1.项目概况
计算机应用虚拟仿真实验项目依托长安大学计算机省级实验教学中心进行建设,涵盖了操作系统、计算机网络、面向对象程序设计及VC++等计算机应用课程,可以满足学生在不同培养阶段的需要。
计算机应用虚拟仿真实验项目以现有实验设施为基础,包含50余台PC机、4台服务器、10台交换机和4台路由器等设备,通过自主研发的远程虚拟实验平台,搭建虚拟仿真实验环境并结合Wireshark、PacketTracer、VC++等软件,包含了从Linux系统操作、服务器配置到复杂网络搭建、应用程序设计等实验内容。实验采用虚拟仿真和虚实结合的实验方法,实现可视化,且操作方便、直观。将复杂理论与实际结合,易于学生理解,加强教学效果。
表1 计算机应用课程虚拟仿真实验项目
| 序号 |
课程名称 |
面向专业 |
实验项目 |
实验类型 |
| 1 |
操作系统 |
自动化 计算机科学与技术 软件工程 网络工程 等6个专业 |
Linux用户及组群管理 |
验证型 |
2
|
Linux存储管理 |
验证型 |
| 3 |
Linux文件管理 |
综合型 |
| 4 |
Linux进程管理 |
综合型 |
| 5 |
Linux文本编辑器综合实验 |
综合型 |
| 6 |
计算机网络 |
自动化 计算机科学与技术 通信工程 电子信息工程 等12个专业 |
网络服务器综合配置实验 |
综合型 |
| 7 |
路由器配置综合实验 |
综合型 |
| 8 |
交换机配置综合实验 |
创新型 |
| 9 |
网络协议分析与应用设计 |
创新型 |
| 10 |
面向对象程序设计及VC++
|
自动化 计算机科学与技术 通信工程 电子信息工程 等8个专业 |
VC++安装与基本配置实验 |
验证型 |
| 11 |
输入输出流编程与运行综合实验 |
综合型 |
| 12 |
类的综合实验 |
综合型 |
| 13 |
函数模板综合实验 |
综合型 |
| 14 |
标准模板库综合实验 |
综合型 |
| 15 |
文件操作综合实验 |
综合型 |
| 16 |
应用程序综合设计 |
创新型 |
| 17 |
异常处理实验 |
创新型 |
2.效果与特色
1)理论与实际相结合,加深理解。虚拟仿真实验着重强化理论基础(理论知识)、仿真技术基础(计算机应用与编程技术)和计算机仿真对象(仿真对象的相关专业知识)的理解和掌握,并注重三者之间的有机融合,使学生能在掌握使用计算机进行仿真技术进行试验后,能对课程有更深入的理解,其中既有理论基础,又有实际应用。通过指导学生上机实验,使学生既加深对概念的理解,又能对系统和软件熟练使用。存储管理与进程管理仿真实验结构如图1所示。

图1 《操作系统》存储管理与进程管理实验
2)降低成本,提高效率。虚拟仿真软件具有理想化的模拟环境,可以提升实验效果。采用虚拟仿真和虚实结合的实验方法,实现可视化,且操作方便、直观,有效避免场地、设备数量不够等限制。学生通过配置、连接、调节后的虚拟报文传输仿真界面如图2所示。

图2 《计算机网络》报文传输的虚拟仿真实验
3)开放式平台,便于交流学习
通过虚拟化教学实验平台,教师可以在线准备与提供教学实验环境,供学生使用,而学生完成实验后,教师可以重现实验过程并在线验收。开放式的交流平台可以使学生看到不同实验中出现的问题及批改结果,多人讨论组的建议可以更好的加强师生沟通,提高教学效果。