发学生的学习欲望,帮助学生充分理解、掌握 学习内容,激发学生的创新思维和创造动机。 (3)安全性高。 部分危险性高的实验项目,如果操作疏忽,极易对实验者产 生严重危害。虚拟仿真实验涵盖各专业所用设备和知识,有 毒有害、破坏性强的实验也可在虚拟实验室内进行,在保障 实验者安全的同时,获得其想要的实验效果。
1 计算机信息网络教学现状
1.1 教育理念存在偏差 在进行计算机网络技术教学时,教师的教育理念存在偏 差,将计算机的教育看作“计算机软件”教育,沦为计算机 工具论。教育的功利性不断增强,过分关注现实利益,没有 充分了解社会需求、学生的需求,重视培养学生的软件应用 能力,在教学的过程中,忽视对学生的思维能力、创新能力 的培养,使学生对于计算机学习的思想和方法都不了解,使 学生的思维僵化,不利于教育改革的发展。学校在培养学生 的计算机能力时,过分关注计算机技能的培养,忽视学生的 计算思维能力的培养,这种教学方式忽视了学生的主观能动 性,使教学的过程枯燥、乏味,导致学生的学习主要是机械 的模仿,降低学生的学习兴趣,使教学的效果与课程预期的 差距较大,促使学生丧失学习兴趣。

虚拟仿真教学解决方案(3篇)

虚拟仿真教学解决方案(3篇)

第1篇随着科技的飞速发展,教育领域也在不断革新。

虚拟仿真技术作为一种新型的教学手段,凭借其独特的优势,逐渐成为教育行业的新宠。

本文将针对虚拟仿真教学解决方案进行深入探讨,旨在为我国教育行业提供有益的参考。

一、虚拟仿真教学的优势1. 提高教学质量虚拟仿真教学通过模拟真实环境,使学生能够在虚拟世界中体验各种教学场景,从而提高学生的学习兴趣和积极性。

与传统教学相比,虚拟仿真教学能够更直观、更生动地展示知识,有助于学生更好地理解和掌握知识。

2. 丰富教学内容虚拟仿真教学可以打破时空限制,为学生提供丰富的教学资源。

通过虚拟仿真技术,教师可以将抽象的理论知识转化为具体的实例,使教学内容更加生动、有趣。

3. 培养学生创新能力虚拟仿真教学为学生提供了一个开放、自由的学习环境,使学生能够充分发挥自己的想象力和创造力。

在这种环境下,学生可以自主探索、实践,从而培养创新能力和解决问题的能力。

4. 优化教学资源分配虚拟仿真教学可以降低教学成本,提高教学效率。

通过虚拟仿真技术,教师可以将有限的资源投入到更具针对性的教学活动中,从而实现教学资源的优化配置。

二、虚拟仿真教学解决方案1. 教学平台搭建(1)硬件设备:选择高性能的计算机、投影仪、虚拟现实头盔等硬件设备,确保虚拟仿真教学环境的稳定运行。

(2)软件系统:选择适合虚拟仿真教学的软件系统,如Unity、Unreal Engine等,为教师和学生提供丰富的教学资源。

(3)网络环境:搭建高速、稳定的网络环境,确保虚拟仿真教学过程中的数据传输流畅。

2. 教学内容设计(1)课程体系构建:根据教学目标,设计符合学生认知特点的课程体系,包括理论教学、实践教学、实验操作等环节。

(2)教学资源整合:将虚拟仿真教学资源与现有教材、课件、实验报告等进行整合,形成一套完整的教学体系。

(3)教学案例开发:结合实际教学需求,开发具有针对性的虚拟仿真教学案例,提高教学效果。

3. 教学方法创新(1)情景教学:通过虚拟仿真技术,为学生创设真实的教学场景,提高学生的学习兴趣和参与度。

基于虚拟化技术与仿真技术的网络实验平台构建

基于虚拟化技术与仿真技术的网络实验平台构建

基于虚拟化技术与仿真技术的网络实验平台构建【摘要】本文分析了当前网络实验中存在的一些困难,提出了基于虚拟化仿真软件技术的网络实验平台的构建方法。

该实验平台是在传统网络实验教学体系中使用虚拟化和软件仿真技术,搭建验证性或综合性的网络实验平台。

以使用vmware和packet tracer软件为例,说明了使用这些软件可方便、快捷地虚拟仿真各种的真实网络设备,构建仿真的实验环境。

【关键词】网络实验平台;虚拟化;仿真;vmware;packet tracer 0 引言目前许多高校、职业院校的计算机和网络专业都开设了网络安全、计算机网络技术等课程,课程中的实验内容大多是在网络及多机环境下进行,需要许多计算机和网络的硬件设备,要完成这些实验往往要配置专用的网络实验室。

随着众多的高校、职业院校蓬勃发展,在校生人数的不断增加,传统的网络实验环境难以满足需求,主要存在以下问题:1)网络设备缺乏。

常见的网络实验室中,每组的实验设备由若干台微机、路由器、交换机等构成,这些设备价格都比较昂贵,因此往往数量有限。

很多学校只能购买少量网络设备或者模块,用于演示性实验教学,学生很少有机会动手实践。

有些实验只能采取模拟软件来完成,或者不开设相关实验,这易使学生对抽象的计算机网络知识的学习产生厌学情绪。

2)教学方法单一。

很多学校采用了“教师理论讲解+教师操作演示+学生操作”的方式进行教学,当实验内容抽象理论较多、操作步骤复杂时,学生容易遗漏某些操作步骤,或难以理解其中原理,造成实验效果很不理想。

3)实验内容受限。

为保持微机操作系统稳定和维护方便,学校的网络实验室往往都安装了各种还原系统,不利于学生进行网络系统的安装或者网络安全类带有一定破坏性的实验。

4)网络教室维护难度大。

当使用网络教室的班级较多时,实验设备的维护、实验内容的设计、实验设备的恢复,都给实验教师带来繁重的工作。

5)实验课时有限。

部分学生不能在正常上课时间内完成实验内容,学生没有足够的时间进行实验,也会影响了这部分学生的实验学习效果。

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基于虚拟仿真平台的计算机网络课程实践教学 翟宏宇,赵建平,底晓强,张宇新

(长春理工大学计算机科学技术学院,吉林长春130022) 摘要:针对目前网络信息安全与攻防技术实践教学面临的问题,提出将虚拟仿真平台融入计算机网络基础课程实践教学改革中,介绍信息安全与网络攻防虚拟仿真实验教学平台功能,展示教学效果。

关键词:虚拟仿真平台;计算机网络;信息安全与网络攻防;实践教学 基金项目:长春理工大学教育科学规划课题(长理工教字[2014]24号);长春理工大学高等教育教学研究课题( 10805—12108)。

第一作者简介:翟宏宇,女,副教授,研究方向为软件工程、网络工程,zhy@cust.edu.cn。

0 引言 随着电子商务、电子政务和电子金融的普及,特别是云计算、大数据时代的到来,高等学校非计算机专业计算机网络人才的培养定位发生了巨大的变化。非计算机专业的计算机网络课程已被教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会列为计算机基础课程体系的6门核心课程之一㈣。通过学习该课程,学生在理解计算机网络基本知识和基本组成的基础上,应掌握基本的网络管理和计算机网络信息安全的主要相关技术,能够利用互联网进行信息获取、信息发布等。

1 计算机网络基础课程实践教学现状分析 计算机网络基础课程的突出特点是实践性和应用性,因此在教学过程中建立层次化的实验教学体系,增加学生的工程实践机会,让学生学习如何将理论知识应用于实际工作中,在实践中反思、深化对理论知识的认知,对于高等学校的人才培养是非常必要的。

传统的计算机网络实验课程往往依附于理论课程的设置,多数实验内容是对理论课程的验证与演示,对帮助学生深化理论知识的认识具有一定的作用,但不利于学生形成计算机网络的整体认识,不利于学生利用所学知识综合分析和解决实际工作中所面临的网络问题。

就网络信息安全教学部分而言,信息安全知识更新速度快、技能水平发展迅速,各类安全问题变化多端。网络信息安全与攻防技术的实验本身具有一定风险,如实验教学中涉及形形色色的病毒、为教学而设置网络安全漏洞等。如果在真实的网络中开展网络攻击、病毒注入等实验,将酿成灾难性后果。实验室病毒流向公共网络在计算机发展史上不乏其例,世界上第一例病毒就是从实验室流到公共网络的。正是由于网络信息安全与攻防技术本身所具有的特殊性和破坏性,使得该类教学的实验难以在真实的网络环境中完成,沦为“纸上谈兵”,因此,在实践教学中引入虚拟仿真实验技术是十分必要的。为此必须构建信息安全与网络攻防虚拟仿真实验教学平台。

2 信息安全与网络攻防虚拟仿真实验教学平台 信息安全与网络攻防虚拟仿真实验教学平台是一个集虚拟仿真实验资源建设、展示、管理、共享、交流、服务于一体的网络教学管理环境。平台提供自助式虚拟实验项目建设体系,利用虚拟现实技术辅助学生对虚拟仿真实验项目内容的认知和理解。学生可以在线学习虚拟仿真实验相关知识,预约虚拟实验设备和场地,通过网络共享平台的软硬件资源,完成计算机网络实践教学多项实验项目,包括网络信息安全与攻防技术这类特殊的实验项目(见图1)。学生可以利用虚拟仿真平台搭建复杂的企业内部网络结构,可以手动配置、连接和使用虚拟实验仪器设备进行实验,在完成实验后,教师对实验结果可以进行教学考核、评价和反馈。

虚拟仿真平台由远程接入模块、虚拟攻击机云模块、虚拟靶机云模块、扩展设备配置模块、监控中心模块、管理中心模块、实验配置模块和教学运行管理模块8个部分组成。局域网用户或互联网用户是指通过局域网或者互联网连接到平台,并使用该平台进行各种虚拟实验的学生;管理员是指维护和管理该平台的教师。平台在功能上集成实验教学管理信息系统,可以对实验设备、消耗材料、实验项目、实验报告、成绩等进行管理,支持实验预约、课表编排、师生互动等教学过程。

3 虚拟仿真平台的应用及教学效果 3.1 病毒模拟攻防实验 针对计算机病毒及计算机网络病毒的特点和传播特性,基于配套的软硬件资源搭建虚拟的网络实验环境,让学生在近似真实的网络环境中学习病毒攻防技术。实验系统提供近100余种典型病毒的源代码程序,实现各种病毒工作原理及感染方式的可视化;提供蠕虫病毒仿真实验环境、各种病毒的入侵与防御实验环境。 在蠕虫仿真实验中,教师组织学生2人成立一个攻防小组,分别操作主机A、B。主机A在实验平台下执行蠕虫模拟程序virus main.exe;主机B执行漏洞程序test virus body.exe,并启动协议分析器,捕获ARp数据包,查看ARP协议相关数据,等待被蠕虫病毒探测,直到被感染。通过验证病毒感染过程,学生更真切地了解计算机病毒所涉及的基本编制理论和感染机制。同时实验还包含验证杀毒工具效果和修改杀毒工具病毒验证条件重新尝试杀毒的实验内容,使学生能进一步熟悉和掌握计算机病毒的分析方法、预防方法及对抗手段,有针对性地补充各类编程语言和网络编程技术,有效地加强对病毒攻防知识的综合运用能力。

3.2 网络拓扑结构设计实验 我们利用Packet Tracer网络仿真软件构建虚拟网络结构搭建系统,并应用于虚拟化网络拓扑结构设计实验中。Packet Tracer提供了各种可视化的仿真设备模型,学生通过平台可以构建虚拟网络拓扑结构,灵活设置网络模拟环境中每个实体的参数,任意配置网络设备,虚拟组建大中型计算机网络。学生设计网络拓扑结构并对其进行配置,同时可观察协议的工作过程,其协议数据单元(PDU)在网络中的传送过程,查看交换机的交换表及路由器的路由表的转发情况,实时跟踪PDU在网络各节点的详细处理过程。图2为学生自行设计的虚拟仿真大型复杂网络结构。

学生还可以利用平台提供的网络地理标识,构建城市、楼宇、办公室、配线间等虚拟设置,根据实际的单位、企业需求进行总体规划和网络布局,达到了与真实环境的统一,提高了学生的学习兴趣和信心。

3.3 虚拟路由器模拟实验 虚拟仿真实验平台提供了大量的仿真网络设备,包括路由器、交换机、无线网络设备、服务器以及各种连接电缆和终端等。支持常用协议HTTP、DNS、TCP、UDP等协议模型,提供实时模式和仿真模式两种工作模式进行模拟实验。在实时模式下,学生可以直观地创建网络拓扑图和完成各种网络配置实验。

在仿真模式下,学生可以很清晰地看到数据包在网络中的传输过程,通过捕获和分析各种协议数据包,加深对协议的理解。此外,学生可以修改其中的网络拓扑、实体参数、所用协议等,灵活地设置网络模拟环境中每个实体的参数,可以只获取自己感兴趣的网络运行细节的相关数据。通过这种设置方式,学生可以有针对性地更改网络模拟环境,从不同的角度获取有用数据,分析网络性能,全面理解网络运行过程。学生根据实际需要绘制网络拓扑结构,并且在实验过程中可以随时改变网络拓扑结构,使实验灵活多变;设备的配置界面也是图形化,使配置过程简洁明了。学生通过该系统既可以学习网络基础知识,又能任意配置网络设备和规划组建中小型计算机网络的实验环境。

3.4 网络协议仿真实验 在虚拟仿真实验平台的网络协议仿真系统中,学生可以利用仿真编辑器手动编辑和发送各种协议数据包,然后由协议分析器捕获网络数据包,并对常用协议(IPv4和IPv6)进行解析,将网络会话过程以十六进制数据和图形两种方式直观地表达出来。

在POP、SMTP协议实验中,仿真编辑器上都安装有outlook express软件,学生利用“TCP工具”和SMTP命令、POP3命令编辑邮件并发送,学习了SMTP协议、POP3协议的命令用法,以及一个邮件发送的过程。同时学生利用仿真编辑器编辑SMTP数据包,能更好地理解SMTP的工作过程和数据包封装格式。

网络协议仿真教学系统让学生在实践过程中更深入地掌握网络的内部结构和协议。通过编译各种协议的数据包,学生能够深入学习计算机网络的内部原理和运行机制,调动学习的主动性,增强设计能力,拓宽设计思路。

4 结语 虚拟化仿真平台有效地解决了计算机网络教学过程中遇到的难题。依据信息安全及网络攻防要求,虚拟化仿真平台为学生提供了多样化的网络主机、网络设备、网络类型和实验环境,吸引学生主动地走人实验室进行学习和研究。下一步我们将积极探索云教学平台的建设,采用协作、自适应以及互联网在线的方式为学生的创新实验和科研训练提供支撑;积极强化新技术教学内容、改良教学方法,充分挖掘大学生创新性实验项目,培养学生对虚拟化技术及云计算的综合应用能力,从而为社会输送高素质的人才。

参考文献: [1]王李冬,安康,曹世华,基于虚拟实验平台的计算机网络实践课程教学探讨【J】.高等理科教育,2014(6): 93-94.

[2]教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会.高等学校计算机基础核心课程教学实施方案[M].北京:高等教育出版社,2014: 2045.

[3]谭方勇,张燕,李金祥.基于虚拟仿真软件技术的计算机网络实验教学体系【J】.计算机时代,2011(11): 51-53. [4]强振平,李彤.非计算机专业计算机网络课程教学研究[J].大学教育,2014(17): 119-120.

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[7]蔡群英,黄镇建,搭建网络实验环境的探索与实践【J】.计算机与数字工程,2009(6): 195-197.

(编辑:彭远红)

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