摘 要：物联网工程是一个专业实验课程多、实践性和专业性较强的专业。技术发展导致真实设备更新周期较短，且设备价格较高，而学校采购周期又较长，这就导致教学真实设备不能及时更新。虚拟仿真实验教学是通过虚拟仿真实验软件来模拟真实的实验环境，学生通过该平台可以对所学知识点进行实验验证，提高自身实践能力。
关键词：虚拟仿真技术；课程实验教学；应用型本科；物联网工程专业
中图分类号：TP391.44；G434 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）11-0067-03
Application and Practice of Virtual Simulation Technology in Experimental Teaching of Internet of Things Engineering Specialty
REN Bin，LI Zhixin，CHEN Yang，KONG Degang
（School of Computer Technology and Engineering，Changchun Institute of Technology，Changchun 130012，China）
Abstract：The internet of things project is a professional，experimental course with many practical and professional expertise. The development of technology leads to the shorter renewal cycle of real equipment，the higher price of equipment，and the longer purchasing cycle of schools，which leads to the failure of real teaching equipment to be updated in time. Virtual simulation experiment teaching is to simulate the experimental environment by virtual simulation experiment software. Students can verify the knowledge they have learned through the platform and improve their practical ability.
Keywords：virtual simulation technology；experiment teaching；applied undergraduate course；internet of things engineering major
0 引 言
长春工程学院物联网工程属于应用型本科的转型专业，因此，人才培养模式和课程体系的构建必须以产业的人才需求为导向、以学生的能力素质培养为目标[1]。而实现上述目标的关键在于课程教学，必须打破固有的教学模式，构建新的教学模式与平台，比如在教学过程中采用云课堂、虚拟仿真实验平台、翻转课堂及慕课等等。
虚拟仿真技术是在多媒体技术、仿真技术与网络通信技术等信息技术的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合，是一种高级的仿真技术。通过虚拟仿真，构建一个完整的虚拟环境，满足相关要求。虚拟仿真实验教学[2]通过虚拟仿真实验软件来模拟真实的实验环境，学生通过该平台可以对所学知识点进行实验验证，提高自身实践能力。
1 虚拟仿真教学方法研究与实践
虚拟仿真教学方法的设计步骤主要包括三个方面[3]：一是需求分析，二是教学任务设计，三是虚拟仿真平台开发或者应用实践。
下面以“路由交换技术”中的综合实验为例，说明虚拟仿真教学过程。
1.1 需求分析
“路由交换技术”课程是物联网工程专业的一门专业必修课。通过本门课程的学习，学生必须掌握交换机、路由器在网络搭建中的作用以及使学生具备数通网络的组网配置、日常维护管理、连接故障处理和配置问题解决的能力。而新华三的HCL是一款图形化全真网络设备仿真软件，学生可以通过该软件实现新华三公司多种型号设备的虚拟组网、配置、调试。
1.2 教学任务设计
综合实验主要培养学生完成中小型局域网的设备配置能力，具体知识点为：在路由器、交换机中正确配置IP地址；在交换机中正确配置VLAN、VLAN间路由、静态路由；在路由器中正确配置静态路由、网络地址转换、访问控制列表。
1.3 虚拟仿真平台应用实践
虚拟仿真平台中的具体组网图如图1所示。
上述设备中，核心交换机和路由器的配置命令、最终的验证效果如下：
核心交换机配置命令
sysSystem View： return to User View with Ctrl+Z.
[H3C]sysname s0
[s0]int gig 1/0/2
[s0-GigabitEthernet1/0/2]port link-type trunk
[s0-GigabitEthernet1/0/2]port trunk permit vlan all
[s0-GigabitEthernet1/0/2]quit
[s0]vlan 2
[s0-vlan2]int vlan 2
[s0-Vlan-interface2]ip add 10.0.1.1 24
[s0-Vlan-interface2]quit
[s0]int gig 1/0/3
[s0-GigabitEthernet1/0/3]port link-type trunk
[s0-GigabitEthernet1/0/3]port trunk permit vlan all
[s0-GigabitEthernet1/0/3]quit
[s0]vlan 3
[s0-vlan3]int vlan 3
[s0-Vlan-interface3]ip add 10.0.2.1 24
[s0-Vlan-interface3]quit
[s0]int gig 1/0/4
[s0-GigabitEthernet1/0/4]port link-type trunk
[s0-GigabitEthernet1/0/4]port trunk permit vlan all
[s0-GigabitEthernet1/0/4]quit
[s0]vlan 4
[s0-vlan4]int vlan 4
[s0-Vlan-interface4]ip add 10.0.3.1 24
[s0-Vlan-interface4]int vlan 1
[s0-Vlan-interface1]ip add 10.0.0.1 24
[s0-Vlan-interface1]qui
[s0]ip rou 0.0.0.0 0 10.0.0.2
路由器配置命令
sysSystem View： return to User View with Ctrl+Z.
[H3C]sysname rta
[rta]int gig 0/1
[rta-GigabitEthernet0/1]ip add 10.0.0.2 24
[rta-GigabitEthernet0/1]int s1/0
[rta-Serial1/0]ip add 198.76.28.1 24
[rta-Serial1/0]quit
[rta]ip rou 10.0.1.0 24 10.0.0.1
[rta]ip rou 10.0.2.0 24 10.0.0.1
[rta]ip rou 10.0.3.0 24 10.0.0.1
[rta]ip rou 202.38.1.0 24 198.76.28.2
[rta]acl basic 2000
[rta-acl-ipv4-basic-2000]rule 0 permit source 10.0.0.0 0.0.255.255
[rta-acl-ipv4-basic-2000]nat add
[rta-acl-ipv4-basic-2000]nat address-group 1
[rta-address-group-1]add 198.76.28.1 198.76.28.20
[rta-address-group-1]int s1/0
[rta-Serial1/0]nat outbound 2000 address-group 1
[rta-Serial1/0]quit
2 结 论
本文首先研究与总结了虚拟仿真实验教学的特点，并在新华三技术平台上，以“路由与交换技术”课程为例，研究了该课程的虚拟仿真教学方法，通过实际教学可知，该方法能够全面培养学生实际操作能力，满足应用型本科建设需要。
参考文献：
[1] 李志新，任斌，孔德刚，等.应用型本科物联网工程专业人才培养模式及课程体系研究与实践 [J].长春工程学院学报（社会科学版），2018，19（1）：127-129.
[2] 蔺昕，王英刚，郑冬梅，等.地方高校环境工程专业虚拟仿真实验教学思考 [J].教育现代化，2017，4（16）：65-66.
[3] 吴涓，孙岳民，雷威，等.东南大学机电综合虚拟仿真实验教学中心建设规划思路与进展 [J].实验技术与管理，2014，31（10）：5-9.
作者简介：任斌（1979.01-），男，宁夏彭阳人，讲师，博士。从事计算机应用研究工作。
