网络工程的仿真实训教学论文
1仿真实训教学方案
传统的网络工程实训课教学一般采用“以项目为导向、以自主设计为主导、以答辩为验证手段”的项目管理思想,结合目前已有的实验条件和学生动手能力发布一定数量的项目选题,由学生根据选题要求完成“需求分析”“逻辑设计”和“测试与验证”等实训任务,最后提交实训报告[5-6]。新的仿真实训教学方案增加了“仿真设计分析”和“优化与调整”两个关键步骤,如图1所示,引导学生在实训过程中对仿真结果进行分析和比较,对逻辑设计结果进行反复改进和提高,直到实现优化的网络设计方案,重视了工程思维能力训练。图1基于项目仿真的实训教学流程1)任务发布。实训课程开始前,教师将选题资料发布给学生。选题资料包括项目需求描述、初次仿真包、设计思考题和项目报告书模板等[7]。每3位学生分为一组,每组选题都不一样,学生需要在1周实训时间内完成需求分析、逻辑设计、仿真设计分析、测试与验证等项目。仿真实验完成配置和测试任务后,组内开展仿真结果分析,完成思考题。最后,每位学生提交一份符合基本标书规范的实训报告,特别优秀的学生还被要求答辩,将学习经验介绍给其他学生,答辩顺利可以获得小礼品。2)需求分析。需求分析工作留给学生自行完成,时间为一天,上午搜集资料,下午整理资料,填写需求采集表。3)逻辑设计。在逻辑设计阶段,学生要使用Visio2003绘制出详细的网络结构图,使用PacketTracer等仿真软件画出实验拓扑结构图,或在教师提供的初次设计图上加以修改。4)仿真设计分析。有些仿真实训任务难度较小,要求所有学生必须完成;有些难度较大,属于选做型,通常挑选少数优秀学生完成,并给予一定平时成绩奖励。选做题目一旦顺利完成,必须参与答辩。(1)初次仿真包设计:为了降低学生完成仿真任务的难度,同时也让学生对项目的逻辑设计结果有一个初步认识,我们为学生提供了能够直接测试和运行的初次仿真包。学生在动手实验前先观察初次仿真包的运行情况,对一些指标作出合理分析。(2)二次仿真设计:二次仿真设计是指学生在教师提供的实验任务和初次仿真包的基础上,根据实验任务要求进行独立思考,完成最终的仿真设计任务。这一步任务的成功与否取决于学生的主动性和实验思考题的引导。例如,“多层交换设计”项目中,VLAN路由的问题复杂性有3个层次:单交换机不同VLAN如何路由、多交换机同一VLAN如何路由、多交换机不同VLAN如何路由,通过思考题逐步引导学生完成这3个层次的仿真设计。再例如“WLAN网络互联设计”中,CiscoAP和LinksysWRT300N配置方法大同小异,但AP通常用作集中器和桥接器用,而WRT300N则是一个宽带路由器,通过思考题也可以引导学生深入理解这两类无线设备的用途差别。5)测试与验证。测试与验证针对不同仿真任务有所不同,有些任务需要进行连通性测试,有些任务需要对路由协议性能进行测试,有些任务则需要对时延、吞吐量、丢包率等进行QoS测试。6)优化与调整。学生完成仿真任务测试后,如果发现问题或有新的想法,可以在指导教师的帮助下进行新的'设计。优化与调整是通过精心设计的思考题来激发的,是锻炼学生思维能力的关键步骤。
2实训效果分析
笔者尝试仿真实训教学方法5年有余,近年来通过总结和整理,将主要教学内容编写成教材并出版,得到国内同仁广泛支持。实际教学效果也比较大,往届学生中有2人在毕业3年内通过CCIE认证,有5人通过CCNP认证。2012年取得H3C网络大赛湖北省赛区本科组第5名(三等奖),Cisco网络大省级一等奖2人。以2013年教学情况为例,我们对42人的专科班级统计了前6个任务的完成情况,对一个27人的本科班级统计了后6个任务的完成情况,实训教学效果分析如表1所示。其中一般难度任务的实训项目完成情况较好,基本上所有学生都能顺利完成实验任务;而较难级别任务选题学生数不多,且完成率低于选题学生的50%;最后一个“无线网络仿真与分析”项目始终无人选择。
3结语
网络工程实验教学的关键是通过不同层次的实验内容设计帮助学生掌握系统化的网络工程项目设计方法。本文结合项目驱动式教学思想,通过在传统实训教学方案的基础上增加“仿真设计分析”和“优化与调整”两个环节,构建了切实可行的教学方案,培养了学生的工程化思维能力,在学生高层次就业和专业竞赛中取得较好成绩。未来的工作还将进一步研究仿真项目的规模化和难易搭配的合理性问题,使实验计划的编排更合理。
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