基于Packet Tracer模擬軟件的計算機網絡課程教學研究

摘要：計算機網絡課程是一門實踐和理論并重的課程。如果只有理論的教學，沒有實驗的設置，就不能產生很好的教學效果。但有些學校由于資金、人員等的原因，不能滿足大量非計算機專業學生實驗要求，因此在教學的過程中引入了一些模擬軟件，如cisco的Packet Tracer。本文通過實例介紹了基于該模擬軟件的原理模擬教學法、案例教學法、設錯教學法、任務驅動法。在網絡課程教學中，可以使用上述方法再結合其他的教學方法來提高教學質量。

關鍵詞：Packet Tracer；原理模擬教學法；案例教學法；設錯教學法；任務驅動法

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）24-0251-02

《計算機網絡》課程是高校計算機專業、通信專業以及其他信息管理專業的專業課程，這一課程的特點是概念多、原理抽象、網絡技術更新快等。[1]空洞的理論教學難以滿足教學的需要，而昂貴的網絡實驗設備對于實驗設備經費緊缺的高校又是望而生畏。因此經濟實惠的虛擬網絡實驗教學平臺不失為一個好的選擇。

一、Packet Tracer模擬軟件的特點

Packet Tracer是思科公司推出的一款網絡仿真軟件。通過該軟件可以很方便的進行網絡設計、配置和仿真模擬。該軟件具有多平臺、多設備、多協議、多設計模式、多用戶、高仿真性。軟件通過可視化模式顯示網絡模型中數據報的傳輸過程，使用戶能對抽象數據的傳送具體化。[2]以上這些特點保證了在該模擬軟件上可以方便、直觀的進行網絡組建、配置、協議驗證測試等實驗。

二、教學方法

教學方法是指為了完成課程規定的任務、實現培養目標的途徑，是教師教的方法和學生學的方法的總和[4]。教學方法在大學人才培養模式改革中處于舉足輕重的位置，教學方法的改革也是人才培養模式改革中非常關鍵和困難的環節。教師在教學生的過程中，采用合理的教學方法、手段后，能大大地提高教學質量。在把Packet Tracer引入我校的計算機網絡課程教學中后，根據這個軟件和網絡課程的特點，采用的教學方法也要相應的改變。本文介紹幾個實際教學過程中采用的教學方法。

1.原理模擬教學法。Packet Tracer模擬軟件有兩種模式：實時模式和仿真模式。在實時模式下，網絡行為和真實設備一樣，對所有網絡的行為都是即時響應。在仿真模式中用戶可以觀察數據傳輸在網絡中的內部流程。原理模擬教學法就是利用Packet Tracer模擬軟件的仿真特點設計一些實驗把網絡中一些抽象難懂的協議原理形象化的展現在學生面前。教學案例：講授交換機MAC地址表的生成過程這一原理時可以設計如下的實驗。①在設計模式下，添加一個用交換機連接三臺PC機的網絡模型拓撲圖，如圖1。在仿真模式下添加PC0到PC1的PDU，查看交換機的MAC地址表，表空。②啟動模擬過程，可以觀察到PC0到PC1的PDU首先到達交換機，同時在交換機的MAC地址表添加一項新記錄，如圖1。可以驗證MAC地址表中每一條記錄的生成是根據收到的數據幀和源端口的對應關系得到的即MAC地址表的生成原理。

2.案例教學法。針對計算機網絡這門課程與實際案例聯系緊密這一特點，教師可以在模擬軟件中實現具體案例。案例：某企業使用網絡的部門主要有：技術部、市場部、客戶部。這三個部門的用戶辦公地點在某寫字樓的4、5層。要求對這三個部門的所有用戶單獨劃分VLAN。實現方法：①在Packet Tracer模擬軟件中搭建該案例拓撲圖，如圖2。

②在兩臺交換機上分別劃分VLAN，設置TRUNK端口把兩臺交換機之間的連接線路設為TRUNK鏈路，保證同一部門用戶在劃分VLAN后的跨交換機通信。創建或進入VLAN命令：在全局配置模式下使用vlan[vlanid]命令，創建兩個VLAN。把交換機的端口劃分給某VLAN的命令：switch（config）#interface[端口名稱]switch（config-if）#switchport mode access；switch（config-if）#switchport ccess vlan[vlanid]。TRUNK配置命令：Switch（config-if）#inter；[端口名稱]Switch（config-if）#switchport mode trunk。

3.設錯教學法。《計算機網絡》課程是一門實踐性、技術性很強的課程，在實際的工程應用中做網絡組建和配置時經常會出現一些錯誤，而且對網絡進行故障檢測、排除也是考察網絡工程師能力的一個很重要的指標。因此在實際網絡實驗教學中，教師可以嘗試采用“設錯”的教學模式，通過設錯、查錯、糾錯的方法激發學生學習興趣和探究心理，增強學生的應變能力。[3]教學示例：在實際的網絡設備連線時，有直連線和交叉線之分。通常是主機和交換機之間、路由器和交換機之間連接時用直連線；路由器和主機之間、主機和主機之間連接時用交叉線，但實際組網時，往往由于忽略這一點而造成網絡故障。因此教師可以在模擬軟件中有目的的設置實驗來考查這一點，從而使學生對這一知識點掌握的更深刻。

4.任務驅動法[5]。根據網絡課程每個知識單元的特點，由老師設計相應的實驗任務，在老師講解每個知識單元原理的過程中，引導學生正確的方法進行分析和任務的求解，給出一個方案設計圖。最后再在Packet Tracer模擬軟件中，根據方案設計圖進行整個方案的模擬實現。在這個過程中，既學到了相應的知識又培養了學生采用任務驅動模式分析、解決問題的能力。最終對所學的知識融會貫通。

在計算機網絡原理的課程中引入Packet Tracer模擬軟件后，原來抽象的原理變得更具體、更生動，復雜的網絡協議簡單化了，教師的教學方法、手段更多樣，學生的學習過程不再枯燥無趣，提高了學生的學習興趣，改善了教學質量。“教學無定法，貴在得法”，只有在教學過程中，不斷改革教學方法和教學手段，激發學生學習興趣，加強學生獲取知識的能力和創新精神的培養，才能保障教學質量。

參考文獻：

[1]謝希仁.計算機網絡（第5版）[M].北京：電子工業出版社，2010.

[2]郭忠.Packet Tracer模擬器在計算機網絡理論教學中的應用[J].

[3]周閱.會計電算化實驗教學模式探析，網絡與信息，2008，（2）.

[4]教學方法改革在人才培養模式改革中的地位[J].中國大學教學，2009，（3）.

[5]基于項目任務驅動的計算機網絡課程教學方法[J].計算機教育，2011，（13）.

基金項目：本文章由中國石油大學（北京）校級教改項目“基于Packet Tracer的網絡課程教學改革”支持

作者簡介：王曉娜（1976-），女，河北辛集人，中國石油大學（北京）信息學院講師。