模擬器軟件在中職網絡教學和實訓中的應用

李華 鈕立輝

摘要：近幾年隨著全國職業院校計算機技能大賽的舉辦，中等職業學校開始重視學生網絡技能的培養，加強了實訓室建設。但由網絡實訓設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勢，可以部分替代真實設備進行實訓，被很多學校所認可，得到了很快的普及。它的應用使網絡抽象的理論教學變成了生動的案例，這樣既降低網絡設備的投資成本，又提高了學生做實訓的效率，而該技術的推廣和普及也會對計算機網絡課程及其他專業課的教學產生積極的影響。

關鍵詞：模擬器 網絡教學 實訓 Packet Tracer

1 概述

網絡技術課是計算機網絡專業的重要課程，實踐性要求很強。對于中等職業學校的學生，該課程所培養目標主要定位在培養學生的實際操作能力，以及掌握網絡知識技能為主。近幾年隨著全國職業院校計算機技能大賽的舉辦，網絡實訓設備發生了很大的變化，少數有實力的學校加大了這方面的投入，實訓環境發生了明顯的改善。然而，大多數學校因為實訓設備經費不足，網絡設備更新快成本高，實訓難以開展。同時，學生頻繁的做實驗很容易損壞設備，而維護及升級的成本昂貴，一般的中職院校也承擔不起。因此，計算機網絡實訓平臺一直難以搭建，就使得計算機網絡課程教學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的問題？模擬器軟件作為備賽軟件得到了很多學校的認可，通過它可以解決一些經濟條件不是很好，沒有充足的資金投入，網絡教學和實訓設備不足的學校開展網絡教學和實訓。這方面的模擬器軟件很多，本文主要是通過計算機網絡工程實訓教學環節中使用最普及的Packet Tracer軟件為例，探究和闡述模擬器在計算機網絡教學中的具體應用。

2 中職網絡教學的現狀及實訓中存在的問題

在信息技術飛速發展的今天，計算機的網絡應用已經逐漸滲透到了整個社會中，社會對計算機網絡人才的需求量也大大增加。它既為中職計算機網絡專業的發展提供了良好的機遇，也對今后的教學提出了更高的要求。但是就目前網絡技術的飛速發展以及教學滯后所存在矛盾日益嚴峻的現象，使得中職計算機網絡教學也存在多樣的問題，我們可以從以下幾點進行分析：

2.1 網絡教學的硬件配置跟不上教學的要求，因為投入的經費有限，設備陳舊難于升級，網絡設備數量和種類上的欠缺，在很大程度上就導致網絡環境搭建較為困難，我們也達不到預期的教學效果。

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

2.3 實訓網絡設備在使用上的單一性，就使得實訓室適合小班形式的教學，這在一定程度上和目前普通院校的教學形式相矛盾。雖然我們可以通過改變教學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 中職學生大多數來自農村，沒有良好的計算機基礎，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絡教學現狀，不難看出在教學中提供多種試驗設備給學生進行不同的網絡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公司開發的網絡仿真工具軟件，是一個為網絡初學者設計的用于提供計算機網絡設計、配置和網絡故障排除模擬環境的學習平臺，支持學生和教師建立仿真、虛擬的活動網絡模型。像其它仿真器一樣，Packet Tracer軟件通過一組簡化的網絡設備和協議模型來理解真實的計算機網絡。學生可在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲，軟件中實現的IOS子集允許學生配置設備，并提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程，觀察網絡實時運行情況。軟件具有下列特點：

3.1 支持多協議模型

支持常用協議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等協議模型。

3.2 支持大量的設備仿真模型

可以仿真的設備有路由器、交換機、無線網絡設備、服務器、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計模式

邏輯空間模式用于進行邏輯拓撲結構的實現；物理空間模式支持構建城市、樓宇、辦公室、配線間等虛擬設置。

3.4 支持可視化的數據包工具

配置有一個全局網絡探測器，可以顯示仿真數據包的傳送路線，并顯示各種模式，前進后退或一步步執行。

4 應用Packet Tracer模擬器優勢

隨著全國中等職業學校計算機網絡技能大賽的開展，很多學校在備賽的培訓中證明了，使用Packet Tracer模擬器軟件搭建基本的網絡實訓環境，在網絡專業課程教學和實訓中取得顯著的效果。雖然，Packet Tracer模擬器能把枯燥的網絡原理具體化，大大彌補了網絡設備教學和學習過程中的許多不足，就使得我們在沒有實際的物理設備的情況下，仍可以開展教學活動，具體表現如下：

4.1 解決了網絡概念抽象難以理解的問題

計算機網絡中通信設備工作原理與作用以及網絡通信協議等知識復雜又枯燥，不但學生難以理解，教師有時候也很難講述清楚，因此很難吸引學生的學習熱忱。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、電腦等各種設備，進行網絡配置。它把抽象理論、乏味知識轉化為直觀可見的操作實訓，使學生在動手操作過程中完成網絡概念的理解和掌握。

4.2 解決了網絡實訓設備不足的問題

Packet Tracer模擬器是一款免費軟件，可以很方便的從網絡上下載使用，為網絡課程提供了免費搭建網絡命令實訓的平臺。在中職學校網絡實訓室設備不齊全的條件下，Packet Tracer模擬器可以方便地虛擬出足夠數量的網絡設備進行網絡實訓，而且不用擔心設備的破損與老化。解決了中職學校網絡實訓經費緊張、設備不足的問題。

4.3 解決了網絡實訓環境難以搭建問題

真實的網絡實訓環境搭建比較困難，因為現場設備很多，實訓中情況往往很復雜，設備多連線分辨不清晰，不利于教學的開展。使用Packet Tracer模擬器的搭建實訓環境，全部的實訓設備均在虛擬環境中實現，使用鼠標點擊和拖動即可完成，不用擔心線路質量和設備故障問題，使用教師從忙亂的整理設備器材中解放出來，保證了有專注精力開展教學，實訓的效果得到了保證。

4.4 解決了網絡實訓不直觀，學生興趣不足的問題

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

4.5 解決了教學資源共享困難，開展任務驅動和模塊化教學不便的問題

使用Packet Tracer模擬器實訓平臺進行實訓，可以開展如：配置交換機、路由器、VLAN、VTP、STP、VTP、PPP、ACL、NAT、靜態路由、動態路由、單臂路由等實訓。這些實訓的操作需要人機互動才能完成，真實的實訓環境復雜，完成實訓時間長操作難度大，學生掌握不理想。而在模擬器環境下，教師可以制作大量的相關教學模塊和案例，以任務作業的形式布置給學生，既方便了教學資源共享，又有利于開展任務驅動模式教學，這是真實設備實訓無法比擬的。

5 結束語

利用Packet Tracer 模擬器軟件在計算機網絡教學中進行仿真實訓，將計算機網絡的抽象理論教學變成生動的案例，既能降低網絡設備的投資成本，又能大大提高學生做實訓的效率，也能幫助學生更好地掌握知識，以此激發學生學習網絡的興趣，大大提高了教學效果。Packet Tracer模擬器軟件雖然有很多優勢，但畢竟是純軟件模擬實訓，也存在很多設計缺欠和不完善的地方，實際上還需要網絡設備實訓室和Packet Tracer模擬器軟件平臺更好地結合到一起，才能有效地解決中職網絡實訓中的問題，我們通過模擬平臺使學生得到充分的網絡設備技術訓練，同時又能通過實際設備增加對網絡的感性認識。

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