本站原创安康学院经济与管理系目前,高校计算机网络实验室的规划和设计五年前甚至更早时候的方案,其规划设计已不能很好地适应现在的教育教学和科研需求,存在的一些问题亟待解决,这也是为有效培养符合社会发展需要的计算机网络人才和高新技术人才奠定硬软件基础,我们要结合高校的具体情况和教学水平,科学合理地规划网络实验室的建设目标、建设原则和建设程序.下面我们主要从普通高校计算机网络实验室规划设计的现状意义、目标原则、结构特点来分析,以期能够为相关的建设提供参考意见.
一、高校计算机网络实验室规划设计的现状与意义
传统的计算机教学方法以教师讲解为主,学生被动吸收之后再进行上机操作,大多是依样画葫芦,加以练习和巩固.计算机网络化教学改变了这种旧有模式,它的便捷化、直观化、互动交流、网络共享等优势使得原本枯燥的计算机理论教学变得更加生动易懂,从而让学生由知识的被动接受者变成了知识的主动探求者.这种教学方式也应用于其他学科的教学体系中.在这里我们重点讨论的是计算机专业网络实验室的规划与设计.
网络实验室旨在构筑一个能够综合各种工具和技术手段的电子化和网络化的可供科学研究的集成环境,我们可以通过这个环境有效地利用各种数据资源、信息资源、设施资源、人力资源等来进行科技研发项目,还可以通过这个网络实验室让学生自己进行虚拟实验,而且不会受到时间空间的约束,十分高效便捷.
在充分肯定计算机网络实验室的优势时,我们还要看到现阶段我国高校计算机教学和网络实验室建设的问题及不足之处.基于传统教学思想和教学模式的长期影响,学生实验动手能力的欠缺是高校计算机教学的主要问题.这种现象也十分普遍,由于资金的缺乏,实验设备的不足,很多学校尚不具备开设专项实验课的条件,学生的动手能力和实验创造能力得不到有效的锻炼,从而导致理论与实践脱节,而实践缺乏创新也就阻碍了理论建设的进一步发展.
网络实验室的建立可以在一定程度上解决高校计算机专项实验室建设的问题,有效缓解资金周转和设备更新换代的压力.众所周知,计算机网络设备是一次性的实体系统,如果有损坏难于恢复,还有一些设备的内部工作过程是不可是视的,所以有时在反复解剖拆装训练中造成的错误操作会导致设备的严重破损,也不利于人身安全的保障,所以计算机网络实验室可以避免这些可能隐患,因为这是一个虚拟的网络实验室.而且一般网络产品的更新换代速度比较快,专项计算机实验设备不可能在新型号出来的时候就立即更新换代,这需要耗费大量的资金,故实现计算机网络实验室的建设是适宜之举.
我们可以通过计算机网络实验室的教学手段,充分培养学生独立思考分析问题的能力、动手解决问题的能力、对概念的理解领悟能力、钻研探究能力、团体协作能力等,还能让学生像置身于真实的实验环境中一样完成各种预期的实验项目,而且这种实验的效果会更明显,过程的快捷化可以促进实验结果的高效化,同时还有利于教师对实验结果做出及时的评价,有利于学生的及时反思,进一步完善有关项目的具体步骤.这种不受时间和地点限制的教学模式有效改善了教师的教学方法,也能够开拓学生的思路,使得学生的自主学习能力不断增强,创造性也得到了充分发挥.而且网络化有利于师生的交流,也体现了现代化教学以学生为主体的特点.
二、高校计算机网络实验室规划设计的目标和原则
基于现有科技水平和教育条件,高校计算机网络实验室的规划设计应该是要将教学、科研、培训、社会服务有机融合在一起,促进各个方面的共同发展.具体来说,其目标应该包括以下几个方面：
一是多元化.计算机网络实验室要让学生有足够的理论学习空间和动手操作空间,不仅要能熟练掌握网络设备的具体结构、各项功能、使用方法,还要能亲自动手去进行程序设计、网络组建和管理、系统安全维护、相关模拟实验等实践操作,通过各种不同类型的实验提高学生掌握计算机网络技术的实验技能,同时强化对专业知识的理解和领悟,并能够加深记忆,为理论的创新奠定坚实的基础.另外,这些验证型实验、演示型实验、自主设计型实验、综合创新型实验等实验类型能够从不同的侧面有效培养学生的技术创新能力、团队合作能力,这是新时期人才最需要大力培养的能力.
二是专业化.首先是要满足计算机专业教师的教学设计的需要,此系统要包含主流前沿的网络技术和网络设备,并能不断提高网络实验室的可拓展性,从而可以为专业教师提供相对完善的实验平台,有效提高高校的整体研发水平和教学应用水平.其次是要尽可能满足社会对于计算机领域高素质人才的需要,网络实验室的建设不能局限在学校的范围内,还要面向全社会,毕竟培养人才的最终目的也是更好为社会服务,所以高校的网络实验室规划可以参考宽带数据城域网和大型园区网的建设思路和方法,组建多种类型的局域网和广域网,并让学生亲自参与其中,提高社会实战能力.另外,我们还可以融合多种技术和多种操作平台,不断提高网络实验室环境和设备的仿真性.
高校计算机网络实验室的建设需要遵循的原则有三：
首先要重视网络实验室的软硬件的开放性和先进性.这种网络实验室应该同时也是一个开放式网络系统,具有高度扩展性,包括设备端口的扩展、网络协议的扩展、网络结构的扩展等等,所以我们要根据组建网络系统的需要,使得各个实验台组之间可以进行互动交流,共享实验设备、有利于搭建规模更大,系统更复杂的实验设备.高校的计算机网络实验室建设的水平应该能够跟上时代的发展,与前沿技术的综合水平相一致,这样才能为社会的发展提供智力和技术支撑.
其次要重视网络实验室的可靠性和安全性.计算机网络实验室的规划与设计要考虑到防止一些不可预知后果的出现几率,要保证各个实验组互不干扰,还要保证同一实验组的不同实验者或者不同的实验互不干扰.另外,高校计算机实验室通常都进行全天候的工作,所以要保证任何时间都能安全登录.
最后要重视网络实验室的维护和管理工作.高校计算机网络实验室采用的系统软件的设计也要采用跨平台的方案,不仅节省了实验室的维护的费用,还有利于实验项目的设备更新,促进学校计算机网络实验室的不断完善.同时,我们要保证网络实验室具有高度的可管理性.网络实验室的研究课题很多,不同课题的网络需求也不尽相同,所以不仅实验室网络规划与设计要具备一定的灵活性,对于系统整体的管理也要具备灵活性和高效性,并且能对外部接入实施有效的安全措施.
三、高校计算机网络实验室规划设计的结构和特点
高校计算机网络实验室系统的规划通常包括四个实验分室,这些分室有着各自的不同功能和作用,它们之间相互联系、相互配合,共同保障着网络实验室的正常运行,具体结构如下：
一是计算机网络实验原理分室,它是网络实验室的基础构成.任何一门学科的发展都建立在理论基础的发展上,计算机专业也不利外,学生一定要扎实掌握和充分理解网络原理,在实践中运用原理.现在的科学技术的发展水平完全可以将计算机网络实验原理分室进行高度仿真,以达到帮助学生理解和接受具有学术难度的概念和范畴,完善学生自身的理论知识的体系.
二是计算机网络管理系统分室,它的目的是有效帮助学生在很短的时间内掌握好组建 网络的高一级技术,从而能够提高网络管理的水平.我们可以采用软件仿真的方式,通过计算机模拟出一个电子工作台,并采用先进的测试仪器,这样能够满足了计算机实验室的设备配置要求,还能通过各种类型的实验对学生的各种能力进行有针对性的培养,提高学生的综合素质.
三是计算机网络实验故障诊断分析室.在网络实验室正常运行的过程中,难免出现各种各样的故障和问题,就有必要对故障进行诊断分析,以便组建新的网络系统,改造和提升现有的网络功能.网络故障诊断分析也是计算机网络实验室维护工作的重要环节,在其中我们可以进行交换机硬件故障的实验、服务器资源共享的故障实验等,以提高学生检测故障的能力,保证系统维护方面的工作得以顺利进行.
四是计算机网络实验室布线工程分室.内容包括对网络实验室总体方案的设计和施工等,可以采用网络虚拟技术对需要布线的各个数字建筑进行三维建模、使学生犹如置身于真实的环境中,这样可以充分锻炼学生设计方案能力、对介质的选择和传输能力、测试施工能力、对实验的组织鉴定验收能力等.
高校计算机网络实验室的组织机制包括计算机网络、服务器、仿真软件.通常采用用户登录机制,保障整个过程操作的合法性与安全性.用户被允许登录后可以采用两种形式进行网络实验室的实验工作.包括通过服务器运行仿真软件和用户自己下载仿真软件,二者各有千秋,可以根据实际情况来进行挑选.如果经常使用仿真软件的用户,可以下载一个仿真软件,使用起来比较方便快捷.
高校计算机网络实验室系统实质上是一个空间虚拟实验室,它只有逻辑和程序上的设置,没有具体的物理空间的限制,它让学生和教师完全摆脱了传统的实验室模式,不仅优化了计算机教学的过程,还提高了教学质量,同时也将教学活动和实验室活动的空间充分地延伸开来,不断提高着现代人的思想意识观念和科技水平的实力,也在一定程度上反应着现代高校教育管理理念,更反映着时展的最新科技动向.
四、总结
综上所述,对高校计算机网络实验室进行科学合理规划与建设,不仅能够有效改善教学环境与条件,同时能够有效提高教学的质量和水平,增强高校的科技研发能力,有利于为现代化建设输送高端科技人才.网络实验室建设的逐步完善是一项长久性课题,需要社会各界的支持和师生的共同努力.