Packet Tracer 7在計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用

支元

摘要：本文首先分析高職計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀，再以PacketTracer 7為學(xué)習(xí)背景，搭建了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，并對其進(jìn)行任務(wù)分析和配置。借助虛擬仿真的高級功能設(shè)計(jì)項(xiàng)目的評價(jià)工具，從而大大地提高了課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：PacketTracer;物聯(lián)網(wǎng);信息化教學(xué);教學(xué)評價(jià)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）31-0127-02

1現(xiàn)狀

在高職計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程中，《網(wǎng)絡(luò)組建與管理》是必修的一門核心專業(yè)課程。它實(shí)踐性強(qiáng)、理論抽象，在教學(xué)實(shí)踐中存在諸多困難，而物聯(lián)網(wǎng)模塊又是近年學(xué)習(xí)的一個(gè)重要方向，主要體現(xiàn)在知識點(diǎn)瑣碎，涉及通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子等多學(xué)科知識;網(wǎng)絡(luò)概念抽象、技術(shù)性強(qiáng)，如何快速量化各個(gè)知識點(diǎn)，又能提高課堂教學(xué)效率是近年來各個(gè)學(xué)校教學(xué)改革的重點(diǎn)。

結(jié)合教學(xué)實(shí)際，我們發(fā)現(xiàn)基Packet Tracer 7仿真平臺的項(xiàng)目化教學(xué)法是一個(gè)較為恰當(dāng)?shù)姆椒āＫ哂锌刹僮餍院涂蓹z測性強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種基于課程資源的、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的學(xué)習(xí)探索，學(xué)生在一個(gè)仿真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中學(xué)習(xí)，不僅減少了實(shí)驗(yàn)成本的投資，與信息化平臺相結(jié)合還能大大地提高了課堂學(xué)習(xí)效率。

2Packet Tracer 7物聯(lián)網(wǎng)功能

Packet Tracer是由思科公司發(fā)布的一個(gè)輔助學(xué)習(xí)工具，為學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程的初學(xué)者去設(shè)計(jì)、配置、排除網(wǎng)絡(luò)故障提供了網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境。PacketTracer 7.0引入物聯(lián)網(wǎng)功能，該版本包括物聯(lián)網(wǎng)組件和具有網(wǎng)絡(luò)連接功能的微控制器（MCU）或單板計(jì)算機(jī)（SBC）。微控制器對Arduino硬件進(jìn)行計(jì)算，并且可以使用Py-thon、Javascfip等程序設(shè)計(jì)語言對其進(jìn)行編程嘲。

3Packet Tracer 7在專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用

下面通過構(gòu)建一個(gè)“簡單家庭物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”案例來說明Packet Tracer在專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單家庭物聯(lián)實(shí)驗(yàn)，在家庭局域網(wǎng)中通過服務(wù)器為各設(shè)備動(dòng)態(tài)分配lP地址并將IOE組件注冊到服務(wù)器上，同時(shí)位于遠(yuǎn)程的手機(jī)端通過靜態(tài)路由與家庭網(wǎng)連接，它與主機(jī)PC同時(shí)可以管理控制家庭網(wǎng)中的IOE組件，實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D如圖1，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）打開Packet Tracer 7.2。根據(jù)圖1的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在Logical工作區(qū)中構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。

（2）配置服務(wù)器及各10T設(shè)備。服務(wù)器和10T設(shè)備的IP配置以及所開啟的服務(wù)如表1所示。另外，不需要的服務(wù)選擇關(guān)閉。

服務(wù)器和手機(jī)兩個(gè)設(shè)備則采用靜態(tài)指定IP地址的方式，而當(dāng)在服務(wù)器中開啟DHCP服務(wù)后，地址池可以同時(shí)為多個(gè)終端設(shè)備動(dòng)態(tài)地分配IP地址，這樣就大大地簡化了設(shè)備分配地址的問題。

（3）IoT服務(wù)則為遠(yuǎn)程注冊服務(wù)器提供了口令和密碼，在使用前需要注冊一個(gè)賬號，在PC-Desktop-IoT Monitor中進(jìn)行注冊，然后可以在服務(wù)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(yuǎn)程服務(wù)連接的方式注冊到服務(wù)端，打開任意一個(gè)IoT設(shè)備，在conffig-IoT Server-RemoteServer中輸人服務(wù)器地址及口令信息，點(diǎn)擊"connect”按鈕，當(dāng)按鈕顯示“Refresh”時(shí)表示連接注冊成功如圖3所示：

（4）配置路由器信息。本實(shí)驗(yàn)中為了實(shí)現(xiàn)家庭局域網(wǎng)和遠(yuǎn)程手機(jī)端地互通，采用了靜態(tài)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(jī)端到服務(wù)器端的連通陛。

（5）查看并控制loT設(shè)備狀態(tài)。遠(yuǎn)程的智能手機(jī)通過無線與一個(gè)AP連接，實(shí)現(xiàn)了與遠(yuǎn)程服務(wù)的連接。在手機(jī)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(wù)器上的loT設(shè)備狀態(tài)，也可以通過仿真瀏覽器（Web Browser）查看。如圖4所示，

該手機(jī)端查看到了兩個(gè)IoT設(shè)備，IoT O（風(fēng)扇）顯示為三種控制狀態(tài)：off（關(guān)閉）、Low（低速）、High（高速）;IoT1（臺燈）也顯示為三種控制狀態(tài)：off（關(guān)閉）、Dim（中亮）、On（高亮）。各設(shè)備都可以獨(dú)立控制其狀態(tài)。

該實(shí)驗(yàn)不僅仿真了在本地家庭局域網(wǎng)中通過主機(jī)（PC）管理控制各智能組件，也實(shí)現(xiàn)了利用遠(yuǎn)程終端管理控制智能組件的目標(biāo)。

4教學(xué)效果的診斷與評價(jià)

信息化教學(xué)是目前主流的一種教學(xué)模式，基于網(wǎng)絡(luò)平臺的項(xiàng)目化教學(xué)從項(xiàng)目的規(guī)劃、實(shí)施到評價(jià)已經(jīng)建立了一套比較成熟的教學(xué)模式。尤其在教學(xué)評價(jià)方面，我校基于超星泛雅平臺創(chuàng)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)課程，經(jīng)過近五年的發(fā)展已經(jīng)積累了豐富的項(xiàng)目任務(wù)及題庫資源，作為課程評價(jià)方式之一發(fā)揮了重要作用。但是在專操業(yè)課教學(xué)中，操作性任務(wù)的知識點(diǎn)還是無法及時(shí)有效地考量，也是教師考核教學(xué)效果的一大弊端。

Packet Tracer7的物聯(lián)網(wǎng)功能涉及的設(shè)備更加豐富，不僅包括傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，還有各種IoT傳感設(shè)備，有效地監(jiān)測各設(shè)備終端的狀態(tài)和工作結(jié)果成為教學(xué)評價(jià)的重要內(nèi)容。很多實(shí)驗(yàn)平臺首先要求學(xué)生對設(shè)備及各種檢測器進(jìn)行電源和數(shù)據(jù)線的連接，再用一定的語言進(jìn)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(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)，連線的損耗，設(shè)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(xué)生的知識點(diǎn)做成一個(gè)pka文件，把這個(gè)文件發(fā)給學(xué)生進(jìn)行考查，自動(dòng)判斷學(xué)生的成績。主要設(shè)計(jì)步驟如下：

（1）在Packet Tracer7.2主界面中點(diǎn)擊“Extensions——Activ-ity Wizard”菜單，在ActiviIv Wizard窗口中選擇“Instructions”選項(xiàng)，該選項(xiàng)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(dǎo)人一個(gè)htm類型的文件，便于控制描述的格式。

（2）在“Answer Network”選項(xiàng)中，點(diǎn)擊“Import file to AnswerNetwork”按鈕，將事先做好的標(biāo)準(zhǔn)答案拓?fù)鋱D（pkt）文件導(dǎo)人，根據(jù)要考查的要點(diǎn)詳細(xì)勾選各設(shè)備的狀態(tài)，還可以對某個(gè)點(diǎn)的分值進(jìn)行單獨(dú)修改。如圖5所示：

（3）其他設(shè)置：可以在“connectivity Test”中設(shè)計(jì)針對拓?fù)鋱D中過程的測試點(diǎn);可以在“password”選項(xiàng)中為該.pka文件設(shè)置密碼，防止學(xué)生查看答案。

5總結(jié)

思科公司的PackerTracer7為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)提供良好的平臺，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和效率，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、解決問題的能力，也為教學(xué)評價(jià)提供了一套有效技術(shù)方案，在信息化教學(xué)模式下，合理使用仿真軟件也將大大提高課堂教學(xué)效果。