模擬器軟件在中職網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實訓(xùn)中的應(yīng)用

李華 鈕立輝

摘要：近幾年隨著全國職業(yè)院校計算機技能大賽的舉辦，中等職業(yè)學(xué)校開始重視學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技能的培養(yǎng)，加強了實訓(xùn)室建設(shè)。但由網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)設(shè)備造價高更新頻率快，大批量購置困難。模擬器軟件功能全面，作為備賽軟件有很多優(yōu)勢，可以部分替代真實設(shè)備進行實訓(xùn)，被很多學(xué)校所認可，得到了很快的普及。它的應(yīng)用使網(wǎng)絡(luò)抽象的理論教學(xué)變成了生動的案例，這樣既降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資成本，又提高了學(xué)生做實訓(xùn)的效率，而該技術(shù)的推廣和普及也會對計算機網(wǎng)絡(luò)課程及其他專業(yè)課的教學(xué)產(chǎn)生積極的影響。

關(guān)鍵詞：模擬器 網(wǎng)絡(luò)教學(xué) 實訓(xùn) Packet Tracer

1 概述

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課是計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的重要課程，實踐性要求很強。對于中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生，該課程所培養(yǎng)目標主要定位在培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，以及掌握網(wǎng)絡(luò)知識技能為主。近幾年隨著全國職業(yè)院校計算機技能大賽的舉辦，網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)設(shè)備發(fā)生了很大的變化，少數(shù)有實力的學(xué)校加大了這方面的投入，實訓(xùn)環(huán)境發(fā)生了明顯的改善。然而，大多數(shù)學(xué)校因為實訓(xùn)設(shè)備經(jīng)費不足，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更新快成本高，實訓(xùn)難以開展。同時，學(xué)生頻繁的做實驗很容易損壞設(shè)備，而維護及升級的成本昂貴，一般的中職院校也承擔(dān)不起。因此，計算機網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)平臺一直難以搭建，就使得計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)在很大一部分上停留在抽象的理論水平。如何解決這一理論與實踐嚴重脫節(jié)的問題？模擬器軟件作為備賽軟件得到了很多學(xué)校的認可，通過它可以解決一些經(jīng)濟條件不是很好，沒有充足的資金投入，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實訓(xùn)設(shè)備不足的學(xué)校開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實訓(xùn)。這方面的模擬器軟件很多，本文主要是通過計算機網(wǎng)絡(luò)工程實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中使用最普及的Packet Tracer軟件為例，探究和闡述模擬器在計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的具體應(yīng)用。

2 中職網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)狀及實訓(xùn)中存在的問題

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計算機的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)逐漸滲透到了整個社會中，社會對計算機網(wǎng)絡(luò)人才的需求量也大大增加。它既為中職計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的發(fā)展提供了良好的機遇，也對今后的教學(xué)提出了更高的要求。但是就目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及教學(xué)滯后所存在矛盾日益嚴峻的現(xiàn)象，使得中職計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也存在多樣的問題，我們可以從以下幾點進行分析：

2.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的硬件配置跟不上教學(xué)的要求，因為投入的經(jīng)費有限，設(shè)備陳舊難于升級，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量和種類上的欠缺，在很大程度上就導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建較為困難，我們也達不到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.2 實訓(xùn)過程中對設(shè)備的頻繁操作和學(xué)生對設(shè)備操作的不熟練，就會導(dǎo)致設(shè)備損壞等嚴重問題，以此影響實訓(xùn)室的正常運轉(zhuǎn)。學(xué)生無法通過實踐來進一步理解和鞏固理論知識。

2.3 實訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在使用上的單一性，就使得實訓(xùn)室適合小班形式的教學(xué)，這在一定程度上和目前普通院校的教學(xué)形式相矛盾。雖然我們可以通過改變教學(xué)組織形式或引入實驗管理機制緩解，可是無法從根本上解決問題。

2.4 中職學(xué)生大多數(shù)來自農(nóng)村，沒有良好的計算機基礎(chǔ)，動手能力以及抽象思維能力相對薄弱。而且從我國目前的中職網(wǎng)絡(luò)教學(xué)現(xiàn)狀，不難看出在教學(xué)中提供多種試驗設(shè)備給學(xué)生進行不同的網(wǎng)絡(luò)試驗顯然是行不通的。

3 Packet Tracer模擬器功能全面

Packet Tracer軟件是Cisco公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)仿真工具軟件，是一個為網(wǎng)絡(luò)初學(xué)者設(shè)計的用于提供計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、配置和網(wǎng)絡(luò)故障排除模擬環(huán)境的學(xué)習(xí)平臺，支持學(xué)生和教師建立仿真、虛擬的活動網(wǎng)絡(luò)模型。像其它仿真器一樣，Packet Tracer軟件通過一組簡化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和協(xié)議模型來理解真實的計算機網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生可在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓撲，軟件中實現(xiàn)的IOS子集允許學(xué)生配置設(shè)備，并提供數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中行進的詳細處理過程，觀察網(wǎng)絡(luò)實時運行情況。軟件具有下列特點：

3.1 支持多協(xié)議模型

支持常用協(xié)議HTTP、FTP、DNS、TFTP、Telnet、TCP、UDP、Single Area OSPF、DTP、VTP and STP、IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、Frame Relay、PPP、HDLC、inter

-VLAN routing and ICMP等協(xié)議模型。

3.2 支持大量的設(shè)備仿真模型

可以仿真的設(shè)備有路由器、交換機、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、各種連接電纜、終端等，還能仿真各種模塊。提供圖形化和終端兩種配置方法，各設(shè)備模型有可視化的仿真外觀。

3.3 支持邏輯空間和物理空間的設(shè)計模式

邏輯空間模式用于進行邏輯拓撲結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)；物理空間模式支持構(gòu)建城市、樓宇、辦公室、配線間等虛擬設(shè)置。

3.4 支持可視化的數(shù)據(jù)包工具

配置有一個全局網(wǎng)絡(luò)探測器，可以顯示仿真數(shù)據(jù)包的傳送路線，并顯示各種模式，前進后退或一步步執(zhí)行。

4 應(yīng)用Packet Tracer模擬器優(yōu)勢

隨著全國中等職業(yè)學(xué)校計算機網(wǎng)絡(luò)技能大賽的開展，很多學(xué)校在備賽的培訓(xùn)中證明了，使用Packet Tracer模擬器軟件搭建基本的網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)環(huán)境，在網(wǎng)絡(luò)專業(yè)課程教學(xué)和實訓(xùn)中取得顯著的效果。雖然，Packet Tracer模擬器能把枯燥的網(wǎng)絡(luò)原理具體化，大大彌補了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中的許多不足，就使得我們在沒有實際的物理設(shè)備的情況下，仍可以開展教學(xué)活動，具體表現(xiàn)如下：

4.1 解決了網(wǎng)絡(luò)概念抽象難以理解的問題

計算機網(wǎng)絡(luò)中通信設(shè)備工作原理與作用以及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議等知識復(fù)雜又枯燥，不但學(xué)生難以理解，教師有時候也很難講述清楚，因此很難吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱。我們利用Packet Tracer模擬器在pc機上能夠虛擬出若干臺路由器、交換機、電腦等各種設(shè)備，進行網(wǎng)絡(luò)配置。它把抽象理論、乏味知識轉(zhuǎn)化為直觀可見的操作實訓(xùn)，使學(xué)生在動手操作過程中完成網(wǎng)絡(luò)概念的理解和掌握。

4.2 解決了網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)設(shè)備不足的問題

Packet Tracer模擬器是一款免費軟件，可以很方便的從網(wǎng)絡(luò)上下載使用，為網(wǎng)絡(luò)課程提供了免費搭建網(wǎng)絡(luò)命令實訓(xùn)的平臺。在中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)室設(shè)備不齊全的條件下，Packet Tracer模擬器可以方便地虛擬出足夠數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)，而且不用擔(dān)心設(shè)備的破損與老化。解決了中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)經(jīng)費緊張、設(shè)備不足的問題。

4.3 解決了網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)環(huán)境難以搭建問題

真實的網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)環(huán)境搭建比較困難，因為現(xiàn)場設(shè)備很多，實訓(xùn)中情況往往很復(fù)雜，設(shè)備多連線分辨不清晰，不利于教學(xué)的開展。使用Packet Tracer模擬器的搭建實訓(xùn)環(huán)境，全部的實訓(xùn)設(shè)備均在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)，使用鼠標點擊和拖動即可完成，不用擔(dān)心線路質(zhì)量和設(shè)備故障問題，使用教師從忙亂的整理設(shè)備器材中解放出來，保證了有專注精力開展教學(xué)，實訓(xùn)的效果得到了保證。

4.4 解決了網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)不直觀，學(xué)生興趣不足的問題

利用Packet Tracer模擬器進行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，操作簡單形象直觀，學(xué)生能夠直接動手參與實訓(xùn)，在很大程度上增強了學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)知識的自信心。學(xué)生在初步掌握了Packet Tracer模擬器的使用后，多數(shù)會在課后主動進行虛擬網(wǎng)絡(luò)試驗，能較好地達到教、學(xué)、做一體化教學(xué)的目標，提高了學(xué)生實踐能力。

4.5 解決了教學(xué)資源共享困難，開展任務(wù)驅(qū)動和模塊化教學(xué)不便的問題

使用Packet Tracer模擬器實訓(xùn)平臺進行實訓(xùn)，可以開展如：配置交換機、路由器、VLAN、VTP、STP、VTP、PPP、ACL、NAT、靜態(tài)路由、動態(tài)路由、單臂路由等實訓(xùn)。這些實訓(xùn)的操作需要人機互動才能完成，真實的實訓(xùn)環(huán)境復(fù)雜，完成實訓(xùn)時間長操作難度大，學(xué)生掌握不理想。而在模擬器環(huán)境下，教師可以制作大量的相關(guān)教學(xué)模塊和案例，以任務(wù)作業(yè)的形式布置給學(xué)生，既方便了教學(xué)資源共享，又有利于開展任務(wù)驅(qū)動模式教學(xué)，這是真實設(shè)備實訓(xùn)無法比擬的。

5 結(jié)束語

利用Packet Tracer 模擬器軟件在計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中進行仿真實訓(xùn)，將計算機網(wǎng)絡(luò)的抽象理論教學(xué)變成生動的案例，既能降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資成本，又能大大提高學(xué)生做實訓(xùn)的效率，也能幫助學(xué)生更好地掌握知識，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的興趣，大大提高了教學(xué)效果。Packet Tracer模擬器軟件雖然有很多優(yōu)勢，但畢竟是純軟件模擬實訓(xùn)，也存在很多設(shè)計缺欠和不完善的地方，實際上還需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實訓(xùn)室和Packet Tracer模擬器軟件平臺更好地結(jié)合到一起，才能有效地解決中職網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)中的問題，我們通過模擬平臺使學(xué)生得到充分的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)訓(xùn)練，同時又能通過實際設(shè)備增加對網(wǎng)絡(luò)的感性認識。

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