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摘 要：本文分析了计算机类实验教学中的问题和不足,以锐捷网络实验室中计算机网络实验为例,提出了其计算机类实验课程教学模式的改进方法.通过引入计算机教学平台、WEB访问技术、计算机软件仿真及模拟器技术等现代教育技术手段,加强实验准备工作,达到提高教学效果,丰富教学形式和激发教学兴趣的目的.
关 键 词：计算机类；计算机网络；锐捷网络实验室；现代教育技术
中图分类号：TP3-4
计算机类课程主要是指程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络、微机系统、计算机系统结构、数据库系统、软件工程、人工智能等各类课程.配套的实验课程主要是根据理论知识设计程序编码并进行分析和测试,以验证理论.其主要的仪器设备包括实验用计算机,计算机网络设备、模拟器等.一直以来,传统的实验教学流程为预习、实验、报告三部分.这类实验模式存在预习不到位,操作内容少,思考空间狭隘等特点,实验效果普遍反应较差.针对这些情况,本文以我院建设的锐捷网络实验室为基础,利用现代教育技术的思想,架构计算机类实验教学环境上,以期消除传统实验的缺点.
计算机网络中交换机和路由器实验是配合《计算机网络》、《网络互联》、《计算机网络构建与管理》课程教学而另外开设的实验课程,是《计算机网络》课程的后继课程,也是现在计算机网络领域较好的导向型课程.我院软件工程、网络工程、计算机通信等专业相继开设的一门专业技术实验课程.本课程的教学任务是加深学生对计算机网络中相关交换设备、路由设备等操作能力的培养,熟练掌握交换机、路由器的配置方法.学习本课程可以进一步掌握计算机相关体系结构,并针对思科、华为等国内大型网络设备商的产品进行学习,以期更好的满足市场需求,促进就业率的提升.
1传统实验课程教学模式的改进与调整
根据传统实验模式存在预习不到位,操作内容少,思考空间狭隘的特点,力求从三个方面来进行修改.预习实验阶段,传统模式下要求理相应的理论知识,对实验需测试的内容有一定的了解,并完成实验预习报告.改进后要求学生在预习阶段通过web页面访问RG-LIMP平台内实验要求、实验目的、实验步骤、实验重点.正式实验阶段,传统模式先由教师讲解操作步骤和实验要求,然后学生按照要求操作实验并记录数据,再由教师检查通过：课后学生对实验数据计算整理,分析汇总,完成实验报告.改进后要求在老师讲解的基础上,学生进行操作,操作后遇到问题,通过实验平台上报,由教师根据所有学生上报的情况,抽取共性问题进行分析并讲解,讲解后学生根据自己问题再进行实验.完成报告阶段,传统模式下,学生根据发放的实验手册进行手动填写,效果不佳.改进后由学生根据自己实验结果上报数据平台,由数据平台直接分析并得出结果,学生根据结果来分析实验遇到的问题及总结结论.教师根据学生实验结果进行分析,并在此讲解实验中的问题及解决方式.
根据实验室提供的机遇RCMS平台的RG-LIMP系统可以完成教学模式的大部分工作,该平台同样可也用普通动态网站来建立,对于其他计算机类实验教学来说,RG-LIMP系统为非必备软件.利用该教学模式可以将大量的网络实验内容,有效的进行实验规划,方便实验管理.这也是利用现代教育技术理念建立的基于实验室架构下的网络教学环境,环境中将实验项目局限在试验台中,任何两组设备没有直接相连接,而是通过网络进行访问,这样就使得实验台间不在相互干扰,实验结果清晰无误.利用该网络环境同样避免了学生做实验中直接连接交换和路由设备的console口,避免了设备因长期插拔带来的硬件损坏.学生可以将有限的实验时间放到设备的调试及运行上.同样,在该网络环境下,教师可以轻松分配多组设备到实验小组中,可以轻松管理多组实验.同时由于实验室采取对网络传输协议的控制,实验台上因实验造成的协议震荡根本不会影响到校园网和外网的正常运行.同时,作为实验室管理中心的教师平台可以通过下发的方式,对每个实验台或每个学生的实验设备进行指定,确保其行为可控（包括安全权限、访问外网权限等）.
2利用WEB技术提高实验准备阶段的预习效果
在现代教育技术的理论框架下利用RG-LIMP系统可以对教学过程进行较好的管理.
RG-LIMP是实达锐捷公司针对高校网络实验室开发的一套网络实验管理系统,该系统才用B/S架构,基于浏览器进行访问.LIMP系统提供的网络环境中包括实验设备的选取、实验资料的浏览、实验课程的设定、实验结果的分析等功能.可以有效控制、分配、管理、分析实验中遇到的问题,可以帮助老师无论在教学环境还是实训环境进行实验室管理.LIMP登陆环境为web图形化界面,学生也可在网络延伸的任何区域进行浏览,拓展了实验室的空间和时间束缚,实现了“anywhere、anypc”.
RG-NTC100锐捷拓扑连接器配合RG-LIMP将图形化设计的拓扑结构转化成真实设备的拓扑搭建,保护了设备端口、缩短了拓扑搭建时间、实现了真正的远程实验.
3利用多媒体课件增强实验操作阶段的教学手段
根据计算机网络课程设计并制作课件后加入到LIMP中,学生实验前可以通过课件看到相关内容.课件呈现了实验的目的,实验仪器的介绍并付上仪器图片,接着讲解各个实验内容的操作步骤.步骤与步骤之间留有一定的时间间隔.以便于学生可以根据多媒体课件同步操作实验,课件生动形象的展示了实验操作步骤.
在实验中,为统一学生实验进程,要求学生在实验之前,预习实验内容要按照老师放置在LIMP环境中的课件为标准,掌握课件中的实验步骤.这样在学生实验过程中遇到的问题,在上报后,老师可以通过分析抽取共性问题进行讲解,简化了实验过程中因非实验故障造成的实验不能顺利进行的情况.
4利用仿真软件验证实验结果丰富实验内容
通过搭建这样的系统,锐捷网络实验室可以完成的实验内容设计是基于标准各种网络技术的,包括RSTP（802.1w快速生成树协议）、NAPT（基于802.3ad的链路聚合控制协议）、STP（802.1d生成树协议）、MSTP（802.1s基于VLAN生成树协议）、ACL（包括标准、扩展、时间以及基于二层/三层/四层包头字段的访问控制列表）、VRRP（虚拟路由器冗余协议）、NAT（网络地址转换）、STATICROUTE（静态路由）、VPN（虚拟专用网络）、RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先协议）、IGMPSnooping（组播探测协议）、ISDN、无线、PSTN、防火墙等.在此基础上,可以完成学校教学所需的局域网、广域网实验,并可将实验分成基础实验和高级实验两类.
学生通过以上方针协议的学习并完善实验手册.实验手册可以分两个部分,一是传统实验手册中对每个实验的教学目的、实验设备间相连的网络拓扑、实验的设备、实验操作步骤、实验结果及验证等内容,进行描述详尽、图文并茂.另外一种就是通过提交到LIMP环境中由系统进行分析后得出实验报告,并将该报告上缴老师进行批改.后者的效果在整个实验过程中效果较好.
5结束语
综上所述,通过现代教育技术理念下构建的用于计算机类实验室教学的网络环境,有利于整个实验的进程及效果.实验过程中减少了教师初期分配实验设备、实验小组的工作,减少了学生往来插拔实验设备造成实验设备损坏的机率,加强了学生通过web页面浏览实验资料的效率,提高了学生实验过程的时间效率.计算机网络实验教学模式改进后.通过参与实验的教师和学生反馈情况来看,其效果明显,学生操作能力和实验效果都有了显著的改善.虽然其中还有一些细节问题需要继续修改和完善,但通过我们不断的改革与探索,希望对于其他计算机类实验乃至于高职院校各类实验实践教学能有一定的参考价值与借鉴意义.