涂世昌

關(guān)鍵詞：Packet Tracer；計算機網(wǎng)絡(luò)；實訓教學；仿真

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：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，計算機網(wǎng)絡(luò)人才的需求量不斷增加，為了順應(yīng)時代的需求，很多中高職、本科院校紛紛開設(shè)了計算機網(wǎng)絡(luò)實訓課程來培養(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)實訓室來培養(yǎng)學生的實踐能力，然而實際的教學效果并不理想，中職學校的教學效果則更不理想。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學存在的問題

中職計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學主要包含網(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，在這些課程的教與學中理論和實踐緊密結(jié)合，學生必須在掌握原理的情況下，才能在實踐中舉一反三。但在實訓教學中，不管在中職還是在高校，都存在各種問題。

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

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

3） 設(shè)備數(shù)量和型號有限，限制模擬工程實例。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實訓室建設(shè)時，出于各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的昂貴、或?qū)嵱柺艺嫉孛娣e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)備型號也不多，一般2～3臺，因此無法讓學生模擬各種工程實例，如校園網(wǎng)絡(luò)、中小型園區(qū)網(wǎng)等。

4） 實物設(shè)備實訓準備耗時，限制新知識實訓時間[2]。實物設(shè)備實訓時，每次新實訓前，學生必須先根據(jù)拓撲圖連接設(shè)備，對設(shè)備進行基本配置，才能進入新知識實訓，實訓結(jié)束后為了便于后續(xù)實訓又需要花時間對設(shè)備的連線和配置進行還原操作，每次新實訓前后浪費了太多時間，大大縮短了新實訓時間，影響了學生對新實訓的完成度和熟練度。

5） 實物設(shè)備更新迭代困難，限制實訓教學穩(wěn)定開展。實訓室建成后，設(shè)備老舊損壞在所難免，老舊損壞后的更換比較困難，導致設(shè)備越來越少，老師在備課時要根據(jù)設(shè)備的可用量動態(tài)調(diào)整教學計劃，在授課中還要面臨設(shè)備突發(fā)故障的各種困境，大大影響了實訓教學的穩(wěn)定開展。

6） 實物設(shè)備實訓，限制學生課外實訓強化。對于依賴于實物設(shè)備教學的課程，學生在課外只能通過硬背配置命令，進行實物設(shè)備實訓時，就顯得生澀不靈活。雖然有些學?？梢宰寣W生遠程登錄實訓設(shè)備進行課外實訓，解決上述問題，但這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要長期開機，對設(shè)備的損耗和管理壓力較大，而且只能對既定的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖進行實訓，不夠靈活。

7） 實物設(shè)備實訓考核難，限制實訓考核的靈活性和便捷性。使用實物設(shè)備考核時，若以小組考核，則無法真實了解每個學生的掌握情況；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，既不利于考題的保密，又不便于未進行考試的人員管理[3]。

基于上述問題，在計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學中如何降低實訓成本，提高實訓效率，從硬件限制中走出來，調(diào)動學生積極性，提高學生的理解能力、實踐能力和分析能力，是一個值得深入研究的課題。越來越多的學校也意識到這些問題，于是引入各種模擬器來替代實物設(shè)備，經(jīng)過多年教學實踐及各種模擬器的對比分析，Cisco開發(fā)的基于CCNA層次學習的Packet Tracer模擬器從界面操作的便捷性及功能設(shè)計而言，是一款比較適合中職生進行計算機網(wǎng)絡(luò)實訓的模擬仿真軟件。

2 Packet Tracer 軟件概述

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

1） 圖形界面操作直觀、簡單[4]。用戶在軟件的圖形界面上直接使用拖曳方法建立拓撲圖，直接單擊即可進入設(shè)備的圖形化配置界面或命令行對設(shè)備進行配置管理。

2） 支持大量的仿真設(shè)備模型[4]。具有集線器、交換機、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)拓撲。理論上支持添加不限量的仿真設(shè)備來搭建龐大的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖。

4） 支持多種協(xié)議[4]。支持ARP、DHCP、DNS、FTP、HTTP、ICMP、OSPF、RIP、Telnet等中職計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學中常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

5） 支持數(shù)據(jù)報傳輸可視化[5]。在邏輯空間的模擬模式下可動態(tài)仿真數(shù)據(jù)報傳輸?shù)倪^程，數(shù)據(jù)報傳輸可進可退，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。在實時模式下，可直接顯示數(shù)據(jù)報傳輸?shù)钠鹬辜敖Y(jié)果。

6） 支持網(wǎng)絡(luò)項目配置考核評估功能[6]。PacketTracer的活動向?qū)Чδ茉试S創(chuàng)建一個詳細的網(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估項目進行考核，考核結(jié)束后，活動向?qū)Э勺詣有纬梢环莘答伕骺己它c結(jié)果的評估報告。

3 Packet Tracer 在中職計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學中的應(yīng)用

應(yīng)用一：豐富的仿真設(shè)備，為認識各種網(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、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）。教師無須特意準備大量的插圖和文字資料，更無須耗時耗資采購實物（有些模塊配件也不一定能單獨采購到），就可以很便捷地讓學生認識各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、接口及功能，大大提高備課和教學效率。

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

解實訓原理通過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隊列和端口匯總表的動態(tài)變化情況，有助于在教學中根據(jù)這些信息的變化來理解相應(yīng)的實訓原理，如動態(tài)路由表是何時更新的、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)約實訓成本，提高辦學可行性和教學穩(wěn)定性[7]

Packet Tracer作為一款免費的輔助學習的模擬仿真軟件，將其投入計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學中，學校無須再考慮投入大量經(jīng)費采購大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)專門的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實訓室，只需要一臺普通的計算機即可開展計算機網(wǎng)絡(luò)實訓教學，極大地降低了教學成本，保障了教學穩(wěn)定性。計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學條件簡化，學校不再擔心場地、經(jīng)費、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，計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的辦學門檻不再那么高。

應(yīng)用四：仿真實訓，提高教學效率

Packet Tracer 中有大量的仿真設(shè)備，學生只要人手一臺計算機，利用Packet Tracer就能獨立進行完整的仿真實訓，不用再擔心設(shè)備不足、個人訓練時間不足，教學實訓過程中無須再擔心設(shè)備老舊引起的各種故障，學生還可以在老師提供的基礎(chǔ)拓撲圖上進行新知識的實訓，節(jié)省了連線、基礎(chǔ)配置的時間，有利于學生重點進行新知識的實訓。課外，學生不再因為沒有實訓設(shè)備而無法強化實訓，學生只要有計算機或手機，安裝了Packet Tracer的PC版或移動版，就可以隨時隨地進行網(wǎng)絡(luò)實訓。Packet Tracer 仿真的應(yīng)用靈活地保障了課內(nèi)、課外的網(wǎng)絡(luò)實訓教學，大大地提高了學習積極性和教學效率。

應(yīng)用五：支持龐大的網(wǎng)絡(luò)拓撲，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)拓撲，可以幾乎不限量地添加設(shè)備搭建復雜龐大的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。在中職的網(wǎng)絡(luò)實訓教學中，老師不再受設(shè)備類型和數(shù)量不足的限制，在教學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，既方便進行網(wǎng)絡(luò)通信原理的授課解析，又可以讓學生模擬工程案例，還能發(fā)揮學生的創(chuàng)造力構(gòu)建自己的網(wǎng)絡(luò)搭建項目，對學生盡早融入職場極有好處。

應(yīng)用六：PKA活動，讓計算機網(wǎng)絡(luò)實訓考核與課后復習更靈便

利用Packet Tracer中的活動向?qū)В處熀蛯W生可以很方便地開展隨堂考試和課后自測。Packet Tracer 的PKA活動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)對每個知識點進行自動評分（見圖3），既讓課堂的實訓考核更便捷，又方便了課后學生自測復習。初始網(wǎng)絡(luò)可以靈活地將不允許學生修改的參數(shù)進行鎖定，如刪除設(shè)備、重命名、重置活動、檢查結(jié)果、查看評估項目等，還可對考核活動進行限時設(shè)置。PKA活動文件的評估項目若未鎖定則便于學生課后復習時評估各知識點掌握情況，若鎖定則便于隨堂考試。

4 結(jié)束語

在計算機網(wǎng)絡(luò)實訓中，利用Packet Tracer進行仿真實訓，大大地降低了實訓成本，提高了實訓教學效率，通過大量重復的實訓讓學生熟練掌握基礎(chǔ)知識，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。但虛擬仿真并不能完全取代真實的設(shè)備，它們之間還是有很大的差別。在真實的環(huán)境中很容易出現(xiàn)錯誤、會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，點點鼠標即可完成。而在真實的工程項目中，連接用的線纜需要學生自己動手制作，至少需要自己接線，一旦像這類小操作沒有做好，或忘記做，都會直接影響工程的質(zhì)量。因此，對于馬上要進入社會崗位的學生而言，利用仿真軟件掌握各項技能后，最好還要有真實設(shè)備進行實戰(zhàn)練習，設(shè)備的類型和數(shù)量不用很多，這樣能夠更好地與職場崗位接軌，不至于只會紙上談兵。