| 标题 | 基于PacketTracer的中职“计算机网络”课程研究性学习设计 |
| 范文 | 陈建强 摘要：在实训条件不具备的环境中，结合计算机网络课程的本身特点，使用网络模拟软件进行研究性学习，不仅提高了课程教学的效果，同时也达到了中职院校培养学生实践操作能力的目标。 关键词：Packet Tracer；中职计算机网络课程；研究性学习 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）06-0123-03 研究性学习指的是在老师的合理引导中，学生按照各自的兴趣、喜好和知识掌握的程度，来选择相应的研究题目，从而展开自主探究，以培养创新的观念和创造的技能。与传统的接受性学习不同的是，研究性学习是学生通过亲身实践来体会知识的产生于行程，通过学生自身的自主学习和小组讨论来发现知识、学得方法、得出结论，而不是由教师将知识理论通过课堂教学儿直接传授给学生。 1 Packet Tracer在计算机网络课程教学中的优势 当前，计算机网络是一项比较热门的技术，中职院校大都设置了相关的专业，以培养具备实践动手能力的应用型人人才。但由于网络设备的采购成本高昂，而中职院校的相关经费却十分有限，使得学校拥有的网络设备型号、数量不足，难以为中职学生提供充足的实训机会。Packet Tracer的引入能较好地解决学生实训操作的问题，学生只要在计算机上安装了这一模拟软件，就能够在虚拟环境中对各种类型计算机、交换机等网络设备进行自由选择，并通过模拟操作配置，以起到实践学习的效果，有下面几个优势： 1.1易用性 Packet Tracer具有较为友好的图形操作界面，学生无须具备较多的专业能力，就可以方便地了解到如何去搭建网络拓扑架构，从而提升了学生学习的积极性。 1.2节约成本 网络设备的采购成本高，更新换代的速度也比较快。学校没有足够的资金去购置所有的新型网络设备。Packet Tracer却只需要下载并安装在计算机上，并通过不断的版本更新，就能够让学生体验到数万元网络设备的操作。 1.3灵活性 当前，中职院校的学生大都拥有自己的 计算机，只需要安装这一模拟软件，就能够随时随地的进行模拟实训，而无须等到网络实训课时再动手练习，从而让学生的实践操作的时间和空间得以极大的拓展。 1.4模拟程度高 软件中拥有型号繁多的设备数据信息，学生在其中进行实训操作时，具有极高的真实性，无限贴近于真正的实践过程，从而适应了学生的实训需要。 2 中职计算机网络课程研究性学习的有效方法和步骤 在传统的课堂教学过程中，老师大多是先解说、再操作演示，然后再安排学生进行上级操作，在这种以讲解、演示为核心的教学形式中，学生只能是进行被动式的学习和模仿操作。当学生在实训操作中遇到新问题时，往往不能灵活运用学过的知识进行针对性的解决。由此可见，重理论知识、轻自主探究的教学方式已经无法满足计算机网络课程的教学目标。 通过研究性学习的引入，教师通过自主选题、方案设计、自主探究、总结讨论的学习过程，重视实际问题的发现和处理、重视学生的自主探究、重视教学内容和形式的开放性，以及重视学生的团队协作和交流，从而让学生从动态化、多元化的学习探究中获得更多的知识和方法，真正体现出教学主体的作用，提高学生自主探究、处理问题的积极性，将他们的创新意识和实践能力锻炼渗透到课堂教学中。通过研究性的教学设计，学生不但可以更好地理解理论知识，还能够将这些知识运用到生活实践中，以处理碰到的实际问题，达到学以实用的目标。在研究性学习的基础上，课堂教学设计一般可分为以下四个步骤环节。 2.1教师激趣引题，学生自学研究 在课堂教学正式开始之初，教师要通过激趣引题来实现教学内容的导入，然后学生在教师的指导下进行自学研究，这一环节步骤起着核心指导的作用。在这一环节中，教师要注意教学语言的合理运用，要在短时间内激发学生的学习兴趣和参与的积极性，以便营造出良好的课堂教学氛围，为了让学生能够更好地进行自学研究，教师要通过简练的论题引入来使学生自主的进入研究阶段。自学研究的目的在于让学生能够充分挖掘自身的潜力，培养其自主学习的能力和习惯，从而养成终身学习的良好习惯。在课堂教学时，教师要为学生的自学研究预留足够的时间，使其能够在课堂学习中充分的思考。学而不思则罔，思而不学则殆，这是传统学习模式中所常见的弊端。在学习中积极思考，在思考中发现问题并解决问题是现代教学所追求的目标。学生在自学研究的过程中，能够将自学、思考、质疑、提问结合在一起，从而更好地理解和掌握所学到的知识。 2.2教师解疑导拨，学生合作研究 在自学研究的过程中，学生是一边学习知识，一边探究知识，并且在探究中解决一些较为简单的问题，而对于一时难以理解和解决的疑难问题，可集中进行解决。教师要为此留出三五分钟的时间，让学生来提出自学研究中所遇到的重点和难点问题。教师可不必对学生们的问题进行一一解答，而是对学生们的问题进行综合考量，并从中总结出两三个重点、难点问题，以作为学生合作研究的主题。 合作研究有三种组织形式，教师可按照实际情况来选择更适合的形式。首先，学生之间可进行合作研究，让每个学生都能发挥自己的优势，针对教师总结的重点、难点问题进行合作探究；其次，可组织学生进行小组合作研究，每个小组成员数量控制在四到十个人，这样有利于学生们发挥集体的力量，实现相互启发、优势互补、拓展思维，从而使大家能够更好地理解学到的知识概念，得到更加清晰准确的结论；再次是班级集体研究，教师要抓住课堂教学的中心主题和重点、难点问题，让学生们各抒己见，从而利用集体力量来处理问题。在合作研究的过程中，师生之间的面对面交流，不能沦为一问一答或者对话的形式，要先让学生之间进行质疑、探讨、争辩，教师只需在重点部分进行针对性的指点，但是注意不要由教师来主导合作研究的过程，而是要充分发挥学生自身的作用。通过合作研究，学生们可以进行思想情感的互动，培养团队协作的意识，构造良好的交流氛围，从而养成良好的思想品质。在传统的课堂讨论环节中，常常存在讨论主题不明确，讨论时间预留不足，讨论氛围不佳，大多是形式大于实际，从而造成合作研究的效果不佳，這是如今进行研究性课堂教学时需要注意的地方。在合作研究时，教师在一旁要做好巡查指导工作，以便让学生的合作研究发挥出应有的作用。 2.3教师明理强化，学生实践研究 这一环节强点是对研究效果的巩固和检验，其目的在于让学生理解和掌握学习的方法，首先，教师要按照教学大纲的要求以及学生的实际情况，对研究主题进行归纳总结、概述合作研究的重点，要理解和掌握研究性学习的方法，厘清研究内容的概念，然后简单明确的解释给学生们。然后，要引导学生通过自学和合作研究来融会贯通，从而能够触类旁通而解决那些相似类型的问题。学生通过实践研究不但能够理解、掌握和拓展知识范围，还能够将所学的知识内化为实践能力。在进行实践研究时，要按照计算机网络学科的要求来决定实践研究的内容和形式，但不要强求内容和形式的统一。总而言之，学生灵活运用学习的方法和形式，通过实践研究能够开发自己的创新思维。 2.4教师激励评价，学生深入研究 在这一教学环节，教师要对前三个步骤的收获进行归纳和总结，不但要对学生的主动参与研究性学习的行为进行肯定和鼓励，还要得到具体的结论，使得学生在未来遇到相似或相关的问题时不至于手足无措。通过研究性学习，能够帮助学生理解和掌握研究的方法，培养出自主研究的习惯，从而将学习研究转变成生活的乐趣。教师要对学生的研究性学习进行恰当的激励评价，进而可通过学生之间的相互评论和互评来进行归纳总结。同时，教师可将研究性学习的范围拓展到课堂以外，引导学生通过课外阅读和课外实践来进行研究，从而使学生具备创新的思维意识，成为创造型的人才。 3 Packet Tracer与中职“计算机网络”课程的研究性学习设计实例 研究性学习模式本应获得进一步的推广和应用，但是传统的满堂灌教学仍然在实际教学中占据重要地位，其问题主要包括下面几个原因：首先，一些中职教师的教学观念落后于时代发展的趋势，许多老师对研究性学习的实践研究不够全面，还不能将其娴熟的应用到课堂教学中。其次，一些中职教师对开展中职教育的目标的了解不够深入，而仅仅是把培养机械式的模拟重复作为培养学生技能的教學目标，没有意识到将课堂知识灵活运用到实践中才是基础，才能够促进学生的创新思维和实践能力的发展。再次，一些中职院校在实训平台方面存在一定的不足，仅仅能够达到研究性学习的基本需要。最后，中职学生在认知水平以及学生方法方便存在一定的不足，这就造成研究性学习难以起到理想的效果。 在计算机网络课程的学习中，学生不但要了解技术概念、网络技术原理等，还要在此基础上锻炼实践操作的能力。因为网络设备的型号更新较快，传统的接受式课堂教学模式难以满足学生学习的需求。因此，通过研究性学习模式的引入，是推动中职学生理解和掌握更多的网络技术知识，培养创新思维和实践能力的有效途径。 作为网络设备模拟软件，Packet Tracer能够搭建一个虚拟的操作环境，使得学生能够在其中进行网络设计和配置以及网络故障的检测和排除的实训操作。如今，Packet Tracer模拟软件主要应用于模拟实训，但由于软件本身的优势所在，应当成为研究性学习设计的重要辅助工具。 在研究性学习的设计过程中，一些教师常常根据教学目标来选定某个题目，然后对学生进行相应分组，引导学生进行相关资料的整理、探究等环节，从而取得对教学内容的认识，最后由老师对他们的认识进行综合评价。但是，这种研究性学习设计，学生只能按照教师事先选定的方案、步骤和路线对现成的问题进行探究，从而得出教师所期待的认识，这就使学生难以实现知识的自主架构，丧失了研究性学习的本质。如果教师在课堂教学开始之前就有了预设的立场，然后在课堂教学中对学生的学习进行下意识的引导，却不让学生去做多样化、差异化的思考，不鼓励学生去试错，那么这样的研究性设计大多沦为假探究，起不到理论上的学习效果。 在科学技术地发展过程中，假设和验证假设的研究性学习设计是一种被人们普遍接受的研究过程，它可以让学生先对问题的解决方案进行假设，然后对其做进一步的验证，从而起到良好的教学效果，作为网络设备模拟软件，Packet Tracer可以为方案的提出和验证提供实训模拟操作的环境，使得学生不会因客观条件的限制儿无法进行有效的探究。 首先，学生们在分组讨论中要先确定计算机网络题目的选择，并提出相应的解决方案，然后利用软件来构建一个图形化的操作环境。例如，学生可依据实际问题的处理方案，构建出相应的拓扑图结构，从而为问题的进一步解决和优化提供重要的支持。通常情况下，小组成员如果仅仅依靠语言表述和文本记录是难以完整理性问题解决的思路，也无法起到较好的小组讨论效果。由于没能搭建起初步的方案解决场景，也就对网络拓扑方案的设置和建议无从下手。 其次，教师可以通过Packet Tracer模拟软件的使用，对学生方案进行有效的指导和评价。学生通过Packet Tracer进行问题解决方案的初步搭建后，教师可以对其提出针对性的意见评价，学生也可通过Packet Tracer的可视化图景来更好的理解教师的意见评价，并做出相应地调整。所以，在方案构架的课堂教学环节中，学生使用软件可以提升自身处理具体问题的技能，以免纶入网络设备相关知识和实践技能的重复记忆中。 再次，学生可通过软件所提供的模拟环境对方案进行验证，对初步搭建的网络拓扑架构设置进行运行和调试，以确认问题处理方案的有效性。由于Packet Tracer提供的模拟环境具有极高的仿真性，学生完全无须担心损害到网络设备，也不会因此而受到人身安全的威胁，从而可以对问题方案进行反复的试验和验证。同时，在教师的引导和诊断下，学生可以对方案解决所需要的相关知识和技能进行充分的理解和掌握，并在Packet Tracer的模拟操作中得到加强和升华。 最后，当来到课堂教学的后期，各个学习小组可进行讨论总结，展示学习成果，然后经由小组成员自我评价、互相评价以及教师评价等活动进行小组成果的总结。在这一评价的过程中，学生可以通过软件对学习成果进行形象直观的展示，从而提升解释和评价的效率和效果。 例如，教师可基于Packet Tracer进行虚拟局域网的研究性学习设计。由于虚拟局域网的概念技术具备一定的学习难度，是许多学生的学习重点和难点。通过模拟软件的使用，不但可以因虚拟局域网的安全性需求而实现网络的隔离操作，能够对网络连接的增加进行灵活的设置，从而为学生搭建一个良好的实训模拟平台。比如，通过交换机的合理设置，如何让公司各部门的计算机处于同一个局域网中，但又要保持各个部门的隔離而确保数据的安全性。可把这个情境设置为研究性学习的问题。 在搭建网络拓扑架构前，教师可先清晰表述问题情境需求，并对学生进行合理分组，然后使用Packet Tracer对问题方案进行小组讨论和网络拓扑架构的初步研讨。教师可通过Packet Tracer模拟软件中的网络图来引导学生对计算机和交换机的端口进行逻辑分组，以使其尽快进入解决方案的确定和验证解决段。从教学效果上来看，通过Packet Tracer的可视化演示，能够起到语言讨论所不能达到的效果。 在问题方案的验证时期，可通过模拟软件所提供的虚拟局域网环境，对自己所理解的资料、命令进行配置和调试。同时，通过Packet Tracer可对试验中出现的形式多样的问题进行相应的修复，从而体现研究性学习的核心优势。在这种模拟实训的环境下，学生通过Packet Tracer能够对虚拟局域网进行实际配置和操作应用，而无须再去对相关概念和参数命令进行机械记忆，也不再将充满思维碰撞的研究性学习过程简化为键盘指令的操作输入。 在学习评价阶段，各个学习小组可根据软件中的模拟设置，对预设情境的操作和处理进行论述，从而使Packet Tracer成为研究性学习的有效工具。 4结束语 通过Packet Tracer在研究性学习设计中的运用，提升了学生对学习的积极性，改进和完善了对当前的网络课程教学形式。同时，学生不再受到满堂灌教学的束缚，也不再为各种网络设备概念及技术参数的机械记忆而苦恼，不但通过基于Packet Tracer的研究性学习而更好提高分析和解决实际问题的能力，加深了对专业技能的理解，从而为成为优秀的应用型技能人才打下坚固的基础。 参考文献： [1]徐巧枝.基于Packet Tracer的计算机网络实验教学方案[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2012，25⑶. [2]宋梦华.基于Packet Tracer的虚拟通信仿真研究[J].天津职业院校联合学报，2010⑵. [3]徐乔治.基于Packet Tracer的计算机网络实验[J].内蒙古师范大学学报，2012⑻ 【通联编辑：光文玲】 |
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