【摘 要】探索在高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)課程中應(yīng)用虛擬技術(shù)，通過問卷調(diào)查、教學(xué)日志、訪談學(xué)生等手段收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，研究表明：應(yīng)用虛擬技術(shù)教學(xué)不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、專業(yè)技能和學(xué)習(xí)成績(jī)，而且教師的教學(xué)觀念得到更新，專業(yè)能力得到迅速提升。

【關(guān)鍵詞】高職 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程

虛擬技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2013）05C-

0062-02

受場(chǎng)地、環(huán)境、時(shí)效性等因素的影響，高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)用虛擬技術(shù)勢(shì)在必行。為使應(yīng)用虛擬技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革中出現(xiàn)的問題得到及時(shí)、直接和有效的解決，教師有必要以研究者、參與者和當(dāng)事人的身份，對(duì)如何應(yīng)用虛擬技術(shù)全面提高實(shí)踐教學(xué)、技能訓(xùn)練的效率和效果展開研究。

一、高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)課程中存在的問題

（一）教學(xué)所需的高性能實(shí)驗(yàn)環(huán)境保障不夠

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，很多實(shí)驗(yàn)都需要高性能的硬件支持。目前，部分高職院校由于資金短缺，實(shí)踐教學(xué)所需服務(wù)器、路由器、防火墻、入侵防御系統(tǒng)等教學(xué)設(shè)備在類別、性能和數(shù)量等方面略顯不足，部分課程內(nèi)容的實(shí)踐教學(xué)無法展開。

（二）實(shí)訓(xùn)環(huán)境不易搭建、不能重復(fù)利用

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)很多課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)境需要做繁雜的準(zhǔn)備工作，需沿用一個(gè)階段、一個(gè)學(xué)期甚至幾個(gè)學(xué)期，有些實(shí)驗(yàn)需從一門課程沿用到另一門課程。如安裝配置網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、安裝配置服務(wù)器、連接與配置PC機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。像這樣為每一個(gè)實(shí)驗(yàn)搭建起相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境不僅費(fèi)時(shí)而且費(fèi)力。有時(shí)好不容易把實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建起來，學(xué)生卻沒有足夠的時(shí)間在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)完成實(shí)踐，但為了不影響實(shí)驗(yàn)室下一節(jié)課的使用，不得不把一切恢復(fù)原狀。這樣，學(xué)生下次課要再繼續(xù)做此實(shí)踐項(xiàng)目，則只能重新搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，而且由于學(xué)生能力水平參差不齊，由學(xué)生自己重新搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境或還原配置時(shí)進(jìn)度不一，無法保證實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)度，影響了實(shí)踐教學(xué)的順利開展。

二、解決方案

為了從根本上解決問題，提高教學(xué)效果，應(yīng)制訂一套行之有效的解決方案。解決的思路是研究和引入虛擬技術(shù)，搭建教學(xué)所需的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境、虛擬實(shí)驗(yàn)室，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行改革，制作教學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景快照以解決重復(fù)搭建繁雜實(shí)驗(yàn)環(huán)境的問題，虛擬實(shí)驗(yàn)室與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室結(jié)合使用，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（一）引入虛擬技術(shù)

1.虛擬多種平臺(tái)的服務(wù)器和PC機(jī)。在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、Windows系統(tǒng)服務(wù)、Linux系統(tǒng)服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等課程的實(shí)踐教學(xué)過程中，經(jīng)常需要同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)不同平臺(tái)的服務(wù)器和PC機(jī)，現(xiàn)實(shí)往往提供不了這樣的環(huán)境。利用VMware虛擬技術(shù)則可在一臺(tái)真機(jī)中構(gòu)造出多種平臺(tái)的服務(wù)器和PC機(jī)，此環(huán)境與真實(shí)系統(tǒng)并無區(qū)別，并且不會(huì)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)造成損害。

2.虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝與調(diào)試等課程中，路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是不可或缺的。而真實(shí)設(shè)備往往具有操作耗時(shí)、更新淘汰快、設(shè)備費(fèi)用昂貴、數(shù)量有限等特點(diǎn)。GNS3則能在一臺(tái)真機(jī)上虛擬出多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并且操作界面及命令與真實(shí)設(shè)備沒有任何區(qū)別，從而滿足教師備課、學(xué)生實(shí)踐等需要。

3.聯(lián)合多種虛擬軟件，構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室。在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、項(xiàng)目實(shí)踐等綜合性較強(qiáng)的課程中，會(huì)涉及以上提到的服務(wù)器、PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，綜合運(yùn)用VMware、GNS3等虛擬軟件，能構(gòu)建綜合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、實(shí)施大型項(xiàng)目。

（二）改革教學(xué)內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的教學(xué)主要采用項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。引入虛擬技術(shù)之前，由于受到設(shè)備和場(chǎng)地的限制，進(jìn)行任務(wù)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)只能就著現(xiàn)有的條件來設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)某個(gè)知識(shí)模塊或某個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的任務(wù)和項(xiàng)目，而不能充分考慮設(shè)計(jì)基于工作過程的項(xiàng)目和學(xué)習(xí)情景。引入虛擬化技術(shù)后，聯(lián)合應(yīng)用多種虛擬化技術(shù)建立虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，意味著每個(gè)學(xué)生都可以擁有自己的虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，有條件去模擬經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)行業(yè)各個(gè)崗位的整個(gè)工作過程。鑒于此，我們按照基于工作過程的理念，設(shè)計(jì)出課程的學(xué)習(xí)情景。

以“網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)”為例，通過行業(yè)調(diào)研和工作分析會(huì)對(duì)典型工作任務(wù)進(jìn)行分析，我們?cè)O(shè)計(jì)了三個(gè)學(xué)習(xí)情境，具體任務(wù)選取如表1所示。

（三）制作實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景集

不同于真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室中搭建學(xué)習(xí)情境的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境時(shí)，可以利用虛擬技術(shù)的快照、保存功能，把每一個(gè)易出錯(cuò)、難理解等關(guān)鍵步驟場(chǎng)景制作快照保存下來，重復(fù)利用。或利用虛擬機(jī)的錄像功能把整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程錄制成視頻文件。用此方法，為每一個(gè)學(xué)習(xí)情境中的任務(wù)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，形成課程配套的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景集。有了實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)景集，需要對(duì)某個(gè)步驟或環(huán)節(jié)進(jìn)行講解時(shí)，教師只需要快速回到相應(yīng)場(chǎng)景快照便可進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生也可以根據(jù)自身情況靈活選擇實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，這將會(huì)大大提高課堂效率和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（四）實(shí)驗(yàn)環(huán)境虛實(shí)結(jié)合

引入虛擬技術(shù)后，學(xué)生可以自己為每一個(gè)學(xué)習(xí)情景設(shè)計(jì)方案，并在虛擬實(shí)驗(yàn)室中實(shí)施該方案。待學(xué)生都熟悉方案的實(shí)施過程后，再組織學(xué)生到真實(shí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，又避免了因?qū)W生不熟悉或操作不當(dāng)而損壞相關(guān)設(shè)備，更重要的是讓學(xué)生真正體會(huì)到了現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)方案的實(shí)施過程，實(shí)現(xiàn)了與社會(huì)的“零距離”接觸。在實(shí)踐教學(xué)中，虛、實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境相結(jié)合使用，更全面地培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。

三、對(duì)方案的反思

經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的行動(dòng)研究，此次在網(wǎng)絡(luò)安全與防護(hù)課程教學(xué)中引入虛擬技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，取得了良好的效果，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些不足。為了全面了解實(shí)踐教學(xué)效果，在學(xué)院課堂教學(xué)調(diào)查問卷的基礎(chǔ)上制作了一份本研究需要的問卷，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)3個(gè)班的100名學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查與訪談。調(diào)查顯示95%的學(xué)生認(rèn)為運(yùn)用虛擬技術(shù)上課效果好，教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控辦的評(píng)教數(shù)據(jù)顯示該專業(yè)的教師得分均在90分以上，較前兩年有較大提高。從調(diào)查和訪談結(jié)果來看，在教學(xué)中引入虛擬技術(shù)對(duì)教學(xué)產(chǎn)生的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）對(duì)學(xué)生的影響

1.對(duì)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的影響。在虛擬環(huán)境下，學(xué)生可以看到教師實(shí)際的操作過程，加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。調(diào)查顯示，引入虛擬技術(shù)后，96%的學(xué)生掌握了本課程的知識(shí)；學(xué)習(xí)進(jìn)度快的學(xué)生還完成了拓展實(shí)踐項(xiàng)目。

2.對(duì)學(xué)生技能形成的影響。在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度靈活地選擇實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，遇到困難時(shí)可以參考老師在場(chǎng)景快照中給出的步驟。另外，可將課堂教學(xué)有效延伸到課外，學(xué)生課后的實(shí)驗(yàn)不再受到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的限制，只要有電腦就可以自己建立虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組建或網(wǎng)絡(luò)安全部署與防護(hù)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的差異問題得到了有效的解決，大大提高學(xué)生的技能。調(diào)查結(jié)果顯示，90%學(xué)生掌握了網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技能，95%學(xué)生認(rèn)為虛擬技術(shù)幫助自己提高了操作能力。學(xué)生在各級(jí)各類網(wǎng)絡(luò)技能大賽中獲得較好的成績(jī)。

3.對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)策略的影響。虛擬技術(shù)對(duì)于學(xué)生來說是一種學(xué)習(xí)的手段，在學(xué)習(xí)過程中遇到問題時(shí)可以自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行驗(yàn)證從而獲取知識(shí)同時(shí)提高分析、解決問題的能力。調(diào)查結(jié)果顯示，85%的學(xué)生會(huì)選擇虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，90%的學(xué)生認(rèn)為虛擬實(shí)驗(yàn)可以為探索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界提供便利條件。在課后對(duì)學(xué)生訪談中，得知學(xué)生意識(shí)到了虛擬技術(shù)是一種新的學(xué)習(xí)手段，以后會(huì)繼續(xù)利用它來探索計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。

（二）對(duì)教師的影響

1.對(duì)教學(xué)觀念的影響。通過對(duì)虛擬技術(shù)研究和應(yīng)用的深入，教師認(rèn)識(shí)到不應(yīng)受教材條條框框的限制，而應(yīng)結(jié)合企業(yè)需求，運(yùn)用基于工作過程的“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)理念指導(dǎo)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與任務(wù)的劃分，使工學(xué)結(jié)合一體化、學(xué)教做一體化。

2.對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)策略的影響。虛擬技術(shù)拓展了教師的視野，很多企業(yè)項(xiàng)目原來無法實(shí)現(xiàn)，在虛擬技術(shù)的支持下，讓環(huán)境的搭建與項(xiàng)目的實(shí)施變得不再有困難，老師因此能設(shè)計(jì)出更多、更好、更有針對(duì)性的項(xiàng)目與任務(wù)。

3.對(duì)專業(yè)能力的影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，有了虛擬技術(shù)的支持，教師的研究與實(shí)踐不再是紙上談兵，專業(yè)能力得到迅速的提升。

4.對(duì)教學(xué)技能和教學(xué)心理的影響。虛擬技術(shù)的應(yīng)用，使得教師授課不再是光說不練，教學(xué)技能得到提高，教學(xué)心理趨于成熟。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用虛擬技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)興趣變濃厚了，學(xué)生的技能和學(xué)習(xí)成績(jī)有了明顯提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)策略也有所改變，教師的教學(xué)觀念得到了更新，專業(yè)能力得到迅速的提升，授課方法新穎生動(dòng)，課堂氣氛也活躍了，運(yùn)用現(xiàn)代化教育技術(shù)的能力得到了鍛煉，增進(jìn)了對(duì)課程、教學(xué)問題的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步明確了課程改革的思路與方向。

【參考文獻(xiàn)】

[1]石中英，王衛(wèi)東，王妙函.行動(dòng)研究[M].北京：教育科學(xué)出版社，2003，6

[2]黃波.論“網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)”課程虛擬化實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)新[J].教育與職業(yè)，2011（3）

[3]秦?zé)?運(yùn)用虛擬化技術(shù)模擬黑客入侵與防御[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011（8）

【基金項(xiàng)目】廣西教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2011年度立項(xiàng)課題（2011C0230）

【作者簡(jiǎn)介】勞翠金（1972- ），女，柳州城市職業(yè)學(xué)院講師，碩士。

（責(zé)編 盧 雯）