PacketTracer在高中信息技術(shù)教學中的價值及實踐運用

【摘要】針對高中信息技術(shù)網(wǎng)絡基礎(chǔ)和物聯(lián)網(wǎng)教學中存在的各類典型問題，本文分析了使用Packet Tracer模擬器深化學生對網(wǎng)絡知識的了解和提升學生實踐動手能力的方法，以全面提高信息技術(shù)的課堂教學效果。

【關(guān)鍵詞】Packet Tracer；網(wǎng)絡模擬器；網(wǎng)絡基礎(chǔ)；物聯(lián)網(wǎng)

個人簡介：羊冰（1977—），男，江蘇省南京市南京大學附屬中學。

《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》在“網(wǎng)絡基礎(chǔ)”模塊的“教學提示”指出：“在本模塊教學中，教師可創(chuàng)設網(wǎng)絡實驗環(huán)境，引導學生在實際操作中掌握網(wǎng)絡應用的技能，理解操作背后的技術(shù)原理，體驗物聯(lián)網(wǎng)給人們生活帶來的便利?！保?］教師在開展信息技術(shù)教學時，應遵循該課程標準，鼓勵學生動手完成實驗，將所學知識靈活運用到實際生活中。

一、高中信息技術(shù)教學的現(xiàn)實狀況

（一）網(wǎng)絡硬件設備跟不上要求

目前多數(shù)高中的網(wǎng)絡基礎(chǔ)課和物聯(lián)網(wǎng)課程還是在普通機房開展的，而非專用的計算機網(wǎng)絡或物聯(lián)網(wǎng)實驗室，因為建設專用教室的資金投入較大，學校不僅需要購買大量的交換機、路由器、無線AP等設備，還需要采購物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要的各類傳感器，這對于許多普通的高中來說是不容易實現(xiàn)的。

（二）教師過于注重理論講解

為確保學生掌握相關(guān)理論知識，順利通過考試，一些教師在教授網(wǎng)絡基礎(chǔ)和物聯(lián)網(wǎng)時，更注重理論講解，不注重讓學生動手操作，這樣的課堂很難調(diào)動學生的積極性，也不利于學生把抽象難懂的網(wǎng)絡知識成體系地內(nèi)化，師生的互動形式比較單一，教學效果一般。通過實踐操作，“學生本位”的教學要求才能達成，學以致用的教學目標才能實現(xiàn)。

（三）教學評價未能及時反饋

實踐表明，及時的課堂反饋，有利于教師調(diào)整教學策略，為學生答疑解惑，從而提高學生的操作能力，加深學生對知識點的理解。但就實際情況而言，學生完成實驗需要大量時間，教師時常得不到及時的評價與反饋，這也是網(wǎng)絡基礎(chǔ)和物聯(lián)網(wǎng)課程難以取得預設教學效果的原因之一。

二、在高中信息技術(shù)教學中運用Packet Tracer模擬器的可行性分析

網(wǎng)絡實驗教學是加深學生對網(wǎng)絡基礎(chǔ)和物聯(lián)網(wǎng)知識的認識與理解的重要手段與方法。由于條件限制，大部分高中學校無法使用真實的網(wǎng)絡環(huán)境給學生做網(wǎng)絡基礎(chǔ)和物聯(lián)網(wǎng)實驗，所以網(wǎng)絡模擬器就成了網(wǎng)絡實驗教學的首選方案。其中，使用人數(shù)最多的便是Packet Tracer模擬器。

（一）操作方便，學生容易上手

Packet Tracer模擬器是由Cisco公司發(fā)布的一個輔助學習的網(wǎng)絡工具，該模擬器操作方便，具有可視化環(huán)境，運用該模擬器完成高中信息技術(shù)教材要求的搭建基本網(wǎng)絡和簡單物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相對簡單，學生無須提前掌握復雜的專業(yè)知識，就可以通過它練習使用路由器、交換機和其他相關(guān)信息設備以及構(gòu)建簡單或復雜的網(wǎng)絡［2］。許多學生在學會物聯(lián)網(wǎng)的基本搭建后，希望進行自主學習和探究，根據(jù)自己的想法擴充物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，添加更多的傳感器進行交互，Packet Tracer模擬器也可以滿足學生的學習需求。

（二）真實感強，便于學生理解

Packet Tracer模擬器的真實感很強，功能豐富，教師可以利用該模擬器的多種功能進行講解、組織實驗、布置課堂作業(yè)和組織考試，以形象的方式展示網(wǎng)絡的工作方式，讓學生查看仿真模式下各種數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中傳輸?shù)脑敿氝^程，觀測網(wǎng)絡運行的狀況，這對學生理解網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理都有極大的幫助。

（三）適合以項目驅(qū)動為主的教學方式

Packet Tracer模擬器可以把多個網(wǎng)絡或系統(tǒng)組合在一起，教師可以把所有知識點集中在一個綜合項目中，讓學生由淺入深地進行網(wǎng)絡實驗。

（四）支持多種終端，學生可以靈活使用

Packet Tracer模擬器不僅可在電腦上運行，還可在各類移動終端上運行，能為日常教學提供更多的便利和保障。近幾年，學生時常需要居家學習，這給信息技術(shù)教學帶來諸多不便。而Packet Tracer模擬器可在手機、平板上運行，學生在家也可以完成學習網(wǎng)絡基礎(chǔ)課程的任務。

三、Packet Tracer模擬器在高中信息技術(shù)教學中的實踐運用

（一）利用Packet Tracer模擬器實現(xiàn)網(wǎng)絡基礎(chǔ)教學

網(wǎng)絡服務是比較難理解的知識點。學生往往只知道網(wǎng)絡服務的概念與作用，但是網(wǎng)絡服務的運行原理卻不大清楚。運用Packet Tracer模擬器，教師可以搭建常見的服務器系統(tǒng)，從而形象生動地展示網(wǎng)絡服務的運行原理。

【教學案例】網(wǎng)絡基礎(chǔ)教學

1.引導學生按照拓撲圖（如圖1）搭建網(wǎng)絡，將3臺服務器和PC連接到交換機2860上。

2.出示服務器相關(guān)數(shù)據(jù)（如表1），讓學生分別設置3個服務器的IP地址和DNS。

3.引導學生設置DHCP服務器：提示學生，首先開啟DHCP服務，修改地址池名稱；其次填寫默認網(wǎng)關(guān)和DNS服務器的IP地址，設置DHCP服務器的起始IP地址、子網(wǎng)掩碼和最大用戶數(shù)；最后點擊“添加”按鈕。

4.引導學生設置DNS服務器：開啟DNS服務，并在名稱文本框中輸入需要轉(zhuǎn)換的域名，類型選擇“A記錄”，再在地址文本框添加WEB服務器的IP地址，并點擊“添加”按鈕。

5.引導學生使用PC機測試：先在PC機“配置”頁面的“接口”菜單里查看是否獲取了IP地址，然后打開“桌面”頁面里的“WEB瀏覽器”，在地址欄分別輸入IP地址和域名看能否訪問自己的WEB服務器。

通過該實驗，學生對DHCP和DNS服務器的工作原理會有相對直觀的認識，對網(wǎng)絡服務的運行原理也會有更加直觀的感受。

（二）利用Packet Tracer模擬器的活動向?qū)Чδ塬@取當堂反饋

活動向?qū)Вˋctivity Wizard）實際上就是一個評估工具［3］。教師可以利用Packet Tracer的活動向?qū)Чδ芙鉀Q信息技術(shù)課堂教學反饋不夠及時的問題。

在應用Packet Tracer模擬器的活動向?qū)Чδ軙r，教師需要先為學生創(chuàng)建一個具體的網(wǎng)絡環(huán)境，隨后要求學生按照提示完成這個網(wǎng)絡的搭建和配置。在此之前，教師需要先將準備考核的知識點在活動向?qū)е性O置好，并給每個考點設置不同的分值。當學生按照提示完成試題，活動向?qū)鶕?jù)學生回答的正誤自動打分。當然，活動向?qū)У墓δ苡泻芏?，教師還可以利用活動向?qū)е械淖兞抗芾砥鞫x相應的變量，在配置考查點時插入，處理考查項的動態(tài)屬性。利用活動向?qū)Чδ塬@取當堂反饋的具體操作步驟如下。

【操作步驟】利用活動向?qū)Чδ塬@取當堂反饋

1.教師先進行前期準備，做好一個初始網(wǎng)絡（Initial Network）的pkt文件，也就是提供給學生的初始網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖，再做一個答案網(wǎng)絡（Answer Network）的pkt文件，也就是搭建、配置完畢的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。

2.教師打開Packet Tracer模擬器，運行菜單欄中“擴展（Extensions）”菜單中的活動向?qū)?，打開活動向?qū)е鹘缑妗?/p>

3.教師選擇“說明（Instructions）”頁面，這是活動向?qū)У奈淖志庉嬈鳎饕故疚淖趾蛨D片，教師可用于展示題目的題干信息。如果教師準備出示的題目內(nèi)容比較復雜，需要大量的表格和圖片，且需要排版時，教師可以點擊下方“導入”按鈕導入前期做好的HTML頁面來進行題目的設置。

4.教師可以選擇“答案網(wǎng)絡”頁面，創(chuàng)建答案網(wǎng)絡，或者點擊上方“導入文件到答案網(wǎng)絡”，把此前準備好的答案網(wǎng)絡pkt文件導入活動向?qū)А＝處熯€需要在Assessment tree中將答案網(wǎng)絡所使用的所有設備組成一個樹形結(jié)構(gòu)表，這個表應包括網(wǎng)絡設備的連接、網(wǎng)絡設備的端口、IP地址的設置、路由器的設置等。如果考核條目過多，教師可以在設置完后，在“Show Checked Only”復選框中打鉤，確保下方樹形結(jié)構(gòu)表中只顯示已設置的條目，這樣方便檢查要考核的知識點有無遺漏。

5.教師打開初始網(wǎng)絡頁面，點擊“導入文件到初始網(wǎng)絡”導入前期準備的初始網(wǎng)絡pkt文件；教師也可以選擇“從答案網(wǎng)絡復制”，在答案網(wǎng)絡的基礎(chǔ)上配置形成初始網(wǎng)絡；當然，教師還可以自己從頭設計、輸入初始網(wǎng)絡。

6.教師點擊“密碼（Password）”頁面，設置密碼。如果不設置密碼，學生在做練習的時候可以直接看到答案網(wǎng)絡，設置密碼后，學生必須輸入正確的密碼才能查看答案網(wǎng)絡。

7.教師點擊“測試活動（Test Activity）”頁面，進入PT Activity窗口，查看、測試答題的環(huán)境。

8.最后，教師需要點擊“保存（Save）”按鈕，將編寫好的問題網(wǎng)絡保存成一個pka文件，學生就可以雙擊這個pka文件進行答題了。學生做完以后上傳給教師，并點擊“檢查結(jié)果”按鈕，系統(tǒng)將自動給予評分，學生可在“評價項目”中了解自己的答案是否正確。

不可否認，在實際的使用過程中，Packet Tracer模擬器確實還存在有待改進的地方，比如每個學生做完作業(yè)以后必須要上傳給教師，然后由教師打開，模擬器才能完成自動評分，教師也才能知曉每個學生的成績。此項步驟相對煩瑣，如果增加學生端自動上傳本試題的作答內(nèi)容，學生便可以一鍵了解成績和得分點，這樣課堂當堂反饋的效率就會大大提高。

結(jié)語

目前，越來越多的學校開始利用Packet Tracer模擬器進行高中網(wǎng)絡基礎(chǔ)和物聯(lián)網(wǎng)常規(guī)教學。但在實際教學過程中，由于模擬器和真實網(wǎng)絡環(huán)境有著一定的差別，當學生在現(xiàn)實情況中遇到真實的網(wǎng)絡設備時，往往還會手足無措。所以在利用模擬器進行教學時，教師還是應該合理利用Packet Tracer等網(wǎng)絡模擬器，并適時讓學生接觸部分簡單的網(wǎng)絡設備，比如家用無線路由器等，從而更好地提升高中信息技術(shù)實踐教學課程的教學質(zhì)量。

【參考文獻】

［1］中華人民共和國教育部.普通高中信息技術(shù)課程標準：2017年版2020年修訂［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］包凌琰.Packet Tracer在高中網(wǎng)絡基礎(chǔ)教學中的應用［J］.中小學信息技術(shù)教育，2021（06）：80-82.

［3］李任坤，張翼.網(wǎng)絡模擬器和真實設備在網(wǎng)絡實訓課程中的應用研究［J］.信息與電腦（理論版），2021，33（23）：231-233.