PacketTracer在高中信息技术教学中的价值及实践运用

【摘要】针对高中信息技术网络基础和物联网教学中存在的各类典型问题，本文分析了使用Packet Tracer模拟器深化学生对网络知识的了解和提升学生实践动手能力的方法，以全面提高信息技术的课堂教学效果。

【关键词】Packet Tracer；网络模拟器；网络基础；物联网

个人简介：羊冰（1977—），男，江苏省南京市南京大学附属中学。

《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》在“网络基础”模块的“教学提示”指出：“在本模块教学中，教师可创设网络实验环境，引导学生在实际操作中掌握网络应用的技能，理解操作背后的技术原理，体验物联网给人们生活带来的便利。”［1］教师在开展信息技术教学时，应遵循该课程标准，鼓励学生动手完成实验，将所学知识灵活运用到实际生活中。

一、高中信息技术教学的现实状况

（一）网络硬件设备跟不上要求

目前多数高中的网络基础课和物联网课程还是在普通机房开展的，而非专用的计算机网络或物联网实验室，因为建设专用教室的资金投入较大，学校不仅需要购买大量的交换机、路由器、无线AP等设备，还需要采购物联网系统需要的各类传感器，这对于许多普通的高中来说是不容易实现的。

（二）教師过于注重理论讲解

为确保学生掌握相关理论知识，顺利通过考试，一些教师在教授网络基础和物联网时，更注重理论讲解，不注重让学生动手操作，这样的课堂很难调动学生的积极性，也不利于学生把抽象难懂的网络知识成体系地内化，师生的互动形式比较单一，教学效果一般。通过实践操作，“学生本位”的教学要求才能达成，学以致用的教学目标才能实现。

（三）教学评价未能及时反馈

实践表明，及时的课堂反馈，有利于教师调整教学策略，为学生答疑解惑，从而提高学生的操作能力，加深学生对知识点的理解。但就实际情况而言，学生完成实验需要大量时间，教师时常得不到及时的评价与反馈，这也是网络基础和物联网课程难以取得预设教学效果的原因之一。

二、在高中信息技术教学中运用Packet Tracer模拟器的可行性分析

网络实验教学是加深学生对网络基础和物联网知识的认识与理解的重要手段与方法。由于条件限制，大部分高中学校无法使用真实的网络环境给学生做网络基础和物联网实验，所以网络模拟器就成了网络实验教学的首选方案。其中，使用人数最多的便是Packet Tracer模拟器。

（一）操作方便，学生容易上手

Packet Tracer模拟器是由Cisco公司发布的一个辅助学习的网络工具，该模拟器操作方便，具有可视化环境，运用该模拟器完成高中信息技术教材要求的搭建基本网络和简单物联网系统相对简单，学生无须提前掌握复杂的专业知识，就可以通过它练习使用路由器、交换机和其他相关信息设备以及构建简单或复杂的网络［2］。许多学生在学会物联网的基本搭建后，希望进行自主学习和探究，根据自己的想法扩充物联网系统，添加更多的传感器进行交互，Packet Tracer模拟器也可以满足学生的学习需求。

（二）真实感强，便于学生理解

Packet Tracer模拟器的真实感很强，功能丰富，教师可以利用该模拟器的多种功能进行讲解、组织实验、布置课堂作业和组织考试，以形象的方式展示网络的工作方式，让学生查看仿真模式下各种数据包在网络中传输的详细过程，观测网络运行的状况，这对学生理解网络的拓扑结构及工作原理都有极大的帮助。

（三）适合以项目驱动为主的教学方式

Packet Tracer模拟器可以把多个网络或系统组合在一起，教师可以把所有知识点集中在一个综合项目中，让学生由浅入深地进行网络实验。

（四）支持多种终端，学生可以灵活使用

Packet Tracer模拟器不仅可在电脑上运行，还可在各类移动终端上运行，能为日常教学提供更多的便利和保障。近几年，学生时常需要居家学习，这给信息技术教学带来诸多不便。而Packet Tracer模拟器可在手机、平板上运行，学生在家也可以完成学习网络基础课程的任务。

三、Packet Tracer模拟器在高中信息技术教学中的实践运用

（一）利用Packet Tracer模拟器实现网络基础教学

网络服务是比较难理解的知识点。学生往往只知道网络服务的概念与作用，但是网络服务的运行原理却不大清楚。运用Packet Tracer模拟器，教师可以搭建常见的服务器系统，从而形象生动地展示网络服务的运行原理。

【教学案例】网络基础教学

1.引导学生按照拓扑图（如图1）搭建网络，将3台服务器和PC连接到交换机2860上。

2.出示服务器相关数据（如表1），让学生分别设置3个服务器的IP地址和DNS。

3.引导学生设置DHCP服务器：提示学生，首先开启DHCP服务，修改地址池名称；其次填写默认网关和DNS服务器的IP地址，设置DHCP服务器的起始IP地址、子网掩码和最大用户数；最后点击“添加”按钮。

4.引导学生设置DNS服务器：开启DNS服务，并在名称文本框中输入需要转换的域名，类型选择“A记录”，再在地址文本框添加WEB服务器的IP地址，并点击“添加”按钮。

5.引导学生使用PC机测试：先在PC机“配置”页面的“接口”菜单里查看是否获取了IP地址，然后打开“桌面”页面里的“WEB浏览器”，在地址栏分别输入IP地址和域名看能否访问自己的WEB服务器。

通过该实验，学生对DHCP和DNS服务器的工作原理会有相对直观的认识，对网络服务的运行原理也会有更加直观的感受。

（二）利用Packet Tracer模拟器的活动向导功能获取当堂反馈

活动向导（Activity Wizard）实际上就是一个评估工具［3］。教师可以利用Packet Tracer的活动向导功能解决信息技术课堂教学反馈不够及时的问题。

在应用Packet Tracer模拟器的活动向导功能时，教师需要先为学生创建一个具体的网络环境，随后要求学生按照提示完成这个网络的搭建和配置。在此之前，教师需要先将准备考核的知识点在活动向导中设置好，并给每个考点设置不同的分值。当学生按照提示完成试题，活动向导会根据学生回答的正误自动打分。当然，活动向导的功能有很多，教师还可以利用活动向导中的变量管理器定义相应的变量，在配置考查点时插入，处理考查项的动态属性。利用活动向导功能获取当堂反馈的具体操作步骤如下。

【操作步骤】利用活动向导功能获取当堂反馈

1.教师先进行前期准备，做好一个初始网络（Initial Network）的pkt文件，也就是提供给学生的初始网络拓扑结构图，再做一个答案网络（Answer Network）的pkt文件，也就是搭建、配置完毕的网络拓扑结构。

2.教师打开Packet Tracer模拟器，运行菜单栏中“扩展（Extensions）”菜单中的活动向导，打开活动向导主界面。

3.教师选择“说明（Instructions）”页面，这是活动向导的文字编辑器，主要展示文字和图片，教师可用于展示题目的题干信息。如果教师准备出示的题目内容比较复杂，需要大量的表格和图片，且需要排版时，教师可以点击下方“导入”按钮导入前期做好的HTML页面来进行题目的设置。

4.教师可以选择“答案网络”页面，创建答案网络，或者点击上方“导入文件到答案网络”，把此前准备好的答案网络pkt文件导入活动向导。教师还需要在Assessment tree中将答案网络所使用的所有设备组成一个树形结构表，这个表应包括网络设备的连接、网络设备的端口、IP地址的设置、路由器的设置等。如果考核条目过多，教师可以在设置完后，在“Show Checked Only”复选框中打钩，确保下方树形结构表中只显示已设置的条目，这样方便检查要考核的知识点有无遗漏。

5.教师打开初始网络页面，点击“导入文件到初始网络”导入前期准备的初始网络pkt文件；教师也可以选择“从答案网络复制”，在答案网络的基础上配置形成初始网络；当然，教师还可以自己从头设计、输入初始网络。

6.教师点击“密码（Password）”页面，设置密码。如果不设置密码，学生在做练习的时候可以直接看到答案网络，设置密码后，学生必须输入正确的密码才能查看答案网络。

7.教師点击“测试活动（Test Activity）”页面，进入PT Activity窗口，查看、测试答题的环境。

8.最后，教师需要点击“保存（Save）”按钮，将编写好的问题网络保存成一个pka文件，学生就可以双击这个pka文件进行答题了。学生做完以后上传给教师，并点击“检查结果”按钮，系统将自动给予评分，学生可在“评价项目”中了解自己的答案是否正确。

不可否认，在实际的使用过程中，Packet Tracer模拟器确实还存在有待改进的地方，比如每个学生做完作业以后必须要上传给教师，然后由教师打开，模拟器才能完成自动评分，教师也才能知晓每个学生的成绩。此项步骤相对烦琐，如果增加学生端自动上传本试题的作答内容，学生便可以一键了解成绩和得分点，这样课堂当堂反馈的效率就会大大提高。

结语

目前，越来越多的学校开始利用Packet Tracer模拟器进行高中网络基础和物联网常规教学。但在实际教学过程中，由于模拟器和真实网络环境有着一定的差别，当学生在现实情况中遇到真实的网络设备时，往往还会手足无措。所以在利用模拟器进行教学时，教师还是应该合理利用Packet Tracer等网络模拟器，并适时让学生接触部分简单的网络设备，比如家用无线路由器等，从而更好地提升高中信息技术实践教学课程的教学质量。

【参考文献】

［1］中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准：2017年版2020年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］包凌琰.Packet Tracer在高中网络基础教学中的应用［J］.中小学信息技术教育，2021（06）：80-82.

［3］李任坤，张翼.网络模拟器和真实设备在网络实训课程中的应用研究［J］.信息与电脑（理论版），2021，33（23）：231-233.