基于虚拟仿真平台的网络工程专业核心课程实验教学实践研究
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作者:陈芳
摘 要：网络工程专业是一门实践性非常强的专业，开展联网的实验教学，有利于为学生创造一个体验性的真实学习环境。基于此，该文主要介绍了基于虚拟仿真平台的网络工程专业核心实验教学设计理论。该文从具体的设计实践，主要基于PACKET TRACER网络仿真平台的相关理论，来分析基于虚拟仿真平台实验课程的具体设计，并对课程设置当中的相关要点进行探讨。
关键词：虚拟仿真平台 网络工程专业 核心课程 实验教学
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（c）-0161-02
计算机科学是我国目前信息网络发展当中的重要基础科学之一，其实践性与应用性非常强。因而，开展有质量的虚拟实践课程，是为学生创造真实学习环境的重要手段之一。
1 基于虚拟仿真平台的网络工程专业核心实验教学设计理论
进入到互联网加时代，云计算技术、大数据技术、人工智能技术、移动互联网技术日新月异，网络通信设备、网络通信产品，更新换代越来越快，学生在进行网络工程专业学习的过程当中，很难脱离实践环境来进行单纯的理论学习，这样进行课程设计效果也是非常不好的。
PACKET TRACER网络仿真平台，在这样的教学发展背景下应运而生，它可以为计算机网络与网络工程专业的学生，提供核心课程的模拟改革策略，从而提高工程化教学效果，帮助学生在现有的实验条件下，克服环境的限制，提升实践能力，加快与社会的连接，从而更好地应用自己学到的理论知识，进行网络工程的相关研究与问题解决[1]。
2 基于虚拟仿真平台的实验课程具体设计
目前基于PACKET TRACER网络仿真平台的网络工程专业实验课程，主要包含的内容有：（1）离散数学课程;（2）计算机原理课程;（3）计算机程序设计课程;（4）数据结构分析课程;（5）计算机网络工程;（6）操作系统;（7）计算机网络与数据通信课程;（8）网络协议分析课程;（9）网络应用系统开发课程;（10）网络路由与交换技术课程等。这些课程之间相互联系、相互影响，构成了整个网络工程教育体系的基本脉络。
2.1 基于PACKET TRACER网络仿真平台的无线通信设计
学生可以通过线上教育与线下教育，来实现对网络的测试与评价，提高整个网络安全分析技术、网络安全管理技术、移动互联网通信技术与无线网络测评技术。
基于PACKET TRACER网络仿真平台的网络工程实验课程设计，就是利用无线通信技术，尤其是目前高水平的实验室四代移动通信技术，与正在研发与建设当中的第五代移动通信技术，利用移动IP协议和无线传感网络WSN，将整个移动网络模拟分析数据平台，架设在实验室的物联网Iot当中。
学生在进行实验操作的过程当中，可以通过软件定义网络SDN，来实现自动的数据获取、自动的实验操作、自动的实验进程结果分析。同时，学生还可以通过移动终端设备的客户端服务器，来实现自动缴费。并通过这个缴费终端的程序改进，来掌握电子商务、电子政务、移动支付等相关程序设计的内容。从建设实际来看，这种移动模拟平台的相关实验课程设计，是符合目前市场经济发展目标与人才培养方向的。应用PACKET TRACER网络仿真平台，可以满足社会对于网络工程专业的未来人才需求。
2.2 基于PACKET TRACER网络仿真平台的模块划分
基于PACKET TRACER网络仿真平台的网络工程实验课程设计主要包含以下几个模块。
第一，PACKET TRACER网络仿真平台利用TNK技术，将无线通信网络的内容概述，进行立体化表述，并通过与数据挖掘技术、数据分析技术的联合，来实现对无线电传播原理的解释，通过蜂窝系统原理，將整个实验室的移动互联网络进行打通。
第二，PACKET TRACER网络仿真平台，利用云计算技术的嫁接，提高普适性粒子群算法的应用适用范围。并通过基于位置的服务MBS，实现移动IP协议的进入，提高整个网络工程实验室运行的整体性与科学性。
第三，目前基于PACKET TRACER网络仿真平台的无线局域网络打造，主要是基于IEEE802.11标准、WIXN与IEEE11802.16标准，通过这种网络，技术人员可以实现实验室教学的网络数据信息安全，对不明身份的人员进行身份排查，并通过对学生信息的自动登录与自动获取，来有效地为学生提供数据安全保障。
第四，PACKET TRACER网络仿真平台，还可以为学生提供网络传感实验，通过对物联网技术的优化利用，来实现蓝牙传输和无线传输。技术人员可以通过在实验室内覆盖传感器网络，来提升学生运用物联网技术架设物联网系统的能力。
第五，网络工程设计还包括软件定义、网络关键技术、开放自动流程openflow，以及人工智能网络在整个网络工程当中的应用。例如，智能机器人、智能机器人网络模块、移动智能小车网络以及产品化应用实践等。
第六，在移动终端的开发与设计方面，学生可以通过PACKET TRACER网络仿真平台，来实现对安卓系统、iOS系统、Windows系统的系统架构开发[2]。
2.3 课程比重设置
在进行网络课程升级的过程当中，学校的管理人员要提高实验课程在网络工程专业学生学习当中的比重。例如，目前很多学校总实验课程只有18课时，占总课时的不到1/3，学校要根据学生目前的学习情况与市场对于学生实验能力的相关要求，来提升这个比重。
学校还要不断向内挖掘，提高对于验证性实验的相关要求，提高学生进行实验研究的相关深度。通过综合性的实验设计，提高指导教师对于学生进行网络工程相关程序研究的系统性指导。帮助学生在进行实验研究的过程当中，完整地完成实验，并对自己取得的网络研究成果进行相关的应用。
2.4 设备优化与维护
基于仿真平台的网络工程实验课程设计需要众多的设备，学校在进行项目管理的过程当中，要提高对于设备维护的能力，通过计算机相关的细化管理原则，来对购入的相关交换机、路由器品牌进行综合管理，避免经费的重复建设与浪费。
尽量引进多种类型的交换机设备与服务器设备，并对设备维修进行优化管理，避免由于设备的长期使用，出现接口不良等现象，保障学生可以在尽量真实的环境当中，进行真实的交换机、路由器操作。
教师还要对学生的操作进行优化指导，避免学生在进行课程实验的过程当中，由于错误的实验数据结果被系统记录到，而导致整个课程实验设计失效。教师要控制好实验的节奏、实验的时间、学生课程的实际安排，保障学生可以在尽量短的时间内获得更加完善的教学指导。
教师要对课程安排进行优化调整，例如，在计算机与网络课程当中可以加入网络设备简介和网线制作、交换机基本配置、简单结构局域网组建与配置、路由器基本配置、扩展包过滤配置、基本包过滤配置、内外网结构下的网络地址转换等课程。
3 结语
综上所述，网络工程专业实验课程设置是一个系统的工程，学校要认识到课程设置的长期性。从该文的分析可知，研究网络工程的实验教学设计，有利于管理者根据目前的网络开发环境，充分调动学生在实验过程当中的主观能动性。因而，我们要加强对于网络仿真平台的理论研究，提高课程设计的科学性。
参考文献
[1] 高原，符涛，孙毅.CDIO模式以项目驱动促进网络工程教学改革和实践[J].西南师范大学学报：自然科学版，2019，44（4）：150-156.
[2] 徐涛，李旭宏，潘雯雯.网络工程专业《计算机网络》课程实验教学探索与实践[J].赤峰学院学报：自然科学版，2016，32（2）：271-272.
[3] 刘晓健.《路由与交换技术系列课程》课程教学模式改革反思[J].计算机产品与流通，2019（6）：205.
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