虚拟仿真技术在高职计算机网络技术实践教学中的应用

　　文/陈柏林 平凉职业技术学院

　　摘要：传统的高职计算机网络技术实践教学中，多是“教师先讲，学生后做”，学生全程跟着教师预设的步骤走，缺乏自主探索空间，学习积极性容易受挫。因此，本文聚焦虚拟仿真技术在高职计算机网络技术实践教学中的应用，分析当下教学存在的问题，结合虚拟仿真技术构建虚拟场景、创新交互模式、适配智能考核三方面举措，重塑教学内容生态、激发学习动力、校准评价体系，为提升高职计算机网络技术实践教学质量、接轨产业需求提供有效路径。

　　关键词：虚拟仿真技术；高职计算机网络技术实践教学

　　引言

　　在当今数字化浪潮汹涌澎湃的时代背景下，计算机网络技术已然成为驱动各行业创新发展的核心引擎，持续催生出海量前沿应用与复杂业务场景[1]。高职计算机网络技术专业作为输送一线实操人才的关键摇篮，其实践教学质量直接关乎行业的活力与后劲。然而，审视当下，教学内容、教学方式以及考核体系等方面的问题颇为严峻[2]。虚拟仿真技术可以整合虚拟现实、建模渲染、交互传感等多元技术手段，能够突破场地、设备、时间的限制，复刻出高度逼真的网络环境与实操场景。将虚拟仿真技术巧妙融入高职计算机网络技术实践教学，有望重塑教学生态，为培养高适配度、强竞争力的专业人才开辟崭新路径，有力填补院校与行业之间的沟壑。

　　1. 虚拟仿真技术概念界定

　　虚拟仿真技术是一种借助计算机系统，综合利用虚拟现实（virtual reality，VR）、增强现实（augmented reality，AR）、混合现实（mixed reality，MR）等多种技术手段，构建出高度逼真的虚拟环境，模拟真实世界中的物理系统、自然现象、人类行为或工作流程的数字化技术[3]。虚拟仿真技术依靠强大的建模、渲染、交互算法，让使用者仿若置身真实场景，与之产生自然交互，获取近似真实的体验反馈。虚拟仿真技术有三大核心构成要素：一是建模技术，这一要素是虚拟仿真技术的基石，借助3D建模软件，将现实物体、场景等转化为具有形状、材质与物理属性的数字化模型，建数据中心时，连螺丝都能精准设定参数，确保真实精确；二是渲染技术，为模型“扮靓”，依靠光影算法，结合材质纹理，模拟光线效果，高端引擎能呈现不同时段光照，让虚拟场景逼真；三是交互技术，通过手柄、手套等设备连接用户与虚拟环境，实现动作、语音交互，实现如现实装配训练一样的自然流畅。

　　2. 高职计算机网络技术实践教学存在的问题

　　2.1 教学内容与产业需求脱节

　　当下计算机网络技术行业正飞速革新，新技术、新理念层出不穷，如软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）已逐渐普及应用。然而，高职课程教学内容更新却存在明显滞后性。教材编写、教案修订流程烦琐漫长，往往几年才调整一次，导致学生所学知识停留在几年前的行业水准。根据中国职业技术教育学会调研数据显示，职业院校进行数字化改造的专业达到60%，专业适应率由30%提升到80%，数字职业对接率达70%，为服务、支撑、匹配产业高质量发展夯实了数字工匠人才培养基础[4]。但是学校与企业交流合作深度不足，缺乏来自一线的实践案例融入教学，使得教学内容偏理论、缺实操，与真实岗位任务关联薄弱，学生毕业后发现校内所学知识和企业实际需求相差甚远，还需企业花费大量精力二次培训学习[5]。

　　2.2 教学方式僵化

　　传统高职计算机网络技术实践教学多是“教师先讲，学生后做”的固定模式。教师在讲台上示范操作流程，学生模仿，这种教学方式对学生来说缺乏主动探索空间，抑制学习兴趣。同时，实践教学课时安排紧凑，任务流程化，留给学生自主拓展、创新思考的时间过少。而且，教学评价侧重于结果，看重实验报告、最终配置成果，忽视学生操作思路、问题解决过程，难以精准反馈学生真实能力。长此以往，学生虽完成既定任务，但未真正内化知识，实践教学对学生专业成长的助力十分有限。

　　2.3 实践教学考核体系不完善

　　目前，高职实践教学考核方式较为单一，大多重结果轻过程[6]。期末考核时，往往是布置一个既定网络任务，学生按要求完成配置即可得高分，至于前期的资料收集、方案设计，还有操作中出现问题的解决思路，都不在考察范围内。平时成绩相对更注重考勤、实验报告书写工整度，而非学生真正的动手能力与创新的能力。教育部职业教育与成人教育司负责人要求加强实践性教学，要求中职、高职专科实践性教学学时原则上不少于总学时的50%，职业本科实践性教学学时原则上不少于总学时的60%[7]。这种考核体系下，学生容易滋生应付心理，只追求最后结果不出错，忽视自身能力提升，这不利于培养学生独立思考、灵活应变的职业素养，也无法精准衡量学生实践水平，使教学改进缺乏科学依据。

　　3. 虚拟仿真技术在高职计算机网络技术实践教学中的具体应用

　　3.1 虚拟场景构建：重塑实践教学内容生态

　　借助虚拟仿真技术构建实践教学场景，可以使教学实时对接产业前沿，改变教学内容滞后的状况，并且使学生所学契合行业当下需求，毕业后无须经历漫长适应期就能投身工作[8]。同时，高度拟真的虚拟职场场景充满新奇与挑战，极大激发了学生主动探索的热情，让知识吸收更高效。

　　在高职计算机网络技术实践教学中，教师要实现这一虚拟场景构建，一是深化校企合作，积极联合企业工程师，双方优势互补，精准锁定真实且具代表性的行业项目，从中提炼核心教学要点[9]；二是熟练驾驭虚拟建模工具，无论是塑造网络设备外观，还是定义复杂的网络运行逻辑，都要做到精细入微；三是做好资源整合，把成型的虚拟场景有序归类到教学资源库，并配上清晰指引，方便学生按需开启学习之旅。

　　以构建“软件定义网络（SDN）”虚拟场景为例，平凉职业技术学院与京东云的网络架构师展开合作，选定京东“双11”期间超大规模数据中心的SDN运维项目。教师运用3ds Max，精心雕琢每一台虚拟服务器，从机箱外观的散热格栅，到内部主板、芯片的精细布局，都栩栩如生；细致勾勒交换机端口的连接状态，就连光纤线缆上的标识也清晰可见。同时，利用NS3仿真插件，模拟海量用户并发访问时，SDN控制器智能调控流量走向、动态分配带宽的复杂过程。场景搭建完成上架至教学资源库后，教师引导学生开启实践。起始阶段，学生跟随虚拟助手熟悉设备位置与基础功能；随着实践深入，教师引导学生尝试自主编写流表规则，给促销区、客服区、仓储物流区精准调配网络资源；当遇到部分区域网络延迟飙升等棘手故障时，让学生依据虚拟监控数据，排查是链路拥塞、设备过载，还是配置冲突，使学生沉浸式掌握SDN运维全流程。

　　再以构建“零信任”网络安全防护体系虚拟场景为例，平凉职业技术学院联合中国工商银行的安全专家，以银行线上理财业务为蓝本。运用建模工具，全方位塑造包含理财App客户端、多台分布式服务器、多重加密验证网关的虚拟网络。植入花样繁多的攻击脚本，从隐蔽的APT攻击，到暴力破解登录尝试，不一而足。学生登录后，教师引导学生迅速进入角色，敏锐捕捉异常流量波动，溯源追踪可疑IP；然后，迅速部署零信任架构下的多因素身份认证、基于属性的访问控制、全链路加密等防护手段；过程中实时评估防护效果，动态调整策略，让学生深度领悟零信任体系在复杂金融业务场景下的精妙运用与实操精髓。通过这些与实际紧密结合的虚拟场景构建，不仅提升了学生的实践能力，也为同领域教学提供了可借鉴的经验。

　　3.2 交互模式创新：激发实践学习内生动力

　　首先，交互模式创新为高职计算机网络技术实践教学注入活力，可以扭转学生被动学习的局面，激发其自主探索欲望，让知识不再是生硬灌输，而是自主挖掘，学习效果更扎实[10]。其次，贴合网络技术实操特性，学生亲手操控虚拟设备、应对故障，实操能力得以精准打磨，毕业后能迅速上手工作。最后，实时互动可以拉近师生距离，教师精准把握学生问题，助力个性化教学，营造积极活跃的课堂氛围。

　　在高职计算机网络技术实践教学中，教师要实现交互模式创新，必须精心设计课前探索任务，紧扣网络技术热点与实际应用，以趣味性、开放性问题挑起学生好奇心。教师还要熟悉各类交互设备，如手柄、体感捕捉器、智能手套等，知晓其功能与适配场景，为学生实操提供顺畅引导。此外，教师要优化课中辅助答疑策略，用启发式提问，引导学生自主思考、找到解决路径。

　　以搭建“云计算数据中心网络运维”交互场景为例，教师课前在虚拟仿真平台发布任务，“一家企业云服务商的计算数据中心突发网络延迟异常，部分用户服务中断”，针对这一问题要求学生分组拟定初步运维方案。问题提出后，立刻激起学生探索欲望，教师要引导他们查阅资料并讨论。课上，学生通过佩戴智能手套，在虚拟场景里抓取、移动虚拟服务器、交换机等设备图标，直观感受物理插拔网线、更换故障硬件等动作；利用手柄灵活调整网络参数，如修改虚拟局域网（VLAN）划分、重置路由策略。过程中，学生遭遇虚拟防火墙规则冲突致网络不通的难题，教师不急于解答，而是问：“回忆下防火墙访问控制列表原理，哪些规则可能有冲突？”引导学生自查知识漏洞，梳理排查思路，最终解决问题。学生全程主导，不仅深化网络运维知识，更锻炼了解决复杂问题的能力。

　　再以教师模拟“电商平台网络安全攻防”场景为例，与京东电商安全团队合作，以京东促销季遭遇疑似分布式拒绝服务（DDoS）攻击、页面加载缓慢为背景，提前布置任务，让学生思考防御手段。课中，教师要让学生手握体感设备，置身虚拟电商网络环境，实时监测流量走向，亲手部署WAF（Web应用防火墙）规则、启动流量清洗机制。当新问题出现，如伪装正常流量的CC攻击，教师旁敲侧击启发思路，促使学生不断尝试新策略，沉浸式体验攻防博弈，强化网络安全实操技能。

　　3.3 智能考核适配：校准实践能力评价体系

　　智能考核适配给高职计算机网络技术实践教学带来诸多益处，可以打破单一结果性考核局限，关注学习全过程，能更全面、精准地洞察学生真实能力水平，挖掘潜在优势与短板。为给教学优化指明方向，依据量化数据，教师可针对性调整教学内容、节奏，让课程贴合学生学习需求，尤其契合行业用人标准，如行业重视问题解决、规划统筹等过程能力。这种考核模式可助力学生提前适应职场，增强就业竞争力。

　　在高职计算机网络技术实践教学中，教师为落实智能考核适配，要深度研习虚拟仿真平台的数据记录功能，明确各项参数对应的操作表现，精准提取关键考核数据。依据课程目标与技能要求，细分量化考核指标，如将网络搭建分为架构合理性、设备选型科学性等子指标。定期复盘考核数据，总结学生共性问题与个体差异，为后续教学调整、个性化辅导做准备。

　　例如，在“互联网企业园区网搭建与运维”考核场景里，虚拟仿真平台可以全程追踪学生操作。从前期规划开始，教师让学生设计园区网络拓扑，涵盖办公区、研发区、服务器区等不同子网。平台记录子网划分是否合理、IP地址分配有无疏漏，以此评估规划能力。配置设备时，系统监测学生为路由器、交换机添加访问控制列表、VLAN划分的操作熟练度，每一次指令输入、参数修改都有迹可循。若模拟运行中突发网络故障，如部分区域无法访问外网，学生排查问题的思路、尝试修复的手段也能被详细记录。教师查看数据，发现学生子网掩码计算频繁出错，后续便强化对这一知识点的辅导；若多数学生面对特定故障不知所措，就在课程里增添对应故障解决专题，利用精准数据驱动教学改进，让学生网络技术实践能力稳步提升。

　　再如，在模拟“云服务提供商网络架构优化”考核中，学生登录平台对既有云网络架构升级。平台捕捉学生在资源池扩容、分布式存储架构调整、负载均衡策略更新时的操作顺序、参数设置，评估架构优化思路是否清晰、操作是否规范。针对数据迁移出现的错误，分析学生应急处理方式，为其能力画像。教师参考这些数据，就能知晓教学重点偏移与否，进而校准教学，确保学生熟练掌握云网络优化实操技能。

　　结语

　　虚拟仿真技术在高职计算机网络技术实践教学中扮演着革新者与推动者的关键角色。虚拟仿真技术不只是简单弥补既有教学短板，更是系统性重塑教学流程，激活学生自主学习的内驱动力，让教学内容紧密贴合行业动态，考核结果如实反映学生水平。展望未来，虚拟仿真技术还会持续进化，功能愈发强大、应用场景越发多元。高职教育者应趁热打铁，深化校企协同，源源不断引入真实项目案例丰富虚拟资源库，让高职计算机网络技术专业教育紧跟时代，为社会源源不断输送优质专业人才，支撑网络技术行业的蓬勃发展。

　　参考文献：

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　　[3]魏立荣.高职院校“计算机网络安全”课程的实践教学思考[J].通讯世界,2024,31(11):43-45.

　　[4]中国职业技术教育学会.提高服务能力 培养工匠人才 为职业教育强国建设作出新贡献——中国职业技术教育学会第五届理事会工作报告[EB/OL].(2024-03-26)[2025-03-07]. https://www.chinazy.org/info/1040/16115.htm.

　　[5]温晓情,冯建军.中国特色教育学标识性概念建构[J].华东师范大学学报(教育科学版),2025,43(2):10-18.

　　[6]熊蕊.大数据背景下的高职计算机网络技术教学策略研究[J].新潮电子,2024(7):292-294.

　　[7]教育部.教育部职业教育与成人教育司负责人就新修（制）订的职业教育专业教学标准答记者问[EB/OL].(2025-02-11)[2025-03-07].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s271/202502/t20250211_1178747.html.

　　[8]陈恒.以就业为导向的高职计算机教学模式探索[J].职业教育发展,2024,13(3):657-661.

　　[9]李彩虹.基于“互联网+移动终端”的高职计算机网络教学研究[J].互联网周刊,2024(6):88-90.

　　[10]刘全新.高职计算机网络技术教学应用能力培养研究[J].通讯世界,2024, 31(7):84-86.

　　作者简介：陈柏林，本科，副教授，shangsrs617@163.com，研究方向：信息技术教学，高职学生管理、思想教育。