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網(wǎng)絡(luò )工程的仿真實(shí)訓教學(xué)論文
1仿真實(shí)訓教學(xué)方案
傳統的網(wǎng)絡(luò )工程實(shí)訓課教學(xué)一般采用“以項目為導向、以自主設計為主導、以答辯為驗證手段”的項目管理思想,結合目前已有的實(shí)驗條件和學(xué)生動(dòng)手能力發(fā)布一定數量的項目選題,由學(xué)生根據選題要求完成“需求分析”“邏輯設計”和“測試與驗證”等實(shí)訓任務(wù),最后提交實(shí)訓報告[5-6]。新的仿真實(shí)訓教學(xué)方案增加了“仿真設計分析”和“優(yōu)化與調整”兩個(gè)關(guān)鍵步驟,如圖1所示,引導學(xué)生在實(shí)訓過(guò)程中對仿真結果進(jìn)行分析和比較,對邏輯設計結果進(jìn)行反復改進(jìn)和提高,直到實(shí)現優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò )設計方案,重視了工程思維能力訓練。圖1基于項目仿真的實(shí)訓教學(xué)流程1)任務(wù)發(fā)布。實(shí)訓課程開(kāi)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、設計思考題和項目報告書(shū)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(shí)訓時(shí)間內完成需求分析、邏輯設計、仿真設計分析、測試與驗證等項目。仿真實(shí)驗完成配置和測試任務(wù)后,組內開(kāi)展仿真結果分析,完成思考題。最后,每位學(xué)生提交一份符合基本標書(shū)規范的實(shí)訓報告,特別優(yōu)秀的學(xué)生還被要求答辯,將學(xué)習經(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(shí)間為一天,上午搜集資料,下午整理資料,填寫(xiě)需求采集表。3)邏輯設計。在邏輯設計階段,學(xué)生要使用Visio2003繪制出詳細的網(wǎng)絡(luò )結構圖,使用PacketTracer等仿真軟件畫(huà)出實(shí)驗拓撲結構圖,或在教師提供的初次設計圖上加以修改。4)仿真設計分析。有些仿真實(shí)訓任務(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,通常挑選少數優(yōu)秀學(xué)生完成,并給予一定平時(shí)成績(jì)獎勵。選做題目一旦順利完成,必須參與答辯。(1)初次仿真包設計:為了降低學(xué)生完成仿真任務(wù)的難度,同時(shí)也讓學(xué)生對項目的邏輯設計結果有一個(gè)初步認識,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(dòng)手實(shí)驗前先觀(guān)察初次仿真包的運行情況,對一些指標作出合理分析。(2)二次仿真設計:二次仿真設計是指學(xué)生在教師提供的實(shí)驗任務(wù)和初次仿真包的基礎上,根據實(shí)驗任務(wù)要求進(jìn)行獨立思考,完成最終的仿真設計任務(wù)。這一步任務(wù)的成功與否取決于學(xué)生的主動(dòng)性和實(shí)驗思考題的引導。例如,“多層交換設計”項目中,VLAN路由的問(wèn)題復雜性有3個(gè)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(guò)思考題逐步引導學(xué)生完成這3個(gè)層次的仿真設計。再例如“WLAN網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)設計”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(gè)寬帶路由器,通過(guò)思考題也可以引導學(xué)生深入理解這兩類(lèi)無(wú)線(xiàn)設備的用途差別。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(jìn)行連通性測試,有些任務(wù)需要對路由協(xié)議性能進(jìn)行測試,有些任務(wù)則需要對時(shí)延、吞吐量、丟包率等進(jìn)行QoS測試。6)優(yōu)化與調整。學(xué)生完成仿真任務(wù)測試后,如果發(fā)現問(wèn)題或有新的想法,可以在指導教師的幫助下進(jìn)行新的設計。優(yōu)化與調整是通過(guò)精心設計的思考題來(lái)激發(fā)的,是鍛煉學(xué)生思維能力的關(guān)鍵步驟。
2實(shí)訓效果分析
筆者嘗試仿真實(shí)訓教學(xué)方法5年有余,近年來(lái)通過(guò)總結和整理,將主要教學(xué)內容編寫(xiě)成教材并出版,得到國內同仁廣泛支持。實(shí)際教學(xué)效果也比較大,往屆學(xué)生中有2人在畢業(yè)3年內通過(guò)CCIE認證,有5人通過(guò)CCNP認證。2012年取得H3C網(wǎng)絡(luò )大賽湖北省賽區本科組第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(zhuān)科班級統計了前6個(gè)任務(wù)的完成情況,對一個(gè)27人的本科班級統計了后6個(gè)任務(wù)的完成情況,實(shí)訓教學(xué)效果分析如表1所示。其中一般難度任務(wù)的實(shí)訓項目完成情況較好,基本上所有學(xué)生都能順利完成實(shí)驗任務(wù);而較難級別任務(wù)選題學(xué)生數不多,且完成率低于選題學(xué)生的50%;最后一個(gè)“無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )仿真與分析”項目始終無(wú)人選擇。
3結語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò )工程實(shí)驗教學(xué)的關(guān)鍵是通過(guò)不同層次的實(shí)驗內容設計幫助學(xué)生掌握系統化的網(wǎng)絡(luò )工程項目設計方法。本文結合項目驅動(dòng)式教學(xué)思想,通過(guò)在傳統實(shí)訓教學(xué)方案的基礎上增加“仿真設計分析”和“優(yōu)化與調整”兩個(gè)環(huán)節,構建了切實(shí)可行的教學(xué)方案,培養了學(xué)生的工程化思維能力,在學(xué)生高層次就業(yè)和專(zhuān)業(yè)競賽中取得較好成績(jì)。未來(lái)的工作還將進(jìn)一步研究仿真項目的規�；碗y易搭配的合理性問(wèn)題,使實(shí)驗計劃的編排更合理。
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