涂世昌

關(guān)鍵詞：Packet Tracer；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；仿真

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）08-0065-03

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才的需求量不斷增加，為了順應(yīng)時(shí)代的需求，很多中高職、本科院校紛紛開設(shè)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)課程來培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)人才，且不少院校都建立了以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為主的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，然而實(shí)際的教學(xué)效果并不理想，中職學(xué)校的教學(xué)效果則更不理想。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問題

中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要包含網(wǎng)絡(luò)綜合布線、常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理、網(wǎng)絡(luò)安全、服務(wù)器配置與管理等核心專業(yè)課程的教學(xué)，在這些課程的教與學(xué)中理論和實(shí)踐緊密結(jié)合，學(xué)生必須在掌握原理的情況下，才能在實(shí)踐中舉一反三。但在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，不管在中職還是在高校，都存在各種問題。

1） 設(shè)備識(shí)別的教學(xué)備課不便，教學(xué)效果不好。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的識(shí)別教學(xué)時(shí)，老師備課時(shí)需要花大精力搜集各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)物圖、微視頻及相關(guān)文字資料，若進(jìn)行實(shí)物展示，大部分學(xué)生是無法看清設(shè)備細(xì)節(jié)，設(shè)備種類少，教學(xué)效果不盡如人意。

2） 設(shè)備數(shù)量少，限制學(xué)生實(shí)訓(xùn)的全面性和熟練度[1]。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)訓(xùn)室建設(shè)時(shí)為了方便管理，通常將整個(gè)課程所需的一整套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集成到一個(gè)機(jī)柜中，每個(gè)機(jī)柜供一組學(xué)生共同使用，因此無法實(shí)現(xiàn)每個(gè)人擁有一套設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立實(shí)訓(xùn)；雖然老師們采用分組實(shí)訓(xùn)教學(xué)，看似學(xué)生們分工合作后都有設(shè)備用，也能很好地完成實(shí)訓(xùn)，但每個(gè)學(xué)生只是掌握了自己分工的那部分知識(shí)，很少有學(xué)生能全部掌握、甚至熟練掌握完整的實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

3） 設(shè)備數(shù)量和型號(hào)有限，限制模擬工程實(shí)例。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)訓(xùn)室建設(shè)時(shí)，出于各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的昂貴、或?qū)嵱?xùn)室占地面積有限等原因，每組配套的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中同類設(shè)備數(shù)量不多、設(shè)備型號(hào)也不多，一般2～3臺(tái)，因此無法讓學(xué)生模擬各種工程實(shí)例，如校園網(wǎng)絡(luò)、中小型園區(qū)網(wǎng)等。

4） 實(shí)物設(shè)備實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備耗時(shí)，限制新知識(shí)實(shí)訓(xùn)時(shí)間[2]。實(shí)物設(shè)備實(shí)訓(xùn)時(shí)，每次新實(shí)訓(xùn)前，學(xué)生必須先根據(jù)拓?fù)鋱D連接設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行基本配置，才能進(jìn)入新知識(shí)實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)結(jié)束后為了便于后續(xù)實(shí)訓(xùn)又需要花時(shí)間對(duì)設(shè)備的連線和配置進(jìn)行還原操作，每次新實(shí)訓(xùn)前后浪費(fèi)了太多時(shí)間，大大縮短了新實(shí)訓(xùn)時(shí)間，影響了學(xué)生對(duì)新實(shí)訓(xùn)的完成度和熟練度。

5） 實(shí)物設(shè)備更新迭代困難，限制實(shí)訓(xùn)教學(xué)穩(wěn)定開展。實(shí)訓(xùn)室建成后，設(shè)備老舊損壞在所難免，老舊損壞后的更換比較困難，導(dǎo)致設(shè)備越來越少，老師在備課時(shí)要根據(jù)設(shè)備的可用量動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，在授課中還要面臨設(shè)備突發(fā)故障的各種困境，大大影響了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的穩(wěn)定開展。

6） 實(shí)物設(shè)備實(shí)訓(xùn)，限制學(xué)生課外實(shí)訓(xùn)強(qiáng)化。對(duì)于依賴于實(shí)物設(shè)備教學(xué)的課程，學(xué)生在課外只能通過硬背配置命令，進(jìn)行實(shí)物設(shè)備實(shí)訓(xùn)時(shí)，就顯得生澀不靈活。雖然有些學(xué)?？梢宰寣W(xué)生遠(yuǎn)程登錄實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行課外實(shí)訓(xùn)，解決上述問題，但這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要長(zhǎng)期開機(jī)，對(duì)設(shè)備的損耗和管理壓力較大，而且只能對(duì)既定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，不夠靈活。

7） 實(shí)物設(shè)備實(shí)訓(xùn)考核難，限制實(shí)訓(xùn)考核的靈活性和便捷性。使用實(shí)物設(shè)備考核時(shí)，若以小組考核，則無法真實(shí)了解每個(gè)學(xué)生的掌握情況；若每人一套設(shè)備逐一考核，因設(shè)備不足，則考核周期很長(zhǎng)，既不利于考題的保密，又不便于未進(jìn)行考試的人員管理[3]。

基于上述問題，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中如何降低實(shí)訓(xùn)成本，提高實(shí)訓(xùn)效率，從硬件限制中走出來，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，提高學(xué)生的理解能力、實(shí)踐能力和分析能力，是一個(gè)值得深入研究的課題。越來越多的學(xué)校也意識(shí)到這些問題，于是引入各種模擬器來替代實(shí)物設(shè)備，經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐及各種模擬器的對(duì)比分析，Cisco開發(fā)的基于CCNA層次學(xué)習(xí)的Packet Tracer模擬器從界面操作的便捷性及功能設(shè)計(jì)而言，是一款比較適合中職生進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)的模擬仿真軟件。

2 Packet Tracer 軟件概述

Packet Tracer是思科公司為學(xué)習(xí)思科網(wǎng)絡(luò)課程的初學(xué)者開發(fā)的一個(gè)免費(fèi)的模擬仿真軟件，初學(xué)者可以輕松地實(shí)現(xiàn)在Packet Tracer的網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、配置和排除網(wǎng)絡(luò)故障，完成CCNA層次的學(xué)習(xí)。Packet Tracer模擬器具有以下特點(diǎn)：

1） 圖形界面操作直觀、簡(jiǎn)單[4]。用戶在軟件的圖形界面上直接使用拖曳方法建立拓?fù)鋱D，直接單擊即可進(jìn)入設(shè)備的圖形化配置界面或命令行對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置管理。

2） 支持大量的仿真設(shè)備模型[4]。具有集線器、交換機(jī)、路由器、無線設(shè)備、連接電纜（配置線、直通線、交叉線、光纖、串口線等）、終端設(shè)備（臺(tái)式PC、筆記本、電話等）等設(shè)備模型，還支持各種仿真模塊，如串口和銅纜以太網(wǎng)卡、光纖以太網(wǎng)卡、無線網(wǎng)卡等。

3） 支持搭建龐大的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹＠碚撋现С痔砑硬幌蘖康姆抡嬖O(shè)備來搭建龐大的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

4） 支持多種協(xié)議[4]。支持ARP、DHCP、DNS、FTP、HTTP、ICMP、OSPF、RIP、Telnet等中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

5） 支持?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)傳輸可視化[5]。在邏輯空間的模擬模式下可動(dòng)態(tài)仿真數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)倪^程，數(shù)據(jù)報(bào)傳輸可進(jìn)可退，可逐步執(zhí)行，可方便查看每步傳輸?shù)腜DU信息，便于分析網(wǎng)絡(luò)OSI七層模型。在實(shí)時(shí)模式下，可直接顯示數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)钠鹬辜敖Y(jié)果。

6） 支持網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目配置考核評(píng)估功能[6]。PacketTracer的活動(dòng)向?qū)Чδ茉试S創(chuàng)建一個(gè)詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案去考核別人，被考核者根據(jù)已經(jīng)設(shè)定好的答案和考核評(píng)估項(xiàng)目進(jìn)行考核，考核結(jié)束后，活動(dòng)向?qū)Э勺詣?dòng)形成一份反饋各考核點(diǎn)結(jié)果的評(píng)估報(bào)告。

3 Packet Tracer 在中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

應(yīng)用一：豐富的仿真設(shè)備，為認(rèn)識(shí)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供豐富的素材

在Packet Tracer中豐富的仿真設(shè)備如集線器、交換機(jī)、路由器、無線路由器等，設(shè)備的物理設(shè)備視圖可直觀地顯示設(shè)備的不同的樣式、接口類型、插槽和各種模塊，不同模塊配有不同的功能描述（見圖1）。教師無須特意準(zhǔn)備大量的插圖和文字資料，更無須耗時(shí)耗資采購實(shí)物（有些模塊配件也不一定能單獨(dú)采購到），就可以很便捷地讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、接口及功能，大大提高備課和教學(xué)效率。

應(yīng)用二：查看器工具，有助于通過設(shè)備的動(dòng)態(tài)變化理

解實(shí)訓(xùn)原理通過Packet Tracer 工具欄中的查看器（見圖2），我們可查看設(shè)備的路由表、ARP表、NAT表Qos隊(duì)列和端口匯總表的動(dòng)態(tài)變化情況，有助于在教學(xué)中根據(jù)這些信息的變化來理解相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)原理，如動(dòng)態(tài)路由表是何時(shí)更新的、ARP地址是如何解析的、內(nèi)外網(wǎng)IP是如何轉(zhuǎn)換等。

應(yīng)用三：節(jié)約實(shí)訓(xùn)成本，提高辦學(xué)可行性和教學(xué)穩(wěn)定性[7]

Packet Tracer作為一款免費(fèi)的輔助學(xué)習(xí)的模擬仿真軟件，將其投入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)校無須再考慮投入大量經(jīng)費(fèi)采購大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)專門的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)訓(xùn)室，只需要一臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)即可開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，極大地降低了教學(xué)成本，保障了教學(xué)穩(wěn)定性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)條件簡(jiǎn)化，學(xué)校不再擔(dān)心場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)、排課問題，老師不再為設(shè)備不足、設(shè)備老化故障等問題影響教學(xué)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的辦學(xué)門檻不再那么高。

應(yīng)用四：仿真實(shí)訓(xùn)，提高教學(xué)效率

Packet Tracer 中有大量的仿真設(shè)備，學(xué)生只要人手一臺(tái)計(jì)算機(jī)，利用Packet Tracer就能獨(dú)立進(jìn)行完整的仿真實(shí)訓(xùn)，不用再擔(dān)心設(shè)備不足、個(gè)人訓(xùn)練時(shí)間不足，教學(xué)實(shí)訓(xùn)過程中無須再擔(dān)心設(shè)備老舊引起的各種故障，學(xué)生還可以在老師提供的基礎(chǔ)拓?fù)鋱D上進(jìn)行新知識(shí)的實(shí)訓(xùn)，節(jié)省了連線、基礎(chǔ)配置的時(shí)間，有利于學(xué)生重點(diǎn)進(jìn)行新知識(shí)的實(shí)訓(xùn)。課外，學(xué)生不再因?yàn)闆]有實(shí)訓(xùn)設(shè)備而無法強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)，學(xué)生只要有計(jì)算機(jī)或手機(jī)，安裝了Packet Tracer的PC版或移動(dòng)版，就可以隨時(shí)隨地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)。Packet Tracer 仿真的應(yīng)用靈活地保障了課內(nèi)、課外的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，大大地提高了學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效率。

應(yīng)用五：支持龐大的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，便于模擬貼近生活的工程案例

Packet Tracer中既有大量的仿真設(shè)備，又能支持多種協(xié)議，可以支持龐大的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，可以幾乎不限量地添加設(shè)備搭建復(fù)雜龐大的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在中職的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，老師不再受設(shè)備類型和數(shù)量不足的限制，在教學(xué)中可以自由地模擬搭建各種類型的工程案例，如校園網(wǎng)、中小型企業(yè)園區(qū)網(wǎng)等，既方便進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信原理的授課解析，又可以讓學(xué)生模擬工程案例，還能發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力構(gòu)建自己的網(wǎng)絡(luò)搭建項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生盡早融入職場(chǎng)極有好處。

應(yīng)用六：PKA活動(dòng)，讓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)考核與課后復(fù)習(xí)更靈便

利用Packet Tracer中的活動(dòng)向?qū)?，教師和學(xué)生可以很方便地開展隨堂考試和課后自測(cè)。Packet Tracer 的PKA活動(dòng)文件可以添加有圖文的考核題目（見圖4），可以通過設(shè)置初始網(wǎng)絡(luò)和問答網(wǎng)絡(luò)對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分（見圖3），既讓課堂的實(shí)訓(xùn)考核更便捷，又方便了課后學(xué)生自測(cè)復(fù)習(xí)。初始網(wǎng)絡(luò)可以靈活地將不允許學(xué)生修改的參數(shù)進(jìn)行鎖定，如刪除設(shè)備、重命名、重置活動(dòng)、檢查結(jié)果、查看評(píng)估項(xiàng)目等，還可對(duì)考核活動(dòng)進(jìn)行限時(shí)設(shè)置。PKA活動(dòng)文件的評(píng)估項(xiàng)目若未鎖定則便于學(xué)生課后復(fù)習(xí)時(shí)評(píng)估各知識(shí)點(diǎn)掌握情況，若鎖定則便于隨堂考試。

4 結(jié)束語

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)中，利用Packet Tracer進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，大大地降低了實(shí)訓(xùn)成本，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)效率，通過大量重復(fù)的實(shí)訓(xùn)讓學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。但虛擬仿真并不能完全取代真實(shí)的設(shè)備，它們之間還是有很大的差別。在真實(shí)的環(huán)境中很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤、會(huì)有老化損耗等不確定因素。而在虛擬環(huán)境中，設(shè)備的連接變得容易，選好了合適的線纜和正確的接口，點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)即可完成。而在真實(shí)的工程項(xiàng)目中，連接用的線纜需要學(xué)生自己動(dòng)手制作，至少需要自己接線，一旦像這類小操作沒有做好，或忘記做，都會(huì)直接影響工程的質(zhì)量。因此，對(duì)于馬上要進(jìn)入社會(huì)崗位的學(xué)生而言，利用仿真軟件掌握各項(xiàng)技能后，最好還要有真實(shí)設(shè)備進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)練習(xí)，設(shè)備的類型和數(shù)量不用很多，這樣能夠更好地與職場(chǎng)崗位接軌，不至于只會(huì)紙上談兵。