浅析虚拟网络实验室在中职计算机网络教学中的应用

王多鹏

（甘肃省张掖市职业技术教育中心，甘肃张掖 734000）

传统中职计算机网络教学由于技术设备不够先进，难以有效创新教学模式和方法，制约了学生计算机网络素养的进一步发展。虚拟网络实验室整合了虚拟机和网络设备模拟器，不仅投入成本较低，而且在计算机网络教学中适用范围非常广泛。因此，教师应该明晰虚拟网络实验室在中职计算机网络教学中的应用价值，借助虚拟网络实验室开展多样化的计算机网络实践探究活动，从而提高计算机网络教学的技术水平，驱动学生养成良好的专业实践素养。下面我们就对虚拟网络实验室的教学应用展开研究。

一、虚拟网络实验室在中职计算机网络教学中的应用价值

中职计算机网络教学领域的虚拟网络实验室，简单来讲就是利用虚拟机和网络设备模拟器打造的计算机网络虚拟环境，其中虚拟机可以提供和真实计算机无异的CPU、内存、硬盘、光驱等“硬件”，网络设备模拟器具备自定义网络拓扑功能，用户构建网络可以省去频繁变更console 连线、切换设备等烦琐环节。经过计算机网络学情分析和理论实践研究，笔者将虚拟网络实验室在中职计算机网络教学中的应用价值概括整理为以下三个方面：

第一，应用虚拟网络实验室可以激发学生计算机网络学习兴趣。中职计算机网络课程知识技能具有较强的抽象性，同时教师在讲授计算机网络知识时往往以理论教学为主，硬件和软件资源都比较匮乏，学生参与计算机网络探索兴致不高。虚拟网络实验室的突出应用价值，就是可以提高学生学习计算机网络课程的主动性。虚拟网络实验室中客户端和服务器端的操作界面都十分精细、友好，如服务器端操作界面采用Java、web start 等形式加载，学生可以根据操作界面指示完成网络设备本地调用和模拟结果统计等实验操作，从而提高计算机网络教学便捷性和趣味性，促使学生主动参与计算机网络模拟探究活动。

第二，应用虚拟网络实验室有助于教师演示计算机网络操作技术。教师演示操作是计算机网络教学中的重要环节，过往教师在实施演示操作时，由于担心部分操作会对设备和软件造成损伤，所以用口头讲解代替这部分示范操作，限制了学生对计算机网络技能的完整掌握。应用虚拟网络实验室可以化解上述难题，虚拟机所提供的设备和软件是以文件形式存在于物理计算机中的，教师在向学生演示硬盘分区、格式化等操作时，并不会改变真实计算机的硬盘设置，更无需担心会损害计算机其他设备和软件。在虚拟环境下，系统安全得到保障，学生也能通过观看教师演示习得计算机网络操作技能。

第三，应用虚拟网络实验室能够创新学生计算机网络实践方式。中职计算机网络教学追求实践性，要想达到实践教学标准，教师设计多样化的计算机网络实践活动是非常有必要的。虚拟网络实验室在计算机网络教学中最大的应用优势，就是能够创新学生计算机网络实践方式，如教师可以根据计算机网络理论内容，利用虚拟网络实验室开展模拟网络管理实验、设备配置和调试实验、排障实验等等，设计丰富多彩的计算机网络实践任务或项目，使学生获得充裕的技术实训机会，这样学生就能将吸纳到的计算机网络理论知识学以致用，通过实践训练解决实际的计算机网络问题，从而构建理实一体化的中职计算机网络教学体系。

二、虚拟网络实验室在中职计算机网络教学中的应用策略

（一）应用虚拟网络实验室实施计算机网络技术演示

虚拟网络实验室在中职计算机网络教学中的应用途径多种多样，其中最重要的一个途径就是用于教师实施计算机网络技术演示教学。相关教学策略如下：

第一，根据计算机网络技术操作需要，采用虚拟网络实验室演示讲解。在这一步，教师要根据演示教学需求做好网络虚拟实验平台的搭建，如课程演示目标是联网操作，那么教师就可以在PC 系统中安装sniffer、OPNET、NetSim 等软件，打造真实可视的联网操作环境。在正式实施计算机网络技术演示时，教师可以在虚拟实验平台为学生演示对等网和局域网的组建方法。在演示联网技术的同时，教师还要讲解运用网络测试命令了解网络状态的技巧，如ping、stat、route 等。基本的演示操作结束后，教师可以通过提问的方式引导学生交流和复述联网操作的流程和方法，并问询学生是否有没看清的步骤。如果学生有反馈意见，教师则需要将相应步骤重新演示一遍，尽量放慢演示操作速度，确保学生看清、记全操作要点，从而为学生下一步自主练习做好铺垫［1］。

第二，演示完毕后组织学生合作练习，促进学生熟练掌握技能操作要领。在这一步，教师应该组织学生在虚拟网络实验平台上练习教师演示讲授的联网操作方法，并给予一些指导。在学生基础练习完毕后，教师再趁热打铁发布一项高阶联网任务：在组建对等网和局域网的基础上，大家是否能在虚拟网络实验室中进行Web、FTP 服务器、DHCP 服务器的联网操作呢？各组学生立即应用虚拟网络实验平台和学到的操作技能开展任务探究。经过协作共议和操作，各组完成了多种服务器的联网，还有小组搭建出创新的无盘网络。在虚拟网络实验室的支持下，学生实现了对计算机网络操作技术的深度掌握和灵活运用［2］。

（二）应用虚拟网络实验室指导计算机网络设备配置

设备配置是中职计算机网络教学的主要内容，但是以往由于计算机产品更新迭代太快，教师开展网络设备配置教学遭遇多方掣肘。应用虚拟网络实验室能够消除上述弊病。很多虚拟网络软件都能模拟路由器和部分交换机，模拟操作与真实的网络设备配置环境一般无二，甚至可以说是真实设备的缩影。因此，教师应该在中职计算机网络设备配置教学中应用虚拟网络实验室，根据配置指导需要选择适宜的虚拟网络软件，从而夯实学生计算机网络设备配置基本功。相关教学策略如下：

第一，采用虚拟网络实验室指导三层交换机配置方法。在三层交换机配置教学中，教师宜采用虚拟网络软件Boson Net-Sim。首先，教师带领学生在虚拟网络实验平台进行网络结构规划。基于三层交换机配置的网络拓扑结构，以星形拓扑结构为主，教师可以让学生在验算纸上合作画出星形拓扑结构图，指导学生采用Windows XP 和100M 网络，不安装“文件共享及打印协议”，使用和计算机机号相对应的静态IP 地址，完成网络结构规划。其次，教师演示指导学生进入虚拟网络软件的管理模式，用console 线和交换机连接，通过Windows 的超级终端进入，单击管理模式中“开始”“运行”命令，输入“hypertrm”后确定，选择串行口COM1，设置COM 口连接参数时可以采用系统默认参数。接下来，教师演示指导学生配置交换机的VLAN，在虚拟网络软件中将需要的接口划入VLAN100，同时示范生成树、GVRP 的配置方法。最后，教师指导学生在虚拟网络软件中测试网络，先单击“开始”“运行”按钮，再输入“CMD”，最后按回车键，用于检测三层交换机配置情况。配置指导结束后，教师可让学生删除虚拟网络软件中保存的配置文件，鼓励学生根据星形拓扑结构图，重新进行三层交换机配置操作，促进学生对计算机网络配置方法的纯熟掌握［3］。

第二，采用虚拟网络实验室指导路由器配置方法。Boson NetSim 也适用于路由器配置教学，教师可以先让学生画出网络规划图，然后在虚拟网络软件中示范下阶交换机IP 地址的配置方法，继而演示路由器IP 地址、交换机路由表、路由器路由表、NAT、访问控制列表、动态路由协议RIP 的配置流程和方法。在学生基本领会路由器配置技术后，教师可以追加一个操作练习任务：同学们，请大家在虚拟网络实验平台创建一个网络静态路由，使用下一跳网关并将其管理距离设置为150，同时写出用于在路由器上将RIP 路由打开的命令、配置到默认路由的命令，以及用于配置标准的IP 访问列表来阻止网络上所有机器访问Ethenet 网络的命令。学生立即参与操作练习。教师应该巡视学生并检查各项命令是否准确，发现错误命令及时指出纠正，直到学生完成路由器配置任务，从而实现虚拟网络实验室的有效应用。

（三）应用虚拟网络实验室开展计算机网络仿真训练

虚拟网络实验室在中职计算机网络教学中应用空间极为广阔，适用于多种计算机网络仿真训练的实施要求，如使用常规操作可能会损害物理计算机软件和硬盘的训练。设备成本昂贵的群集类计算机网络训练以及网络安全和网络入侵训练等等借助虚拟网络实验室都能提升活动的可操作性。因此，教师在开展计算机网络仿真训练时，应该加强引入和应用虚拟网络实验室，从而增强学生计算机网络技术实操能力。相关教学策略如下：

第一，在虚拟仿真实验室中开展破坏性仿真训练。中职计算机网络课程中常见的破坏性仿真训练活动主要有硬盘分区、格式化、系统重装等等。以硬盘分区和格式化训练为例，教师可以在虚拟网络实验平台为学生操作讲解硬盘分区的创建、调整、拆分、删除和格式化等一系列技术要点。在学生初步掌握相关知识后，教师发布仿真训练内容：请大家分组在虚拟机系统中查看本地硬盘的分区信息，然后进行硬盘分区和格式化操作，比一比哪组对硬盘分区的规划最合理。在仿真训练过程中，教师需要提醒相关注意事项，如硬盘主分区的空间要留足，系统和应用分开来规划，做好备份和下载，保护好硬盘中重要、敏感的资料，完成分区操作后再实施硬盘格式化，锻炼学生规范创建、拆分、调整硬盘分区和格式化处理的能力。

第二，在虚拟仿真实验室中开展网络安全仿真训练。网络安全防护意识和能力是每个中职生都应该具备的计算机网络素养。在应用虚拟网络实验室时，教师可以开展漏洞查找、病毒入侵等形式的网络安全仿真训练。如教师可以在虚拟网络服务器中植入木马程序，然后组织学生自主探究，通过在虚拟机中安装防火墙、杀毒软件等操作对系统注册表和自启动相关联的项目设置权限限制等方法，防御和阻断虚拟网络服务器受到的木马程序攻击，这样学生网络安全维护能力就得到显著强化，真实的计算机系统安全也不受影响［4］。

（四））应用虚拟网络实验室开展计算机网络排障检测

排障是中职计算机网络教学体系中的重要课型。虚拟网络实验室能够根据排障教学需要模拟各种计算机网络故障和运行问题，因此教师应该依托虚拟网络实验室优化计算机网络排障检测教学，补足实战教学方面的短板，从而使学生积累充足的计算机网络故障诊断和排除经验。相关教学策略如下：

在应用虚拟网络实验室开展排障检测时，教师应该根据学生已经掌握的故障诊断和排除技能，设计真实、具体的排障项目。如在学生学习完局域网服务器故障排除方法后，教师可以利用虚拟网络实验室的模拟器，在域控制器中设置故障点，同时发布排障项目：同学们请看，虚拟平台管理员在域控制器上设置密码最短为6 个字符，但是当管理员新建用户时，输入密码123456 并不能成功，请大家合作找出故障并解决问题。学生马上投入故障诊断和排除探究，几分钟后，各组汇报故障诊断结果：虽然管理员设置的密码字符是6 位，但是管理员可能没有将DNS 服务器加入到域，或者是加入域的设置流程不全。教师认同学生诊断结果后追问：那么该如何解决新建用户不成功的故障呢？各组学生开展故障排除操作，右击DNS 服务器我的电脑，选择属性、系统属性、计算机名选项卡，点击更改按钮后，设置域名“abc.com”，最后输入有加入域权限的账户名和密码。接下来，教师让学生用管理员身份尝试新建用户，新建用户成功、故障顺利排除，从而切实培养学生计算机网络实践排障能力［5］。

三、结语

综上所述，在中职计算机网络教学中应用虚拟网络实验室有助于教师演示计算机网络操作技术，激发学生计算机网络学习兴趣，还能够创新学生计算机网络实践方式。因此，教师应该在中职计算机网络技术演示、设备配置、仿真训练以及排障检测等教学中加强应用虚拟仿真实验室，从而提升中职计算机网络教学水准和学生的综合素养。