基于PacketTracer的中職“計算機網絡”課程研究性學習設計

陳建強

摘要：在實訓條件不具備的環境中，結合計算機網絡課程的本身特點，使用網絡模擬軟件進行研究性學習，不僅提高了課程教學的效果，同時也達到了中職院校培養學生實踐操作能力的目標。

關鍵詞：Packet Tracer；中職計算機網絡課程；研究性學習

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）06-0123-03

研究性學習指的是在老師的合理引導中，學生按照各自的興趣、喜好和知識掌握的程度，來選擇相應的研究題目，從而展開自主探究，以培養創新的觀念和創造的技能。與傳統的接受性學習不同的是，研究性學習是學生通過親身實踐來體會知識的產生于行程，通過學生自身的自主學習和小組討論來發現知識、學得方法、得出結論，而不是由教師將知識理論通過課堂教學兒直接傳授給學生。

1 Packet Tracer在計算機網絡課程教學中的優勢

當前，計算機網絡是一項比較熱門的技術，中職院校大都設置了相關的專業，以培養具備實踐動手能力的應用型人人才。但由于網絡設備的采購成本高昂，而中職院校的相關經費卻十分有限，使得學校擁有的網絡設備型號、數量不足，難以為中職學生提供充足的實訓機會。Packet Tracer的引入能較好地解決學生實訓操作的問題，學生只要在計算機上安裝了這一模擬軟件，就能夠在虛擬環境中對各種類型計算機、交換機等網絡設備進行自由選擇，并通過模擬操作配置，以起到實踐學習的效果，有下面幾個優勢：

1.1易用性

Packet Tracer具有較為友好的圖形操作界面，學生無須具備較多的專業能力，就可以方便地了解到如何去搭建網絡拓撲架構，從而提升了學生學習的積極性。

1.2節約成本

網絡設備的采購成本高，更新換代的速度也比較快。學校沒有足夠的資金去購置所有的新型網絡設備。Packet Tracer卻只需要下載并安裝在計算機上，并通過不斷的版本更新，就能夠讓學生體驗到數萬元網絡設備的操作。

1.3靈活性

當前，中職院校的學生大都擁有自己的

計算機，只需要安裝這一模擬軟件，就能夠隨時隨地的進行模擬實訓，而無須等到網絡實訓課時再動手練習，從而讓學生的實踐操作的時間和空間得以極大的拓展。

1.4模擬程度高

軟件中擁有型號繁多的設備數據信息，學生在其中進行實訓操作時，具有極高的真實性，無限貼近于真正的實踐過程，從而適應了學生的實訓需要。

2 中職計算機網絡課程研究性學習的有效方法和步驟

在傳統的課堂教學過程中，老師大多是先解說、再操作演示，然后再安排學生進行上級操作，在這種以講解、演示為核心的教學形式中，學生只能是進行被動式的學習和模仿操作。當學生在實訓操作中遇到新問題時，往往不能靈活運用學過的知識進行針對性的解決。由此可見，重理論知識、輕自主探究的教學方式已經無法滿足計算機網絡課程的教學目標。

通過研究性學習的引入，教師通過自主選題、方案設計、自主探究、總結討論的學習過程，重視實際問題的發現和處理、重視學生的自主探究、重視教學內容和形式的開放性，以及重視學生的團隊協作和交流，從而讓學生從動態化、多元化的學習探究中獲得更多的知識和方法，真正體現出教學主體的作用，提高學生自主探究、處理問題的積極性，將他們的創新意識和實踐能力鍛煉滲透到課堂教學中。通過研究性的教學設計，學生不但可以更好地理解理論知識，還能夠將這些知識運用到生活實踐中，以處理碰到的實際問題，達到學以實用的目標。在研究性學習的基礎上，課堂教學設計一般可分為以下四個步驟環節。

2.1教師激趣引題，學生自學研究

在課堂教學正式開始之初，教師要通過激趣引題來實現教學內容的導入，然后學生在教師的指導下進行自學研究，這一環節步驟起著核心指導的作用。在這一環節中，教師要注意教學語言的合理運用，要在短時間內激發學生的學習興趣和參與的積極性，以便營造出良好的課堂教學氛圍，為了讓學生能夠更好地進行自學研究，教師要通過簡練的論題引入來使學生自主的進入研究階段。自學研究的目的在于讓學生能夠充分挖掘自身的潛力，培養其自主學習的能力和習慣，從而養成終身學習的良好習慣。在課堂教學時，教師要為學生的自學研究預留足夠的時間，使其能夠在課堂學習中充分的思考。學而不思則罔，思而不學則殆，這是傳統學習模式中所常見的弊端。在學習中積極思考，在思考中發現問題并解決問題是現代教學所追求的目標。學生在自學研究的過程中，能夠將自學、思考、質疑、提問結合在一起，從而更好地理解和掌握所學到的知識。

2.2教師解疑導撥，學生合作研究

在自學研究的過程中，學生是一邊學習知識，一邊探究知識，并且在探究中解決一些較為簡單的問題，而對于一時難以理解和解決的疑難問題，可集中進行解決。教師要為此留出三五分鐘的時間，讓學生來提出自學研究中所遇到的重點和難點問題。教師可不必對學生們的問題進行一一解答，而是對學生們的問題進行綜合考量，并從中總結出兩三個重點、難點問題，以作為學生合作研究的主題。

合作研究有三種組織形式，教師可按照實際情況來選擇更適合的形式。首先，學生之間可進行合作研究，讓每個學生都能發揮自己的優勢，針對教師總結的重點、難點問題進行合作探究；其次，可組織學生進行小組合作研究，每個小組成員數量控制在四到十個人，這樣有利于學生們發揮集體的力量，實現相互啟發、優勢互補、拓展思維，從而使大家能夠更好地理解學到的知識概念，得到更加清晰準確的結論；再次是班級集體研究，教師要抓住課堂教學的中心主題和重點、難點問題，讓學生們各抒己見，從而利用集體力量來處理問題。在合作研究的過程中，師生之間的面對面交流，不能淪為一問一答或者對話的形式，要先讓學生之間進行質疑、探討、爭辯，教師只需在重點部分進行針對性的指點，但是注意不要由教師來主導合作研究的過程，而是要充分發揮學生自身的作用。通過合作研究，學生們可以進行思想情感的互動，培養團隊協作的意識，構造良好的交流氛圍，從而養成良好的思想品質。在傳統的課堂討論環節中，常常存在討論主題不明確，討論時間預留不足，討論氛圍不佳，大多是形式大于實際，從而造成合作研究的效果不佳，這是如今進行研究性課堂教學時需要注意的地方。在合作研究時，教師在一旁要做好巡查指導工作，以便讓學生的合作研究發揮出應有的作用。

2.3教師明理強化，學生實踐研究

這一環節強點是對研究效果的鞏固和檢驗，其目的在于讓學生理解和掌握學習的方法，首先，教師要按照教學大綱的要求以及學生的實際情況，對研究主題進行歸納總結、概述合作研究的重點，要理解和掌握研究性學習的方法，厘清研究內容的概念，然后簡單明確的解釋給學生們。然后，要引導學生通過自學和合作研究來融會貫通，從而能夠觸類旁通而解決那些相似類型的問題。學生通過實踐研究不但能夠理解、掌握和拓展知識范圍，還能夠將所學的知識內化為實踐能力。在進行實踐研究時，要按照計算機網絡學科的要求來決定實踐研究的內容和形式，但不要強求內容和形式的統一。總而言之，學生靈活運用學習的方法和形式，通過實踐研究能夠開發自己的創新思維。

2.4教師激勵評價，學生深入研究

在這一教學環節，教師要對前三個步驟的收獲進行歸納和總結，不但要對學生的主動參與研究性學習的行為進行肯定和鼓勵，還要得到具體的結論，使得學生在未來遇到相似或相關的問題時不至于手足無措。通過研究性學習，能夠幫助學生理解和掌握研究的方法，培養出自主研究的習慣，從而將學習研究轉變成生活的樂趣。教師要對學生的研究性學習進行恰當的激勵評價，進而可通過學生之間的相互評論和互評來進行歸納總結。同時，教師可將研究性學習的范圍拓展到課堂以外，引導學生通過課外閱讀和課外實踐來進行研究，從而使學生具備創新的思維意識，成為創造型的人才。

3 Packet Tracer與中職“計算機網絡”課程的研究性學習設計實例

研究性學習模式本應獲得進一步的推廣和應用，但是傳統的滿堂灌教學仍然在實際教學中占據重要地位，其問題主要包括下面幾個原因：首先，一些中職教師的教學觀念落后于時代發展的趨勢，許多老師對研究性學習的實踐研究不夠全面，還不能將其嫻熟的應用到課堂教學中。其次，一些中職教師對開展中職教育的目標的了解不夠深入，而僅僅是把培養機械式的模擬重復作為培養學生技能的教學目標，沒有意識到將課堂知識靈活運用到實踐中才是基礎，才能夠促進學生的創新思維和實踐能力的發展。再次，一些中職院校在實訓平臺方面存在一定的不足，僅僅能夠達到研究性學習的基本需要。最后，中職學生在認知水平以及學生方法方便存在一定的不足，這就造成研究性學習難以起到理想的效果。

在計算機網絡課程的學習中，學生不但要了解技術概念、網絡技術原理等，還要在此基礎上鍛煉實踐操作的能力。因為網絡設備的型號更新較快，傳統的接受式課堂教學模式難以滿足學生學習的需求。因此，通過研究性學習模式的引入，是推動中職學生理解和掌握更多的網絡技術知識，培養創新思維和實踐能力的有效途徑。

作為網絡設備模擬軟件，Packet Tracer能夠搭建一個虛擬的操作環境，使得學生能夠在其中進行網絡設計和配置以及網絡故障的檢測和排除的實訓操作。如今，Packet Tracer模擬軟件主要應用于模擬實訓，但由于軟件本身的優勢所在，應當成為研究性學習設計的重要輔助工具。

在研究性學習的設計過程中，一些教師常常根據教學目標來選定某個題目，然后對學生進行相應分組，引導學生進行相關資料的整理、探究等環節，從而取得對教學內容的認識，最后由老師對他們的認識進行綜合評價。但是，這種研究性學習設計，學生只能按照教師事先選定的方案、步驟和路線對現成的問題進行探究，從而得出教師所期待的認識，這就使學生難以實現知識的自主架構，喪失了研究性學習的本質。如果教師在課堂教學開始之前就有了預設的立場，然后在課堂教學中對學生的學習進行下意識的引導，卻不讓學生去做多樣化、差異化的思考，不鼓勵學生去試錯，那么這樣的研究性設計大多淪為假探究，起不到理論上的學習效果。

在科學技術地發展過程中，假設和驗證假設的研究性學習設計是一種被人們普遍接受的研究過程，它可以讓學生先對問題的解決方案進行假設，然后對其做進一步的驗證，從而起到良好的教學效果，作為網絡設備模擬軟件，Packet Tracer可以為方案的提出和驗證提供實訓模擬操作的環境，使得學生不會因客觀條件的限制兒無法進行有效的探究。

首先，學生們在分組討論中要先確定計算機網絡題目的選擇，并提出相應的解決方案，然后利用軟件來構建一個圖形化的操作環境。例如，學生可依據實際問題的處理方案，構建出相應的拓撲圖結構，從而為問題的進一步解決和優化提供重要的支持。通常情況下，小組成員如果僅僅依靠語言表述和文本記錄是難以完整理性問題解決的思路，也無法起到較好的小組討論效果。由于沒能搭建起初步的方案解決場景，也就對網絡拓撲方案的設置和建議無從下手。

其次，教師可以通過Packet Tracer模擬軟件的使用，對學生方案進行有效的指導和評價。學生通過Packet Tracer進行問題解決方案的初步搭建后，教師可以對其提出針對性的意見評價，學生也可通過Packet Tracer的可視化圖景來更好的理解教師的意見評價，并做出相應地調整。所以，在方案構架的課堂教學環節中，學生使用軟件可以提升自身處理具體問題的技能，以免綸入網絡設備相關知識和實踐技能的重復記憶中。

再次，學生可通過軟件所提供的模擬環境對方案進行驗證，對初步搭建的網絡拓撲架構設置進行運行和調試，以確認問題處理方案的有效性。由于Packet Tracer提供的模擬環境具有極高的仿真性，學生完全無須擔心損害到網絡設備，也不會因此而受到人身安全的威脅，從而可以對問題方案進行反復的試驗和驗證。同時，在教師的引導和診斷下，學生可以對方案解決所需要的相關知識和技能進行充分的理解和掌握，并在Packet Tracer的模擬操作中得到加強和升華。

最后，當來到課堂教學的后期，各個學習小組可進行討論總結，展示學習成果，然后經由小組成員自我評價、互相評價以及教師評價等活動進行小組成果的總結。在這一評價的過程中，學生可以通過軟件對學習成果進行形象直觀的展示，從而提升解釋和評價的效率和效果。

例如，教師可基于Packet Tracer進行虛擬局域網的研究性學習設計。由于虛擬局域網的概念技術具備一定的學習難度，是許多學生的學習重點和難點。通過模擬軟件的使用，不但可以因虛擬局域網的安全性需求而實現網絡的隔離操作，能夠對網絡連接的增加進行靈活的設置，從而為學生搭建一個良好的實訓模擬平臺。比如，通過交換機的合理設置，如何讓公司各部門的計算機處于同一個局域網中，但又要保持各個部門的隔離而確保數據的安全性。可把這個情境設置為研究性學習的問題。

在搭建網絡拓撲架構前，教師可先清晰表述問題情境需求，并對學生進行合理分組，然后使用Packet Tracer對問題方案進行小組討論和網絡拓撲架構的初步研討。教師可通過Packet Tracer模擬軟件中的網絡圖來引導學生對計算機和交換機的端口進行邏輯分組，以使其盡快進入解決方案的確定和驗證解決段。從教學效果上來看，通過Packet Tracer的可視化演示，能夠起到語言討論所不能達到的效果。

在問題方案的驗證時期，可通過模擬軟件所提供的虛擬局域網環境，對自己所理解的資料、命令進行配置和調試。同時，通過Packet Tracer可對試驗中出現的形式多樣的問題進行相應的修復，從而體現研究性學習的核心優勢。在這種模擬實訓的環境下，學生通過Packet Tracer能夠對虛擬局域網進行實際配置和操作應用，而無須再去對相關概念和參數命令進行機械記憶，也不再將充滿思維碰撞的研究性學習過程簡化為鍵盤指令的操作輸入。

在學習評價階段，各個學習小組可根據軟件中的模擬設置，對預設情境的操作和處理進行論述，從而使Packet Tracer成為研究性學習的有效工具。

4結束語

通過Packet Tracer在研究性學習設計中的運用，提升了學生對學習的積極性，改進和完善了對當前的網絡課程教學形式。同時，學生不再受到滿堂灌教學的束縛，也不再為各種網絡設備概念及技術參數的機械記憶而苦惱，不但通過基于Packet Tracer的研究性學習而更好提高分析和解決實際問題的能力，加深了對專業技能的理解，從而為成為優秀的應用型技能人才打下堅固的基礎。

參考文獻：

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【通聯編輯：光文玲】