许元朋

（黄冈师范学院计算机学院，黄州 438000）

《计算机网络》作为互联网技术的基础必修课程，越来越多的学校和专业开设了这门课程，它是一门理论性与实践性都很强的课程。在“新工科”背景下，特别对于应用型本科高校，应及时对《计算机网络》课程传统教育教学方法进行改革探索，引入新的技术，将理论和实践相结合，激发学生的学习兴趣和学习主动性，提高课堂教学效果，让学生更好的掌握所学的知识点。

1 《计算机网络》课程理论教学存在问题

1.1 知识点繁杂，整体体系难形成

《计算机网络》涉及了计算机、数据通信等多个学科领域的知识，知识面较广，知识点分散，而且理论性强，概念抽象，比如网络在传输数据时，是如何分层工作的，各层的协议又是如何对数据处理的，这些对学生初学时很难通过语言引导学生构建网络体系模型，学生对整个体现不清楚，单独去理解知识点就非常困难。

1.2 理论和实践衔接不足

课程理论性和实践性都较强，注重理论和实践相结合，因此该课程在讲解理论知识的同时，要求进行实践性演示和操作。而网络实验设备比较大，一般很难出现在理论课堂上，老师一般只将原理，不能演示和操作，学生也不知道怎么应用，导致学生不能用所学的理论知识不能应用到实际中去，加深了学生对知识的理解难度，而且也容易导致理论课程内容和实验课程内容无法衔接。

1.3 教学形式单一

《计算机网络》课程理论教学大多数教师还是采用传统教学模式，一个教师、一本书、一个PPT课件，就构成了教学的所有元素。这种教学形式老师一般都是照本或PPT宣科，很难有大的突破，使得学生不能很好的理解教材中的内容，降低对课程的学习兴趣，课堂教学效果比较差。

基于《计算机网络》的课程特点和理论教学的种种问题，本文作者认为将虚拟仿真技术引入到计算机网络课程理论教学中，保持计算机网络传授内容理论与实践知识的先进性，及时了解该学科最新研究发展动态和前沿，才能培养出具有实践和创新能力的高层次高素质人才。

2 虚拟仿真技术

虚拟仿真又称虚拟现实技术或模拟技术，是以计算机硬件为基础，采用虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库以及网络通讯等技术开发的一套软件[2]。虚拟仿真教学采用的形式主要有以下几种如：多媒体技术、人机交互技术、可视化技术、仿真技术、虚拟现实技术、虚拟仿真技术等。

将虚拟仿真技术应用到教学中，可以带来很多好处，如：丰富理论课堂教学形式，虚拟仿真教学的出现结束了教师只靠一张嘴进行讲解的情况，可以将实验等搬进理论课堂，满足实际课堂需求；可以增强学生对课程学习的兴趣提升学习主动性，通过虚拟仿真技术，教师可以让学生有置身其中的感觉，实现互动教学，能最大限度激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习，从而提升教学效果。

3 以CiscoPacket Tracer模拟器分析网络协议为例

《计算机网络》理论课程知识中，以网络协议为重点，也是全书的难点。Cisco Packet Tracer是一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境[3]。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况，并提供各种协议的模拟仿真，有利于教学和复杂的技术概念的学习。下面以Packet Tracer中进行模拟网络协议数据包的转发过程和分析数据包的格式内容变化为例，介绍如何利用Packet Tracer对网络协议进行解剖，帮助学生更好掌握各种网络协议。

首先在Packet Tracer中搭建好网络所需要的仿真环境。然后在软件主界面右下角切换为“模拟”模式，这个模式下可以通过看“事件列表”分析网络过程数据包。在模拟面板中，点选自动捕获即播放包转发过程，并连续生成数据包；如果要发一个包暂停一下，那么点选捕获/转发。在“事件列表”发现产生的TCP包，如果想看看每个TCP包的详细构成，点击相应Info图标位置，出现如图-1显示的界面。这里边有OSI模型和输出PDU详情，展现了分层协议的各个具体细节。可以看到TCP的类型字段为SYN，可以知道这是一个TCP同步报文，三次握手第一次。

图1 输出PDU详情图

图2 服务器发送SYN+ACK包

接着截取数据包，当SYN报文被Web服务器收到后，服务器发送SYN+ACK包，包的结构和内容如图2所示。

在整个软件仿真中，模拟器形象的给出了协议的工作过程，并且也跟踪到每一步协议所产生的数据包的格式和内容的变化，让枯燥、抽象的理论知识变成了形象、生动的实验演示课程，大大提高了学生的学习积极性和主动性。和传统的教师空洞讲解比较，通过仿真软件更形象，更具体，让原本抽象、空洞的理论知识，变成了可控、可观的具体展示，大大降低了课程学习的难度，能增加学生的学习兴趣促进学生学习的主动性。

4 结束语

信息技术的快速发展为我们带来了很多新鲜事务，作为一名教师，要不断学习新知识，利用新工具，改变教学理念、模式、方法及手段。将虚拟仿真技术引入理论课题，使教师易教，学生易学，并且能提升学生的操作能力、分析能力和理解能力，为学生的就业和升学提供助力。