網(wǎng)絡(luò)工程的仿真實訓(xùn)教學(xué)論文
1仿真實訓(xùn)教學(xué)方案
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程實訓(xùn)課教學(xué)一般采用“以項目為導(dǎo)向、以自主設(shè)計為主導(dǎo)、以答辯為驗證手段”的項目管理思想,結(jié)合目前已有的實驗條件和學(xué)生動手能力發(fā)布一定數(shù)量的項目選題,由學(xué)生根據(jù)選題要求完成“需求分析”“邏輯設(shè)計”和“測試與驗證”等實訓(xùn)任務(wù),最后提交實訓(xùn)報告[5-6]。新的仿真實訓(xùn)教學(xué)方案增加了“仿真設(shè)計分析”和“優(yōu)化與調(diào)整”兩個關(guān)鍵步驟,如圖1所示,引導(dǎo)學(xué)生在實訓(xùn)過程中對仿真結(jié)果進行分析和比較,對邏輯設(shè)計結(jié)果進行反復(fù)改進和提高,直到實現(xiàn)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案,重視了工程思維能力訓(xùn)練。圖1基于項目仿真的實訓(xùn)教學(xué)流程1)任務(wù)發(fā)布。實訓(xùn)課程開始前,教師將選題資料發(fā)布給學(xué)生。選題資料包括項目需求描述、初次仿真包、設(shè)計思考題和項目報告書模板等[7]。每3位學(xué)生分為一組,每組選題都不一樣,學(xué)生需要在1周實訓(xùn)時間內(nèi)完成需求分析、邏輯設(shè)計、仿真設(shè)計分析、測試與驗證等項目。仿真實驗完成配置和測試任務(wù)后,組內(nèi)開展仿真結(jié)果分析,完成思考題。最后,每位學(xué)生提交一份符合基本標(biāo)書規(guī)范的實訓(xùn)報告,特別優(yōu)秀的學(xué)生還被要求答辯,將學(xué)習(xí)經(jīng)驗介紹給其他學(xué)生,答辯順利可以獲得小禮品。2)需求分析。需求分析工作留給學(xué)生自行完成,時間為一天,上午搜集資料,下午整理資料,填寫需求采集表。3)邏輯設(shè)計。在邏輯設(shè)計階段,學(xué)生要使用Visio2003繪制出詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,使用PacketTracer等仿真軟件畫出實驗拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,或在教師提供的初次設(shè)計圖上加以修改。4)仿真設(shè)計分析。有些仿真實訓(xùn)任務(wù)難度較小,要求所有學(xué)生必須完成;有些難度較大,屬于選做型,通常挑選少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生完成,并給予一定平時成績獎勵。選做題目一旦順利完成,必須參與答辯。(1)初次仿真包設(shè)計:為了降低學(xué)生完成仿真任務(wù)的難度,同時也讓學(xué)生對項目的邏輯設(shè)計結(jié)果有一個初步認(rèn)識,我們?yōu)閷W(xué)生提供了能夠直接測試和運行的初次仿真包。學(xué)生在動手實驗前先觀察初次仿真包的運行情況,對一些指標(biāo)作出合理分析。(2)二次仿真設(shè)計:二次仿真設(shè)計是指學(xué)生在教師提供的實驗任務(wù)和初次仿真包的基礎(chǔ)上,根據(jù)實驗任務(wù)要求進行獨立思考,完成最終的仿真設(shè)計任務(wù)。這一步任務(wù)的成功與否取決于學(xué)生的主動性和實驗思考題的引導(dǎo)。例如,“多層交換設(shè)計”項目中,VLAN路由的問題復(fù)雜性有3個層次:單交換機不同VLAN如何路由、多交換機同一VLAN如何路由、多交換機不同VLAN如何路由,通過思考題逐步引導(dǎo)學(xué)生完成這3個層次的仿真設(shè)計。再例如“WLAN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)計”中,CiscoAP和LinksysWRT300N配置方法大同小異,但AP通常用作集中器和橋接器用,而WRT300N則是一個寬帶路由器,通過思考題也可以引導(dǎo)學(xué)生深入理解這兩類無線設(shè)備的用途差別。5)測試與驗證。測試與驗證針對不同仿真任務(wù)有所不同,有些任務(wù)需要進行連通性測試,有些任務(wù)需要對路由協(xié)議性能進行測試,有些任務(wù)則需要對時延、吞吐量、丟包率等進行QoS測試。6)優(yōu)化與調(diào)整。學(xué)生完成仿真任務(wù)測試后,如果發(fā)現(xiàn)問題或有新的想法,可以在指導(dǎo)教師的幫助下進行新的'設(shè)計。優(yōu)化與調(diào)整是通過精心設(shè)計的思考題來激發(fā)的,是鍛煉學(xué)生思維能力的關(guān)鍵步驟。
2實訓(xùn)效果分析
筆者嘗試仿真實訓(xùn)教學(xué)方法5年有余,近年來通過總結(jié)和整理,將主要教學(xué)內(nèi)容編寫成教材并出版,得到國內(nèi)同仁廣泛支持。實際教學(xué)效果也比較大,往屆學(xué)生中有2人在畢業(yè)3年內(nèi)通過CCIE認(rèn)證,有5人通過CCNP認(rèn)證。2012年取得H3C網(wǎng)絡(luò)大賽湖北省賽區(qū)本科組第5名(三等獎),Cisco網(wǎng)絡(luò)大省級一等獎2人。以2013年教學(xué)情況為例,我們對42人的專科班級統(tǒng)計了前6個任務(wù)的完成情況,對一個27人的本科班級統(tǒng)計了后6個任務(wù)的完成情況,實訓(xùn)教學(xué)效果分析如表1所示。其中一般難度任務(wù)的實訓(xùn)項目完成情況較好,基本上所有學(xué)生都能順利完成實驗任務(wù);而較難級別任務(wù)選題學(xué)生數(shù)不多,且完成率低于選題學(xué)生的50%;最后一個“無線網(wǎng)絡(luò)仿真與分析”項目始終無人選擇。
3結(jié)語
網(wǎng)絡(luò)工程實驗教學(xué)的關(guān)鍵是通過不同層次的實驗內(nèi)容設(shè)計幫助學(xué)生掌握系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)工程項目設(shè)計方法。本文結(jié)合項目驅(qū)動式教學(xué)思想,通過在傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)方案的基礎(chǔ)上增加“仿真設(shè)計分析”和“優(yōu)化與調(diào)整”兩個環(huán)節(jié),構(gòu)建了切實可行的教學(xué)方案,培養(yǎng)了學(xué)生的工程化思維能力,在學(xué)生高層次就業(yè)和專業(yè)競賽中取得較好成績。未來的工作還將進一步研究仿真項目的規(guī)�；碗y易搭配的合理性問題,使實驗計劃的編排更合理。
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