Packet Tracer 7在計算機物聯網專業課教學中的應用

支元

摘要：本文首先分析高職計算物聯網專業機網絡技術教學的現狀，再以PacketTracer 7為學習背景，搭建了一個網絡拓撲圖，并對其進行任務分析和配置。借助虛擬仿真的高級功能設計項目的評價工具，從而大大地提高了課堂教學效果。

關鍵詞：PacketTracer;物聯網;信息化教學;教學評價

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）31-0127-02

1現狀

在高職計算機物聯網技術專業課程中，《網絡組建與管理》是必修的一門核心專業課程。它實踐性強、理論抽象，在教學實踐中存在諸多困難，而物聯網模塊又是近年學習的一個重要方向，主要體現在知識點瑣碎，涉及通信、計算機技術以及電子等多學科知識;網絡概念抽象、技術性強，如何快速量化各個知識點，又能提高課堂教學效率是近年來各個學校教學改革的重點。

結合教學實際，我們發現基Packet Tracer 7仿真平臺的項目化教學法是一個較為恰當的方法。它具有可操作性和可檢測性強的特點，是一種基于課程資源的、任務驅動式的學習探索，學生在一個仿真的實驗環境中學習，不僅減少了實驗成本的投資，與信息化平臺相結合還能大大地提高了課堂學習效率。

2Packet Tracer 7物聯網功能

Packet Tracer是由思科公司發布的一個輔助學習工具，為學習網絡課程的初學者去設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環境。PacketTracer 7.0引入物聯網功能，該版本包括物聯網組件和具有網絡連接功能的微控制器（MCU）或單板計算機（SBC）。微控制器對Arduino硬件進行計算，并且可以使用Py-thon、Javascfip等程序設計語言對其進行編程嘲。

3Packet Tracer 7在專業教學中應用

下面通過構建一個“簡單家庭物聯網應用”案例來說明Packet Tracer在專業課教學中的應用。本項目設計了一個簡單家庭物聯實驗，在家庭局域網中通過服務器為各設備動態分配lP地址并將IOE組件注冊到服務器上，同時位于遠程的手機端通過靜態路由與家庭網連接，它與主機PC同時可以管理控制家庭網中的IOE組件，實驗拓撲圖如圖1，實驗步驟如下：

（1）打開Packet Tracer 7.2。根據圖1的實驗網絡拓撲結構在Logical工作區中構建網絡。

（2）配置服務器及各10T設備。服務器和10T設備的IP配置以及所開啟的服務如表1所示。另外，不需要的服務選擇關閉。

服務器和手機兩個設備則采用靜態指定IP地址的方式，而當在服務器中開啟DHCP服務后，地址池可以同時為多個終端設備動態地分配IP地址，這樣就大大地簡化了設備分配地址的問題。

（3）IoT服務則為遠程注冊服務器提供了口令和密碼，在使用前需要注冊一個賬號，在PC-Desktop-IoT Monitor中進行注冊，然后可以在服務器上查看剛剛注冊的賬號信息。如圖2所示。各智能組件通過遠程服務連接的方式注冊到服務端，打開任意一個IoT設備，在conffig-IoT Server-RemoteServer中輸人服務器地址及口令信息，點擊"connect”按鈕，當按鈕顯示“Refresh”時表示連接注冊成功如圖3所示：

（4）配置路由器信息。本實驗中為了實現家庭局域網和遠程手機端地互通，采用了靜態路由的方法，具體配置如表2所示，在正確配置好各路由器的路由表后，可以在命令行窗口中測試手機端到服務器端的連通陛。

（5）查看并控制loT設備狀態。遠程的智能手機通過無線與一個AP連接，實現了與遠程服務的連接。在手機端打開Desktop——IoT Monitor，使用注冊的賬號正取登錄后，可以查看到所有注冊到服務器上的loT設備狀態，也可以通過仿真瀏覽器（Web Browser）查看。如圖4所示，

該手機端查看到了兩個IoT設備，IoT O（風扇）顯示為三種控制狀態：off（關閉）、Low（低速）、High（高速）;IoT1（臺燈）也顯示為三種控制狀態：off（關閉）、Dim（中亮）、On（高亮）。各設備都可以獨立控制其狀態。

該實驗不僅仿真了在本地家庭局域網中通過主機（PC）管理控制各智能組件，也實現了利用遠程終端管理控制智能組件的目標。

4教學效果的診斷與評價

信息化教學是目前主流的一種教學模式，基于網絡平臺的項目化教學從項目的規劃、實施到評價已經建立了一套比較成熟的教學模式。尤其在教學評價方面，我校基于超星泛雅平臺創設的網絡課程，經過近五年的發展已經積累了豐富的項目任務及題庫資源，作為課程評價方式之一發揮了重要作用。但是在專操業課教學中，操作性任務的知識點還是無法及時有效地考量，也是教師考核教學效果的一大弊端。

Packet Tracer7的物聯網功能涉及的設備更加豐富，不僅包括傳統的網絡互聯設備，還有各種IoT傳感設備，有效地監測各設備終端的狀態和工作結果成為教學評價的重要內容。很多實驗平臺首先要求學生對設備及各種檢測器進行電源和數據線的連接，再用一定的語言進行編程，教師不但要檢查線路的正確性，還要檢查編程的正確性，而學生在實驗時，連線的損耗，設備的破壞性等都是比較常遇見的問題。在Packet Tracer中，教師可把需要考查學生的知識點做成一個pka文件，把這個文件發給學生進行考查，自動判斷學生的成績。主要設計步驟如下：

（1）在Packet Tracer7.2主界面中點擊“Extensions——Activ-ity Wizard”菜單，在ActiviIv Wizard窗口中選擇“Instructions”選項，該選項用于描述題目的具體要求，可以直接輸入也可以通過“Inport page”按鈕導人一個htm類型的文件，便于控制描述的格式。

（2）在“Answer Network”選項中，點擊“Import file to AnswerNetwork”按鈕，將事先做好的標準答案拓撲圖（pkt）文件導人，根據要考查的要點詳細勾選各設備的狀態，還可以對某個點的分值進行單獨修改。如圖5所示：

（3）其他設置：可以在“connectivity Test”中設計針對拓撲圖中過程的測試點;可以在“password”選項中為該.pka文件設置密碼，防止學生查看答案。

5總結

思科公司的PackerTracer7為物聯網專業的教學提供良好的平臺，提高了學生自主學習的能力和效率，培養學生的實際動手能力、解決問題的能力，也為教學評價提供了一套有效技術方案，在信息化教學模式下，合理使用仿真軟件也將大大提高課堂教學效果。