趙霞

（南京曉莊學(xué)院 數(shù)學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210017）

地方院校非數(shù)學(xué)專業(yè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的研究

趙霞

（南京曉莊學(xué)院 數(shù)學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210017）

地方院校非數(shù)學(xué)專業(yè)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況的好壞直接影響非數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì).學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在認(rèn)知、情感方面.教師宜充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)興趣和習(xí)慣，給學(xué)生更多自己“發(fā)現(xiàn)知識(shí)”的機(jī)會(huì)，以改善學(xué)習(xí)現(xiàn)狀.

地方院校；非數(shù)學(xué)專業(yè)；數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

截至2006年年底，全國2286所普通高校中，部委屬高校共計(jì)107所，其余2179所普通高校為地方高校，占全國普通總數(shù)的95.3%.在教育部“關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見”中明確提出高等院校必須“深化教學(xué)內(nèi)容改革，建立與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的課程體系.要根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的需要，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，將新知識(shí)、新理論和新技術(shù)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，為學(xué)生提供符合時(shí)代需要的課程體系和教學(xué)內(nèi)容.”非數(shù)學(xué)專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)課程就是為了適應(yīng)科技進(jìn)步和時(shí)代的要求，讓學(xué)生從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中獲得一種使用知識(shí)、處理問題的能力.

1 理論基礎(chǔ)

建構(gòu)主義認(rèn)為，獲得知識(shí)的多少取決于學(xué)習(xí)者根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)有關(guān)知識(shí)意義的能力，不取決于學(xué)習(xí)者記憶和背誦教師講授內(nèi)容的能力.外部信息本身沒有什么意義，意義是學(xué)習(xí)者通過新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)間的反復(fù)的、雙向的相互作用過程而建構(gòu)成的.這里的已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)(既包括學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的預(yù)備知識(shí)，也包括已經(jīng)形成的思維方式)決定了教師或教科書所呈現(xiàn)的信息理解程度與學(xué)習(xí)方式.學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)時(shí)很容易受他們之前的學(xué)習(xí)習(xí)慣和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的影響.據(jù)調(diào)查，在美國只有22%的大學(xué)生達(dá)到形式運(yùn)算的階段.我國的地方本科院校學(xué)生中有一部分還達(dá)不到形式運(yùn)算階段，對(duì)這些學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)的抽象概念時(shí)，只能以感性經(jīng)驗(yàn)加以支持、感性知識(shí)加以輔助.利用“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法”激發(fā)學(xué)生的好奇心（探究反射），創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生主動(dòng)探究的平臺(tái).學(xué)生的好奇心是其內(nèi)在動(dòng)機(jī)的原型，是學(xué)生內(nèi)在動(dòng)機(jī)的初級(jí)形式，外部動(dòng)機(jī)也必須將其轉(zhuǎn)化為內(nèi)在動(dòng)機(jī)才能起作用.因此，應(yīng)切實(shí)了解非數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生在大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中有哪些困難，是認(rèn)知方面的還是情感方面的，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法與策略.

2 學(xué)習(xí)現(xiàn)狀研究

在筆者的問卷調(diào)查中，將近57%的同學(xué)認(rèn)為大學(xué)數(shù)學(xué)很難學(xué)，這說明非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)感覺有些吃力，可接受性一般.59%的同學(xué)認(rèn)為，數(shù)學(xué)在“用數(shù)學(xué)的思維方式考慮和解決問題”方面對(duì)其幫助最大；2236位同學(xué)認(rèn)為“僅傳授數(shù)學(xué)知識(shí)和技巧的大學(xué)數(shù)學(xué)課程不能達(dá)到數(shù)學(xué)教育的目的”，占總?cè)藬?shù)的52%，可見學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的要求是“可應(yīng)用”于生活.學(xué)生表示，將近七成的教師在課堂上很少“幫助我們創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，啟發(fā)我們的思維”.同時(shí)六成的學(xué)生認(rèn)為目前的大學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容可應(yīng)用性不強(qiáng).

22%的同學(xué)不喜歡上大學(xué)數(shù)學(xué)課，將近四成學(xué)生對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)的感覺是“說不清”，這些說不清的學(xué)生最后能否轉(zhuǎn)變觀念喜歡上數(shù)學(xué)，關(guān)鍵就要看大學(xué)數(shù)學(xué)課程的設(shè)置、教材的選用以及課堂教學(xué)工作做得恰當(dāng)、細(xì)致與否了.學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最現(xiàn)實(shí)、最活躍的成份，只有真正喜愛所學(xué)的東西，對(duì)它產(chǎn)生了濃厚的興趣，才能真正學(xué)好它.孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者.”只有“樂之”，才能“樂學(xué)”.興趣是學(xué)生學(xué)好功課的前提，是教學(xué)成敗的關(guān)鍵.學(xué)生在大學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)態(tài)度還是比較好的，43%的同學(xué)“都能認(rèn)真對(duì)待老師布置的大學(xué)數(shù)學(xué)作業(yè)”.

有一半的學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)是認(rèn)可的，認(rèn)為“教師的教學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)大數(shù)很重要”.學(xué)生對(duì)教師的課堂教學(xué)仍有比較強(qiáng)的依賴性，主動(dòng)探究的意識(shí)比較薄弱，60%的同學(xué)希望教師在大學(xué)數(shù)學(xué)新授課教學(xué)中“講解要細(xì)，再通過例子和練習(xí)讓學(xué)生理解”.同時(shí)，72%的同學(xué)認(rèn)為“老師講課時(shí)，少數(shù)學(xué)生有機(jī)會(huì)回答問題，發(fā)表見解”，42%的同學(xué)回答說“在大學(xué)數(shù)學(xué)課上，老師從不組織觀點(diǎn)辯論、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、解法對(duì)比討論、自主發(fā)現(xiàn)探究活動(dòng)等教學(xué)活動(dòng)”可見大學(xué)數(shù)學(xué)的課堂還是以教師講授為主，學(xué)生的參與機(jī)會(huì)比較少.

3 思考與建議

非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生對(duì)所學(xué)的大學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容可接受性一般，興趣一般，究其原因，這與目前地方本科院校招收的學(xué)生層次良莠不齊有關(guān).

1999年全國普通高校招生總數(shù)153萬人，比上年增加45萬人，增幅達(dá)42%.2000年高等教育毛入學(xué)率11%；2005年達(dá)到21%.到2008年全國普通高校招生總數(shù)達(dá)600萬人我們假定條件統(tǒng)統(tǒng)不變，即中學(xué)的教育質(zhì)量不變的情況下，擴(kuò)招就是把原來錄取不上的學(xué)生錄取了.比如原來錄取的分?jǐn)?shù)線是550分，現(xiàn)在降低到500分.這勢(shì)必造成部分大學(xué)入學(xué)學(xué)生的質(zhì)量下降.基礎(chǔ)比較差的學(xué)生對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)的興趣和接受能力相對(duì)會(huì)弱一些.

學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣不大的另一個(gè)原因是心理調(diào)試沒到位.大學(xué)里需要每個(gè)學(xué)生主動(dòng)完善自我.從中學(xué)到大學(xué)，學(xué)習(xí)內(nèi)容與方式會(huì)發(fā)生變化，而部分中學(xué)里的佼佼者還沒有做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，造成心理緊張，以致影響學(xué)習(xí)興趣.這時(shí)，需要我們老師在情感上多給學(xué)生關(guān)懷和鼓勵(lì).教師對(duì)學(xué)生真摯的情感，必能使學(xué)生感到情真意切，從而“親其師，信其道”，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，并保持旺盛的學(xué)習(xí)熱情.在不斷尋求好的學(xué)習(xí)方法、不斷收獲的過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情會(huì)被激發(fā)出來.要讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)從應(yīng)付學(xué)習(xí)到積極學(xué)習(xí)，需要進(jìn)行各種實(shí)踐與嘗試.

3.1 引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)略數(shù)學(xué)的魅力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)在科技進(jìn)步、文化交流、自身發(fā)展等方面的重要作用，教學(xué)中將數(shù)學(xué)史料和教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)結(jié)合，注意師生互動(dòng)，充分尊重每個(gè)學(xué)生的發(fā)展?jié)摿?如在極限概念的教學(xué)時(shí)，可以利用《莊子·天下篇》的“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”以及古代數(shù)學(xué)家劉徽的“割圓術(shù)”——“割之彌細(xì)，所失彌少，割之又割，以至于不可割，則與圓合體而無所失矣”作為引入，改變學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)只是一門枯燥課程的看法，以提高教學(xué)效果.

3.2 注重思維發(fā)展，有針對(duì)性地選擇教學(xué)內(nèi)容

大學(xué)生正處于思維發(fā)展非?；钴S的階段，教師應(yīng)多因勢(shì)利導(dǎo)，盡量避免過分強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)公式、理論的死記硬背.非數(shù)學(xué)專業(yè)數(shù)學(xué)教育的目的并不是讓學(xué)生學(xué)多少公式、定理，而是讓學(xué)生接受數(shù)學(xué)文化的熏陶，用數(shù)學(xué)家的眼光觀察世界，用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問題，激發(fā)他們對(duì)數(shù)學(xué)科學(xué)的熱愛.日本著名數(shù)學(xué)教育家米山國藏曾說過：“我搞了多年的數(shù)學(xué)教育，發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)诔踔?、高中接受的?shù)學(xué)知識(shí)因畢業(yè)進(jìn)入社會(huì)后，幾乎沒有什么機(jī)會(huì)應(yīng)用這些作為知識(shí)的數(shù)學(xué)，所以通常是出校門不到一、兩年就很快忘掉了.然而，不管他們從事什么業(yè)務(wù)工作，惟有深深銘刻于頭腦中的數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)的思維方法、研究方法和著眼點(diǎn)等，都隨時(shí)隨地發(fā)生作用，使他們受益終生.”因此，教師在備課中選擇最適合所教專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)的內(nèi)容、將數(shù)學(xué)思想以最可行亦最宜行的方式根植于學(xué)生的頭腦中是教師教學(xué)的重點(diǎn).

3.3 鼓勵(lì)學(xué)生把握機(jī)會(huì)，提高運(yùn)用知識(shí)的能力

學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的最終目的是將所學(xué)應(yīng)用于實(shí)踐.在平時(shí)的教學(xué)與學(xué)習(xí)過程中，學(xué)校和老師應(yīng)盡可能給學(xué)生安排實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓他們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)自身缺點(diǎn)，在實(shí)踐中促進(jìn)學(xué)習(xí)；要教育學(xué)生不要“兩耳不聞天下事，一心只讀圣賢書”.在教師的引導(dǎo)下，通過自主學(xué)習(xí)，學(xué)生才能摸索出最適合自己的、最有效的學(xué)習(xí)方式和方法.

誠如華羅庚先生所說：數(shù)學(xué)無處不在.社會(huì)的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)的延續(xù)也離不開社會(huì).社會(huì)生活中諸如統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的處理、制表、分析，以及股票、利息、保險(xiǎn)、分期付款以及考古、圖象識(shí)別等這些與人生活休戚相關(guān)的日常生活都涉及到數(shù)學(xué)知識(shí)，數(shù)學(xué)在日常生活作用也愈來愈突出.地方院校的非數(shù)學(xué)專業(yè)的教學(xué)研究工作任重而道遠(yuǎn).教師在非數(shù)學(xué)專業(yè)教授數(shù)學(xué)課程時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)思維的開放性、應(yīng)用性、靈活性和解決問題的獨(dú)立性，創(chuàng)新性.數(shù)學(xué)是發(fā)展的，是繼承的，但與社會(huì)的發(fā)展也應(yīng)該是相互融合的.

〔1〕肖玲莉.地方本科院校發(fā)展定位趨同化現(xiàn)象探析[D].華中科技大學(xué)，2008.

〔2〕詹星.地方本科院校培養(yǎng)目標(biāo)與課程體系研究[D].江西師大教育學(xué)院高教研究中心，2007.

〔3〕中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見[J].http://www.zlgc.org/Detail.aspx?Id=1157.2007-2-17.

〔4〕袁洲.高中、大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)銜接問題的研究[D].揚(yáng)州大學(xué)，2005.

〔5〕季素月，錢林.大學(xué)與中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)銜接問題的研究[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào)，2000，9(4).

〔6〕趙德肅.布魯納“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”對(duì)素質(zhì)教育的啟示[J].貴州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（5）.

〔7〕謝淑萍.教師良好的心理品質(zhì)對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用[J].考試周刊，2008（1）.

〔8〕1998-2000年數(shù)據(jù)摘自相應(yīng)年份 “中國教育事業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒”.

〔9〕周濟(jì)在2006亞洲教育北京論壇的部長圓桌會(huì)議的致辭.

〔10〕中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局.中國統(tǒng)計(jì)年鑒，2009.

〔11〕茅于軾.大學(xué)擴(kuò)招帶來了什么［J］.新青年·權(quán)衡.新青年期刊出版總社，2006.

〔12〕孫曉云，郭志鵬.大學(xué)文科數(shù)學(xué)教學(xué)的思考[J].遼寧教育行政學(xué)院，2010（8）.

〔13〕胡威.中師數(shù)學(xué)作業(yè)的改革實(shí)踐與思考[D].東北師范大學(xué)，2004.

〔14〕張順燕.數(shù)學(xué)的源與流[M].高等教育出版社，2003.Vol.28No.5 May2012

赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）

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第28卷 第5期（下）2012年5月

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是信息收集、分配、存儲(chǔ)、處理、消費(fèi)的最重要的載體[1].在人們的生活中，網(wǎng)絡(luò)可謂是無所不在，它逐漸成為人們通信和獲取信息的首選方式.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程也成為高校理工類專業(yè)的必修課程.但是該課程中講述的理論非常的抽象和枯燥，所以如何改進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)方法，就成為高校教學(xué)改革中的一個(gè)重要問題.

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn)

1.1 課程的理論內(nèi)容

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，目前，多數(shù)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教材都是以O(shè)SI七層模型或TCP/IP五層模型為線索[2]，并加入無線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理等內(nèi)容.課程的第一部分主要講述各種網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)、功能、協(xié)議和相關(guān)算法，這些模型包括局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、無線網(wǎng)等.第二部分主要講述各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用.要學(xué)會(huì)這些知識(shí)，就需要記憶大量的內(nèi)容，學(xué)習(xí)枯燥的協(xié)議和算法.

傳統(tǒng)的教學(xué)方法都比較單調(diào)，教學(xué)手段一般是板書或幻燈片，教學(xué)方法一般是老師在上面講學(xué)生在下面聽.對(duì)于協(xié)議和算法，學(xué)生很難有興趣學(xué)習(xí)，而且學(xué)過以后很容易忘記.對(duì)于很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，學(xué)生也只能看到圖片，而見不到真正的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所以難于理解其功能和用途.傳統(tǒng)的教學(xué)方法可能適用于高等數(shù)學(xué)等理論課程的教學(xué)，但是不適用于應(yīng)用性較強(qiáng)、更新較快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程.

1.2 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

為了加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力并解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)內(nèi)容難于理解的問題，通常在課程中加入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容可以增加課程的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深對(duì)協(xié)議和算法等內(nèi)容的理解.傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是在課堂上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真.課堂實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容一般有兩個(gè)，一個(gè)是使用程序?qū)W(wǎng)絡(luò)協(xié)議和算法進(jìn)行驗(yàn)證，一個(gè)是使用真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

隨著高校教學(xué)的發(fā)展，原有的教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要.首先，某些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理論知識(shí)較難理解，不同學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的掌握有著較大差別，如果僅限于規(guī)定時(shí)間的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，則會(huì)出現(xiàn)部分學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)達(dá)到了幫助理解理論知識(shí)和掌握實(shí)用技能的目的，而另一部分學(xué)生沒有完成實(shí)驗(yàn)的情況；其次，有些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類實(shí)驗(yàn)，如交換機(jī)、路由器、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置，需要在精密、昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上進(jìn)行操作，由于價(jià)格等方面的原因，交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不可能做到人手一臺(tái)，需要分組使用，這樣同一組學(xué)生中，有的學(xué)生操作較多，得到了較多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，而有些學(xué)生操作較少，沒有達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康腫3].不僅如此，許多實(shí)驗(yàn)課上使用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境非常復(fù)雜，學(xué)生在課下無法實(shí)現(xiàn).基于以上原因，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)該加入新的易于學(xué)生理解、操作的方法，并且實(shí)驗(yàn)環(huán)境簡單學(xué)生在課下也可以自己做.

2 OMNet++簡介

OMNet++是一個(gè)面向?qū)ο蟮哪K化的離散事件網(wǎng)絡(luò)仿真框架.它是一個(gè)通用的架構(gòu)，所以可以應(yīng)用在各種領(lǐng)域，如有線和無線通信網(wǎng)絡(luò)的建模，協(xié)議建模，隊(duì)列網(wǎng)絡(luò)建模，多處理機(jī)和其他分布式硬件系統(tǒng)建模，硬件架構(gòu)的驗(yàn)證，復(fù)雜的軟件系統(tǒng)性能問題的評(píng)估.在一般情況下，它能夠?qū)λ惺褂秒x散事件的系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，并可以方便地通過交換信息進(jìn)行通信的實(shí)體映射[4].

OMNet++是一個(gè)免費(fèi)的非商業(yè)軟件，可以運(yùn)行在Windows、Linux和MacOSX等多種操作系統(tǒng)中，4.0以后的版本使用的是圖形化界面EclipseIDE，操作非常方便.安裝過OMNet++之后，安裝目錄中包含許多實(shí)例，這些實(shí)例是一些典型網(wǎng)絡(luò)模型的仿真程序，這些實(shí)例既可以供初學(xué)者進(jìn)行學(xué)習(xí)研究也可以為編程者提供現(xiàn)成的實(shí)例.不僅如此，還有很多網(wǎng)絡(luò)模型程序可以添加到OMNet++的集成環(huán)境中，如TheINETFramework、MiXiM、Castalia、xMIPv6、ReaSE、OverSim、TheMobilityFramework(MF)等[4].

OMNet++程序包含兩個(gè)部分，一個(gè)是使用NED語言建

基于OMNet++的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法探索

張 濤，李 英

（南陽師范學(xué)院 軟件學(xué)院，河南 南陽 473061）

摘 要：本文分析了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，提出了新的教學(xué)方法.該方法將網(wǎng)絡(luò)仿真工具OMNet++引入網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的缺陷.

關(guān)鍵詞：OMNet++；計(jì)算網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

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--立網(wǎng)絡(luò)模型，一個(gè)是使用C++語言模擬網(wǎng)絡(luò)通信.做好這兩個(gè)部分后，再對(duì)配置文件omnetpp.ini等進(jìn)行配置，整個(gè)程序就可以運(yùn)行了.NED語言可以對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行建模.它首先定義網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)，然后再使用各種模塊門、信道等把結(jié)點(diǎn)連接起來，模塊門用于消息的接收和發(fā)送，信道用于詳細(xì)說明鏈接類型的特征.在一些大的網(wǎng)絡(luò)模型中，某個(gè)結(jié)點(diǎn)也是一個(gè)小的網(wǎng)絡(luò)模型.C++語言中存在很多為各種網(wǎng)絡(luò)模型定義的類，使用這些類可以對(duì)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，也可以利用這些類來定義自己的類，從而實(shí)現(xiàn)自己想要的仿真程序. 3 OMNet++在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用

OMNet++是一個(gè)功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)仿真工具，可以對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)模型、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和算法等進(jìn)行驗(yàn)證，能夠?qū)Ω鞣N網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能進(jìn)行模擬.如果把它應(yīng)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)中，便可輕松解決傳統(tǒng)教學(xué)方法所存在的問題.

在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課中，使用OMNet++對(duì)理論內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證，會(huì)使學(xué)生更進(jìn)一步的理解理論內(nèi)容，會(huì)使枯燥的理論便于記憶和理解，而且更有趣味性.對(duì)于學(xué)生來說，每次運(yùn)行程序，就是對(duì)理論內(nèi)容的一次復(fù)習(xí).OMNet++的安裝目錄中有一些現(xiàn)成的仿真程序，如Aloha、Fifo、Queue、Routing、Tictoc、Sockets等，它們是對(duì)一些現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)模型的模擬，教師可以利用這些模型或是它們的改進(jìn)程序進(jìn)行課堂教學(xué)或是實(shí)驗(yàn)課的仿真實(shí)例.精密、昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，無法讓學(xué)生使用，簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也很難做到人手一臺(tái)，通常采取分組實(shí)驗(yàn)的方法.但是并不是所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都要求學(xué)生能夠熟練的操作，針對(duì)不同的專業(yè)，只要求熟練的掌握幾種設(shè)備的操作即可.對(duì)于大部分需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，均可以使用OMNet++編程對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能進(jìn)行模擬.這樣，學(xué)生不僅在課堂上可以在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，在課下學(xué)生也可以自主的進(jìn)行模擬.

隨著無線網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為計(jì)算網(wǎng)絡(luò)課程中的一個(gè)重要內(nèi)容，但是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件條件，在學(xué)校里很難讓學(xué)生進(jìn)行真實(shí)環(huán)境的模擬.但是使用OMNet++可以對(duì)其進(jìn)行實(shí)例化.下面就以定向擴(kuò)散法為例介紹OMNet++的使用.定向擴(kuò)散法是在傳感器網(wǎng)絡(luò)中查詢結(jié)點(diǎn)間信息傳遞路徑的方法.在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳遞信息的路徑有很多條，該算法就是尋找最短路徑的方法之一.查打最短路徑的方法如圖1所示.

在程序中使用NED語言定義了7個(gè)結(jié)點(diǎn)node[0]~node [6]以及用于結(jié)點(diǎn)間通信的信道和門，使用C++語言編寫程序，程序的運(yùn)行結(jié)果就是輸出結(jié)點(diǎn)node[0]到node[6]的最短路徑.在C++程序中使用系統(tǒng)提供的類cTopology來實(shí)現(xiàn)這個(gè)算法.cTopology類主要是為了支持在遠(yuǎn)程連接或多處理器網(wǎng)絡(luò)的路由，類中提供了許多功能強(qiáng)大的方法.利用類中的方法calculateUnweightedSingleShortestPathsTo()便可找到兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間的最短路徑.程序運(yùn)行的結(jié)果如圖2所示，在圖中可以清晰的看到網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和程序的運(yùn)行結(jié)果.充分體現(xiàn)了OMNet++的優(yōu)點(diǎn)，及其給網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程帶來的便利.

4 結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的大從化，網(wǎng)絡(luò)人才的需求也越來越大，所以很多高校中都開設(shè)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程.但是傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不適合高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)課程，需要在課程中加入新的教學(xué)方法.本文提出了一種將網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)OMNet++加入網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程中的教學(xué)方法.新方法使用OMNet++對(duì)課程中的理論知識(shí)進(jìn)行仿真，使乏味的理論變成了活動(dòng)的程序，增加了課程的趣味性.新的教學(xué)方法使用OMNet++模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能，使學(xué)生更直觀的了解了它們的應(yīng)用方法，也使每個(gè)學(xué)生都可以自己編寫程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn).本文介紹了一個(gè)仿真程序?qū)嵗瑢?shí)例使網(wǎng)絡(luò)中的算法變得直觀而且便于觀察結(jié)果，體現(xiàn)了新教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn).

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參考文獻(xiàn)：

〔1〕黃傳河.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].科學(xué)出版社,2009.

〔2〕吳聰生.基于NS2的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)演示案例的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東:中國海洋大學(xué),2010.

〔3〕姜宏岸,趙啟升,伍俊明.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

[J].計(jì)算機(jī)教育,2009(21):128-130.

〔4〕http://www.omnetpp.org/.

圖1定向擴(kuò)散法

圖2程序運(yùn)行結(jié)果圖

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G 642

A 文章編號(hào)：1673-260X（2012）05-0226-02

A

1673-260X（2012）05-0231-02