時間:2022-01-30 06:01:44
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1概述
計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機科學技術(shù)最熱門的分支之一。在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下,計算機網(wǎng)絡(luò)的教學已成為計算機類專業(yè)及相關(guān)專業(yè)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(wǎng)絡(luò)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(tǒng)實驗教學存在軟硬件要求高、設(shè)備昂貴且更新淘汰快、設(shè)備共享性差、實驗時間和空間受限等弊端。網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境下的模擬實驗很好地解決了這一問題,它將抽象的網(wǎng)絡(luò)概念形象化,把枯燥的網(wǎng)絡(luò)原理具體化,讓學生直觀地看到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的行為,了解各種環(huán)境或因素對網(wǎng)絡(luò)的影響。在眾多網(wǎng)絡(luò)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(huán)境、便捷友好的結(jié)果分析界面。利用OPNET仿真技術(shù),可以搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺,模擬真實的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲、協(xié)議、通信量仿真及網(wǎng)絡(luò)流量在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸、交換等過程,并能夠通過搜集分析網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù),升級和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò),還能夠進行網(wǎng)絡(luò)故障分析、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開發(fā)等。因此,本文嘗試將OPNET運用到計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學中,以增強學生的動手能力和創(chuàng)新能力,提高教師的教研水平。
2OPNET輔助教學
2.1計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程分析
計算機網(wǎng)絡(luò)課程為將來從事計算機網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的開發(fā)和研究、網(wǎng)絡(luò)的使用和維護提供必要的基礎(chǔ)知識。課程要求側(cè)重掌握計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)中各層次意義及其相互間關(guān)系以及網(wǎng)絡(luò)互連等知識。其主要教學任務(wù)就是OSI(OpenSystemInterconnection)的七層模型,對于每一層上的相關(guān)協(xié)議,由于內(nèi)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(xié)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(wǎng)絡(luò),觀察網(wǎng)絡(luò)運行情況,獲取網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)進行比較,從而獲得感性認識,深入透徹的理解和掌握網(wǎng)絡(luò),但是網(wǎng)絡(luò)實驗涉及交換機、路由器、計算機等大量設(shè)備,這些設(shè)備不僅昂貴,而且更新?lián)Q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(shè)計合理的實驗項目,彌補現(xiàn)實實驗的不足,顯得十分重要。
2.2仿真實驗體系設(shè)計
OPNET實驗設(shè)計是在理論學習的基礎(chǔ)上將抽象的網(wǎng)絡(luò)概念具體化,模擬提供網(wǎng)絡(luò)行為的可視化,將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,互聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)及協(xié)議統(tǒng)一在一個可視的工作視圖中,使離散的抽象網(wǎng)絡(luò)概念具體統(tǒng)一在實際設(shè)計中。具體步驟:(1)確定實驗對象。本文針對的是網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計的學生。(2)確定教學內(nèi)容。以O(shè)SI七層模型為基礎(chǔ),涉及網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層等相關(guān)協(xié)議的應(yīng)用。(3)明確教學目標。讓學生結(jié)合理論知識分析問題,提高對知識的應(yīng)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(huán)境,能按步驟的完成實驗,在完成實驗的基礎(chǔ)上運用知識進行網(wǎng)絡(luò)性能的初步分析,最后將知識活學活用,明白產(chǎn)生結(jié)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(jié)、分析、考核。依據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)課程培養(yǎng)目標,采用基礎(chǔ)操作型、綜合型、設(shè)計創(chuàng)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(yǎng)。
2.3仿真實驗內(nèi)容設(shè)計
依據(jù)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(jié)合的原則,設(shè)計六組實驗,新實驗內(nèi)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(nèi)容。通過前面對網(wǎng)絡(luò)性能的分析,也有助于后面綜合網(wǎng)絡(luò)性能的分析。通過對運行網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境所得圖像分析,讓學生了解影響網(wǎng)絡(luò)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(jié)果。
2.4仿真實驗教學模式設(shè)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(wǎng)絡(luò)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(jù)老師反饋情況,在仿真軟件上進行自主探究學習。
3結(jié)論
本文從教學應(yīng)用角度出發(fā),將網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)運用于網(wǎng)絡(luò)實驗課堂教學中,以O(shè)SI參考模型為準繩,摸索設(shè)計了一套通過網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)進行實驗教學的方法。實踐證明,該方法作為實踐環(huán)節(jié),豐富了實驗教學內(nèi)容,加深了學生對網(wǎng)絡(luò)知識和技術(shù)的感性認識。對已具備一定的網(wǎng)絡(luò)實驗條件的院校,該方法也是對實踐環(huán)節(jié)有益的補充。