IP地址教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法應(yīng)用

（南京師范大學(xué)附屬中學(xué)信息中心，江蘇南京 210003）

所謂實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，使用一定的設(shè)備和材料，通過(guò)控制條件的操作過(guò)程，引起實(shí)驗(yàn)對(duì)象的某些變化，從觀察這些現(xiàn)象的變化中獲取新知識(shí)或驗(yàn)證知識(shí)的教學(xué)方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)法，可以使學(xué)生把一定的直接知識(shí)同書本知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，以獲得比較完全的知識(shí)，又能夠培養(yǎng)他們的獨(dú)立探索能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)研究興趣。它是提高自然科學(xué)有關(guān)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量不可缺少的條件。實(shí)驗(yàn)教學(xué)法經(jīng)常在理科實(shí)驗(yàn)中得到應(yīng)用，實(shí)際上在信息技術(shù)教學(xué)中使用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法也可以取得很好的教學(xué)效果。

一、IP地址教學(xué)中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的分析

《認(rèn)識(shí)IP地址》是江蘇省新課程信息技術(shù)選修3《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》中第二單元加盟因特網(wǎng)中的第一小節(jié)內(nèi)容（地圖版教材）。這部分教學(xué)內(nèi)容相較該教材中的其他部分內(nèi)容來(lái)說(shuō)對(duì)學(xué)生是陌生的，專業(yè)性較強(qiáng)；在教學(xué)方法的應(yīng)用上大部分教師主要采用講授法為主，課堂效果較差，學(xué)生也容易遺忘。但該部分內(nèi)容在江蘇省信息技術(shù)會(huì)考中的考核等級(jí)是B和C（參考《2013江蘇省普通高中信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平測(cè)試說(shuō)明》）。其中，要求學(xué)生了解IP地址的作用及其格式；了解IP地址的類型，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況設(shè)置IP地址；了解子網(wǎng)掩碼的概念及其作用；了解IP地址管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，知道IPv6與IPv4的優(yōu)劣；學(xué)會(huì)設(shè)置IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)和DNS服務(wù)器。因此，學(xué)生不僅要掌握IP地址的基礎(chǔ)知識(shí)，而且要求學(xué)生能將所學(xué)的知識(shí)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用到局域網(wǎng)的組建與設(shè)置中去。怎樣使高中的學(xué)生輕松而容易地掌握這部分重要的理論知識(shí)，并增強(qiáng)他們的實(shí)際體驗(yàn)？筆者認(rèn)為單純的理論知識(shí)的講解會(huì)使這部分內(nèi)容顯得枯燥和乏味，缺乏實(shí)際操作性。通過(guò)多年的教學(xué)，筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法將復(fù)雜專業(yè)的理論知識(shí)融入到實(shí)際的操作應(yīng)用中，學(xué)生積極性得到了很大的提高，取得了良好的教學(xué)效果。

二、IP地址教學(xué)中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)雙機(jī)互聯(lián)實(shí)驗(yàn)、簡(jiǎn)單小型局域網(wǎng)以及組建多個(gè)子網(wǎng)等實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將理論與實(shí)際相結(jié)合，既加強(qiáng)了他們的動(dòng)手能力，提高了他們的興趣，又使他們加深了對(duì)枯燥理論知識(shí)的理解和掌握。但很多學(xué)校由于硬件設(shè)備不足、場(chǎng)地限制等原因難以用實(shí)物來(lái)做實(shí)驗(yàn)，而“cisco packet tracer”這個(gè)軟件正好可以幫助我們解決硬件和環(huán)境上的不足?！癱isco packet tracer”可以模擬理想化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，組建各類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)圖，并能測(cè)試組建的網(wǎng)絡(luò)是否暢通。

在《IP地址》這部分內(nèi)容的教學(xué)中，筆者利用“cisco packet tracer”軟件搭建了模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)講解IP地址的運(yùn)用，子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)。實(shí)驗(yàn)的難度由淺入深，環(huán)環(huán)相扣。三個(gè)實(shí)驗(yàn)分別是：雙機(jī)互聯(lián)、組建小型局域網(wǎng)、雙網(wǎng)互聯(lián)。

軟件的安裝及界面：

安裝 cisco packet tracer，安裝完后把 chinese＿ipdata.ptl文件放到安裝目錄的“l(fā)anguages”文件夾下，打開軟件后發(fā)現(xiàn)還是英文版的。選擇Options菜單中的Preferences，打開屬性窗口，選擇Languages中的Chinese——ipdata.ptl，再點(diǎn)擊Change Language。大家會(huì)發(fā)現(xiàn)界面還是英文版，重新啟動(dòng)軟件后，界面就變成中文版了（如圖1）。

中間的空白區(qū)域就是用來(lái)繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的圖紙，左下角是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備區(qū)域，其中，包括了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所要用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和傳輸介質(zhì)，如交換機(jī)、路由器、PC終端、直通線、交叉線、電話線、光纜等。

圖1

實(shí)驗(yàn)一，雙機(jī)互聯(lián)。

兩臺(tái)機(jī)器直接用介質(zhì)相連后就可以進(jìn)行通訊。每臺(tái)機(jī)器必須要有一個(gè)地址，即IP地址。兩臺(tái)機(jī)器必須在同一網(wǎng)絡(luò)中才可以進(jìn)行直接通訊，就如同只有在同一個(gè)房間的同學(xué)才能面對(duì)面進(jìn)行交談一樣。怎樣判斷機(jī)器在什么網(wǎng)絡(luò)中呢？這就是子網(wǎng)掩碼的作用。IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“與”操作的結(jié)果就是該IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：用交叉線將兩臺(tái)終端直接相連，組成最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)。終端進(jìn)行如下設(shè)置（如圖2）。

圖2

實(shí)驗(yàn)二，組建小型局域網(wǎng)。

兩臺(tái)機(jī)器可以雙機(jī)互聯(lián)，如果三臺(tái)或三臺(tái)以上的機(jī)器如何通訊呢？這就需要組建局域網(wǎng)。該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖羌訌?qiáng)學(xué)生對(duì)IP地址和子網(wǎng)掩碼的理解。同一個(gè)局域網(wǎng)中的機(jī)器必須在同一個(gè)網(wǎng)段中才能進(jìn)行通訊。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：用直通線將一臺(tái)交換機(jī)和兩個(gè)終端相連，組成簡(jiǎn)單的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體設(shè)置見(jiàn)圖3。

圖3

實(shí)驗(yàn)三，雙網(wǎng)互聯(lián)。

該實(shí)驗(yàn)的目的在于讓學(xué)生掌握網(wǎng)關(guān)的概念和作用。通過(guò)上面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生了解到在同一網(wǎng)絡(luò)號(hào)中的機(jī)器可以直接進(jìn)行通訊，但網(wǎng)絡(luò)號(hào)不同的兩臺(tái)機(jī)器是如何進(jìn)行通訊的呢？必須要設(shè)置網(wǎng)關(guān)。不設(shè)置網(wǎng)關(guān)，不同網(wǎng)段中的機(jī)器通訊失敗，設(shè)置網(wǎng)關(guān)后，不同網(wǎng)段中的機(jī)器就可以互相通訊了。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：組建類似于實(shí)驗(yàn)二中的兩個(gè)小型局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)號(hào)不同，用一臺(tái)路由器將兩個(gè)子網(wǎng)連接起來(lái)。各設(shè)備設(shè)置參數(shù)如圖4所示。

圖4

三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

三個(gè)實(shí)驗(yàn)由淺入深，隨著網(wǎng)絡(luò)不斷復(fù)雜化，需要的設(shè)備和所需設(shè)置的參數(shù)也增加了，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)模擬測(cè)試數(shù)據(jù)包的傳遞就可以判斷網(wǎng)絡(luò)是否通暢，如果出現(xiàn)不通的情況，要找出不通的原因。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中掌握了知識(shí)，同時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)有莫大的成就感，提高了他們的積極性。軟件環(huán)境下的模擬實(shí)驗(yàn)，也避免了其他理科實(shí)驗(yàn)實(shí)物操作的局限性，可以多次反復(fù)操作。