許元朋

（黃岡師范學(xué)院計算機(jī)學(xué)院，黃州 438000）

《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)必修課程，越來越多的學(xué)校和專業(yè)開設(shè)了這門課程，它是一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。在“新工科”背景下，特別對于應(yīng)用型本科高校，應(yīng)及時對《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程傳統(tǒng)教育教學(xué)方法進(jìn)行改革探索，引入新的技術(shù)，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性，提高課堂教學(xué)效果，讓學(xué)生更好的掌握所學(xué)的知識點(diǎn)。

1 《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程理論教學(xué)存在問題

1.1 知識點(diǎn)繁雜，整體體系難形成

《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》涉及了計算機(jī)、數(shù)據(jù)通信等多個學(xué)科領(lǐng)域的知識，知識面較廣，知識點(diǎn)分散，而且理論性強(qiáng)，概念抽象，比如網(wǎng)絡(luò)在傳輸數(shù)據(jù)時，是如何分層工作的，各層的協(xié)議又是如何對數(shù)據(jù)處理的，這些對學(xué)生初學(xué)時很難通過語言引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)體系模型，學(xué)生對整個體現(xiàn)不清楚，單獨(dú)去理解知識點(diǎn)就非常困難。

1.2 理論和實(shí)踐銜接不足

課程理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)，注重理論和實(shí)踐相結(jié)合，因此該課程在講解理論知識的同時，要求進(jìn)行實(shí)踐性演示和操作。而網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗設(shè)備比較大，一般很難出現(xiàn)在理論課堂上，老師一般只將原理，不能演示和操作，學(xué)生也不知道怎么應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生不能用所學(xué)的理論知識不能應(yīng)用到實(shí)際中去，加深了學(xué)生對知識的理解難度，而且也容易導(dǎo)致理論課程內(nèi)容和實(shí)驗課程內(nèi)容無法銜接。

1.3 教學(xué)形式單一

《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程理論教學(xué)大多數(shù)教師還是采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，一個教師、一本書、一個PPT課件，就構(gòu)成了教學(xué)的所有元素。這種教學(xué)形式老師一般都是照本或PPT宣科，很難有大的突破，使得學(xué)生不能很好的理解教材中的內(nèi)容，降低對課程的學(xué)習(xí)興趣，課堂教學(xué)效果比較差。

基于《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》的課程特點(diǎn)和理論教學(xué)的種種問題，本文作者認(rèn)為將虛擬仿真技術(shù)引入到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程理論教學(xué)中，保持計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳授內(nèi)容理論與實(shí)踐知識的先進(jìn)性，及時了解該學(xué)科最新研究發(fā)展動態(tài)和前沿，才能培養(yǎng)出具有實(shí)踐和創(chuàng)新能力的高層次高素質(zhì)人才。

2 虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真又稱虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或模擬技術(shù)，是以計算機(jī)硬件為基礎(chǔ)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)開發(fā)的一套軟件[2]。虛擬仿真教學(xué)采用的形式主要有以下幾種如：多媒體技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、可視化技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等。

將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中，可以帶來很多好處，如：豐富理論課堂教學(xué)形式，虛擬仿真教學(xué)的出現(xiàn)結(jié)束了教師只靠一張嘴進(jìn)行講解的情況，可以將實(shí)驗等搬進(jìn)理論課堂，滿足實(shí)際課堂需求；可以增強(qiáng)學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣提升學(xué)習(xí)主動性，通過虛擬仿真技術(shù)，教師可以讓學(xué)生有置身其中的感覺，實(shí)現(xiàn)互動教學(xué)，能最大限度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，從而提升教學(xué)效果。

3 以CiscoPacket Tracer模擬器分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為例

《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》理論課程知識中，以網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為重點(diǎn)，也是全書的難點(diǎn)。Cisco Packet Tracer是一個輔助學(xué)習(xí)工具，為學(xué)習(xí)思科網(wǎng)絡(luò)課程的初學(xué)者去設(shè)計、配置、排除網(wǎng)絡(luò)故障提供了網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境[3]。用戶可以在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并可提供?shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中行進(jìn)的詳細(xì)處理過程，觀察網(wǎng)絡(luò)實(shí)時運(yùn)行情況，并提供各種協(xié)議的模擬仿真，有利于教學(xué)和復(fù)雜的技術(shù)概念的學(xué)習(xí)。下面以Packet Tracer中進(jìn)行模擬網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)過程和分析數(shù)據(jù)包的格式內(nèi)容變化為例，介紹如何利用Packet Tracer對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行解剖，幫助學(xué)生更好掌握各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

首先在Packet Tracer中搭建好網(wǎng)絡(luò)所需要的仿真環(huán)境。然后在軟件主界面右下角切換為“模擬”模式，這個模式下可以通過看“事件列表”分析網(wǎng)絡(luò)過程數(shù)據(jù)包。在模擬面板中，點(diǎn)選自動捕獲即播放包轉(zhuǎn)發(fā)過程，并連續(xù)生成數(shù)據(jù)包；如果要發(fā)一個包暫停一下，那么點(diǎn)選捕獲/轉(zhuǎn)發(fā)。在“事件列表”發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的TCP包，如果想看看每個TCP包的詳細(xì)構(gòu)成，點(diǎn)擊相應(yīng)Info圖標(biāo)位置，出現(xiàn)如圖-1顯示的界面。這里邊有OSI模型和輸出PDU詳情，展現(xiàn)了分層協(xié)議的各個具體細(xì)節(jié)。可以看到TCP的類型字段為SYN，可以知道這是一個TCP同步報文，三次握手第一次。

圖1 輸出PDU詳情圖

圖2 服務(wù)器發(fā)送SYN+ACK包

接著截取數(shù)據(jù)包，當(dāng)SYN報文被Web服務(wù)器收到后，服務(wù)器發(fā)送SYN+ACK包，包的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如圖2所示。

在整個軟件仿真中，模擬器形象的給出了協(xié)議的工作過程，并且也跟蹤到每一步協(xié)議所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包的格式和內(nèi)容的變化，讓枯燥、抽象的理論知識變成了形象、生動的實(shí)驗演示課程，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。和傳統(tǒng)的教師空洞講解比較，通過仿真軟件更形象，更具體，讓原本抽象、空洞的理論知識，變成了可控、可觀的具體展示，大大降低了課程學(xué)習(xí)的難度，能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

4 結(jié)束語

信息技術(shù)的快速發(fā)展為我們帶來了很多新鮮事務(wù)，作為一名教師，要不斷學(xué)習(xí)新知識，利用新工具，改變教學(xué)理念、模式、方法及手段。將虛擬仿真技術(shù)引入理論課題，使教師易教，學(xué)生易學(xué)，并且能提升學(xué)生的操作能力、分析能力和理解能力，為學(xué)生的就業(yè)和升學(xué)提供助力。