模擬實(shí)驗(yàn)先行教學(xué)法在《計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)》中的實(shí)踐探索

摘 要：《計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)》是職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心課程，該課程理論性較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)又比較多，教師和學(xué)生在教和學(xué)中比較吃力。本文分析了現(xiàn)實(shí)教學(xué)中存在的問(wèn)題及其成因，結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)先行教學(xué)法在《計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)》課堂教學(xué)中的應(yīng)用作以下探討。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù) 模擬實(shí)驗(yàn)先行教學(xué)法 信息化 VLAN

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（a）-0192-02

1 創(chuàng)新教學(xué)模式，提升理論與實(shí)踐的結(jié)合力

《計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)》是職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，也是一門(mén)專(zhuān)業(yè)理論與實(shí)踐操作密切結(jié)合的核心課程。

該課程主要內(nèi)容有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)、對(duì)等網(wǎng)組建、網(wǎng)絡(luò)命令的應(yīng)用、Windows環(huán)境下TCP/IP參數(shù)的配置、交換機(jī)基本操作、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的組建、Windows Server 2003的安裝與基本操作、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)等知識(shí)與技能。該課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐，目的是培養(yǎng)學(xué)生的操作技能水平。

內(nèi)容組織上，該課程能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)組建方面的知識(shí)融入到實(shí)踐操作中，但同時(shí)，也對(duì)實(shí)施教學(xué)提出了更高的要求；教師在課堂教學(xué)中，既要傳授理論知識(shí)，又要指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際技能操作。以往的課堂經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，教師很難把握理論學(xué)習(xí)的“度”與技能操作的“會(huì)”之間的平衡。即，理論知識(shí)教多了，學(xué)生聽(tīng)得枯燥，失去興趣，沒(méi)有效果；理論知識(shí)教少了，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐又不會(huì)做。

仔細(xì)研究課程內(nèi)容后覺(jué)得理論部分較為抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)較為吃力，在講授這部分知識(shí)時(shí)，整個(gè)課堂自然成了教師一個(gè)人的獨(dú)角戲。實(shí)驗(yàn)部分又因?yàn)橐恍┛陀^(guān)條件影響，如機(jī)房的環(huán)境要求、學(xué)生理論知識(shí)準(zhǔn)備等的不足，課堂紀(jì)律難以掌控，因此教學(xué)效果達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。面對(duì)這種局面，促使教師在課堂教學(xué)中實(shí)施改革，改變教學(xué)的方式方法，或借助信息化手段等，探索出適合學(xué)生、適合環(huán)境的新的教學(xué)模式。

本文的模擬實(shí)驗(yàn)先行教學(xué)法正是為解決上述矛盾而提出的一種著力于提高課堂效率、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣或主動(dòng)性的教學(xué)方式方法的實(shí)踐探索。

通過(guò)幾個(gè)學(xué)期的實(shí)踐探索以及實(shí)踐后教研組全體教師參與的商討與交流，使方法在實(shí)際使用中，不斷完善，并取得了較好的效果。下面以Z0941班的一堂公開(kāi)課—— 《VLAN劃分與配置》為例闡述模擬實(shí)驗(yàn)先行教學(xué)法的具體應(yīng)用。

2 教學(xué)案例呈現(xiàn)，提出實(shí)際問(wèn)題，搭建模擬環(huán)境《VLAN劃分與配置》

2.1 設(shè)計(jì)需求

（1）我們系學(xué)生管理部門(mén)由教務(wù)科、學(xué)生科、行政科三個(gè)部門(mén)組成，每個(gè)部門(mén)大約有10臺(tái)主機(jī)需要上網(wǎng)，并且該單位有兩個(gè)辦公地點(diǎn)，分別在一棟樓的1樓和2樓。

（2）兩個(gè)辦公地點(diǎn)都能提供教務(wù)科、學(xué)生科、行政科三個(gè)部門(mén)的用戶(hù)上網(wǎng)服務(wù)，每個(gè)部門(mén)在一個(gè)辦公地點(diǎn)各有5臺(tái)主機(jī)需要上網(wǎng)。

（3）這三個(gè)部門(mén)分別申請(qǐng)了三個(gè)合法的網(wǎng)段，網(wǎng)絡(luò)地址分別為192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24。

（4）該單位要實(shí)現(xiàn)相同部門(mén)之間的主機(jī)通信，通過(guò)二層交換機(jī)；不同部門(mén)之間的主機(jī)也實(shí)現(xiàn)通信，通過(guò)路由器完成。

2.2 需求分析

（1）該單位由三個(gè)部門(mén)組成，申請(qǐng)了三個(gè)網(wǎng)段，考慮用VLAN技術(shù)在交換機(jī)上來(lái)實(shí)現(xiàn)各部門(mén)間的隔離，因此，把三個(gè)部門(mén)分別劃分在不同的VLAN中。

（2）由于該部門(mén)1樓和2樓都有三個(gè)部門(mén)的用戶(hù)，所以，可以采用基于端口的VLAN技術(shù)，在1樓、2樓分別放置一個(gè)二層交換機(jī)。1樓和2樓交換機(jī)之間，直接用雙絞線(xiàn)（交叉線(xiàn)）相連，這樣同一部門(mén)的用戶(hù)可以只經(jīng)過(guò)二層交換機(jī)快速通信，而部門(mén)間通信需要路由設(shè)備。而從經(jīng)濟(jì)方面考慮，采用路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)VLAN間的信息的快速轉(zhuǎn)發(fā)。

2.3 方案設(shè)計(jì)

方案的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，該方案共采用了2臺(tái)CISCO2950-24交換機(jī)，1臺(tái)1841路由器。

PC0、PC1、PC2分別代表在一樓辦公地點(diǎn)的三個(gè)部門(mén)。

PC3、PC4、PC5分別代表在二樓辦公地點(diǎn)的三個(gè)部門(mén)。

在本次實(shí)驗(yàn)中，我向?qū)W生提出了一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，要求為系部三個(gè)獨(dú)立的部門(mén)搭建一個(gè)局域網(wǎng)。該實(shí)驗(yàn)并不是教材上的現(xiàn)成實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)融合了IP地址的分配、VLAN的劃分、二層交換機(jī)的連接方式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的繪制及拓?fù)涞奈锢磉B接、路由器的使用方法等知識(shí)點(diǎn)。

如果所有內(nèi)容在教室講，顯然達(dá)不到教學(xué)效果。但是全部通過(guò)真實(shí)設(shè)備搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)校也并不具備實(shí)驗(yàn)條件，因此，我采用了“模擬實(shí)驗(yàn)先行教學(xué)法”，要求學(xué)生在Packet Tracer模擬軟件中模擬出來(lái)，最后測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 學(xué)生實(shí)際操作，借助模擬實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

3.1 在模擬器中畫(huà)出拓?fù)鋱D

此部分由學(xué)生在模擬軟件中自行完成。

3.2 技術(shù)提醒

（1）交換機(jī)上的接口模式為trunk模式。

（2）一組接口需要添加到VLAN的端口中。

Swtich（config）#interface range F0/1-8

（3）使用單臂路由實(shí)現(xiàn)VLAN間的通信。

3.3 按照下面步驟完成實(shí)驗(yàn)

（1）計(jì)算機(jī)設(shè)置（表1）。

（2）Sw0設(shè)置。

①創(chuàng)建VLAN 2、F0/1-F0/8在VLAN 2中

VLAN 3、F0/9-F0/16在VLAN 3中

VLAN4、F0/17-F0/24在VLAN 4中

②F0/24建trunk（干道）、F0/3建trunk

trunk（干道）模式：可以在單個(gè)物理鏈路上承載多個(gè)VLAN流量

具體操作命令如下。

Switch>enable

Switch#config t

Switch（config）#vlan 2

Switch（config-vlan）#exit

同理創(chuàng)建vlan3、vlan4

Switch（config）#interface range f0/1-8

Switch（config-if-range）#switchport

mode access

Switch（config-if-range）#switchport

access vlan 2

Switch（config-if-range）# exit

同理把9-16端口加入VLAN 3、把17-24端口加入VLAN 4

Switch（config）#interface f0/24

Switch（config-if）#switchport mode trunk

Switch（config-if）#exit

同理把3號(hào)端口設(shè)置為trunk模式

（3）Sw1設(shè)置（同sw0）。

①創(chuàng)建VLAN 2、F0/1-F0/8在VLAN 2中，

VLAN 3、F0/9-F0/16在VLAN 3中

VLAN4、F0/17-F0/24在VLAN 4中

②F0/24建trunk

（4）路由器。

①激活主接口F0/0

②F0/0.1、F0/0.2、F0/0.3子接口進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝

F0/0.1 IP地址：192.168.1.1 子網(wǎng)掩碼；255.255.255.0

F0/0.2 IP地址：192.168.2.1 子網(wǎng)掩碼；255.255.255.0

F0/0.3 IP地址：192.168.3.1 子網(wǎng)掩碼；255.255.255.0

具體操作命令如下。

Router>enable

Router#config t

Router（config）#interface f0/0

Router（config-if）#no shut

Router（config-if）#interface f0/0.1

Router（config-subif）#encapsulation

dot1q 2

Router（config-subif）#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 作為不同VLAN的網(wǎng)關(guān)

Router（config-subif）#no shut

Router（config-subif）#exit

Router（config）#interface f0/0.2

Router（config-subif）#encapsulation dot1q 3

Router（config-subif）#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

Router（config-subif）#no shut

Router（config-subif）# exit

Router（config）#interface f0/0.3

Router（config-subif）#encapsulation dot1q 4

Router（config-subif）#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0

Router（config-subif）#no shut

3.4 測(cè)試步驟

（1）測(cè)試同一VLAN中主機(jī)間的通信。

（2）測(cè)試不同VLAN中主機(jī)間的通信。

3.5 實(shí)驗(yàn)心得

由學(xué)生記錄模擬實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題及解決的方法與結(jié)果等情況。

3.6 課后思考

如果要實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間某幾臺(tái)機(jī)器不可以互相訪(fǎng)問(wèn)，又該如何設(shè)置呢？

4 模擬實(shí)驗(yàn)先行教學(xué)法的教學(xué)效果

4.1 虛擬真實(shí)相結(jié)合，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果

為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，提高實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用效率，我采用虛擬真實(shí)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。在該課程開(kāi)始的時(shí)候，就向?qū)W生介紹了網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Packet Tracer的使用方法。

在課程進(jìn)行的不同階段讓學(xué)生先在模擬軟件上熟悉路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置方法和連網(wǎng)過(guò)程，最后才到實(shí)驗(yàn)室在真實(shí)的路由器和交換機(jī)上進(jìn)行配置實(shí)驗(yàn)。這種虛擬實(shí)驗(yàn)先行，虛擬真實(shí)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，學(xué)生可隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間，大大提高了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用效率。同時(shí)學(xué)生在通過(guò)軟件熟悉了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以后，在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的時(shí)候也能迅速進(jìn)入狀態(tài)，使實(shí)驗(yàn)的效率更高、感受更深。

4.2 典型案例分析，提高感性認(rèn)識(shí)

課堂教學(xué)難以讓學(xué)生接觸到大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其使用方法。為此，在教學(xué)過(guò)程中的不同階段，我會(huì)以一些實(shí)際開(kāi)發(fā)、施工過(guò)的項(xiàng)目作為案例進(jìn)行技術(shù)分析，以便使學(xué)生加深對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。例如：在講授無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、VLAN原理等內(nèi)容的時(shí)候，通過(guò)實(shí)際的案例的分析，一方面增加了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)工作過(guò)程的了解，開(kāi)闊了視野；同時(shí)讓學(xué)生了解如何做網(wǎng)絡(luò)研究和開(kāi)發(fā)工作的。學(xué)生們覺(jué)得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課上講授的知識(shí)都非常實(shí)用，因此，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的興趣也大大提高。