IP地址教学中的实验教学法应用

（南京师范大学附属中学信息中心，江苏南京 210003）

所谓实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。通过实验法，可以使学生把一定的直接知识同书本知识联系起来，以获得比较完全的知识，又能够培养他们的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣。它是提高自然科学有关学科教学质量不可缺少的条件。实验教学法经常在理科实验中得到应用，实际上在信息技术教学中使用实验教学法也可以取得很好的教学效果。

一、IP地址教学中应用实验教学法的分析

《认识IP地址》是江苏省新课程信息技术选修3《网络技术应用》中第二单元加盟因特网中的第一小节内容（地图版教材）。这部分教学内容相较该教材中的其他部分内容来说对学生是陌生的，专业性较强；在教学方法的应用上大部分教师主要采用讲授法为主，课堂效果较差，学生也容易遗忘。但该部分内容在江苏省信息技术会考中的考核等级是B和C（参考《2013江苏省普通高中信息技术学业水平测试说明》）。其中，要求学生了解IP地址的作用及其格式；了解IP地址的类型，能够根据网络情况设置IP地址；了解子网掩码的概念及其作用；了解IP地址管理技术的发展趋势，知道IPv6与IPv4的优劣；学会设置IP地址、子网掩码、网关和DNS服务器。因此，学生不仅要掌握IP地址的基础知识，而且要求学生能将所学的知识结合实际应用到局域网的组建与设置中去。怎样使高中的学生轻松而容易地掌握这部分重要的理论知识，并增强他们的实际体验？笔者认为单纯的理论知识的讲解会使这部分内容显得枯燥和乏味，缺乏实际操作性。通过多年的教学，笔者通过实验教学法将复杂专业的理论知识融入到实际的操作应用中，学生积极性得到了很大的提高，取得了良好的教学效果。

二、IP地址教学中应用实验教学法的实验设计

通过双机互联实验、简单小型局域网以及组建多个子网等实验，让学生将理论与实际相结合，既加强了他们的动手能力，提高了他们的兴趣，又使他们加深了对枯燥理论知识的理解和掌握。但很多学校由于硬件设备不足、场地限制等原因难以用实物来做实验，而“cisco packet tracer”这个软件正好可以帮助我们解决硬件和环境上的不足。“cisco packet tracer”可以模拟理想化的实验场所，组建各类拓扑结构的网络图，并能测试组建的网络是否畅通。

在《IP地址》这部分内容的教学中，笔者利用“cisco packet tracer”软件搭建了模拟实验环境，设计了三个实验来讲解IP地址的运用，子网掩码和网关。实验的难度由浅入深，环环相扣。三个实验分别是：双机互联、组建小型局域网、双网互联。

软件的安装及界面：

安装 cisco packet tracer，安装完后把 chinese＿ipdata.ptl文件放到安装目录的“languages”文件夹下，打开软件后发现还是英文版的。选择Options菜单中的Preferences，打开属性窗口，选择Languages中的Chinese——ipdata.ptl，再点击Change Language。大家会发现界面还是英文版，重新启动软件后，界面就变成中文版了（如图1）。

中间的空白区域就是用来绘制网络拓扑结构的图纸，左下角是网络设备区域，其中，包括了网络拓扑结构中所要用到的网络设备和传输介质，如交换机、路由器、PC终端、直通线、交叉线、电话线、光缆等。

图1

实验一，双机互联。

两台机器直接用介质相连后就可以进行通讯。每台机器必须要有一个地址，即IP地址。两台机器必须在同一网络中才可以进行直接通讯，就如同只有在同一个房间的同学才能面对面进行交谈一样。怎样判断机器在什么网络中呢？这就是子网掩码的作用。IP地址与子网掩码进行“与”操作的结果就是该IP地址的网络号。

实验过程：用交叉线将两台终端直接相连，组成最简单的网络。终端进行如下设置（如图2）。

图2

实验二，组建小型局域网。

两台机器可以双机互联，如果三台或三台以上的机器如何通讯呢？这就需要组建局域网。该实验目的是加强学生对IP地址和子网掩码的理解。同一个局域网中的机器必须在同一个网段中才能进行通讯。

实验过程：用直通线将一台交换机和两个终端相连，组成简单的星型网络结构，具体设置见图3。

图3

实验三，双网互联。

该实验的目的在于让学生掌握网关的概念和作用。通过上面两个实验，学生了解到在同一网络号中的机器可以直接进行通讯，但网络号不同的两台机器是如何进行通讯的呢？必须要设置网关。不设置网关，不同网段中的机器通讯失败，设置网关后，不同网段中的机器就可以互相通讯了。

实验过程：组建类似于实验二中的两个小型局域网，网络号不同，用一台路由器将两个子网连接起来。各设备设置参数如图4所示。

图4

三、实验总结

三个实验由浅入深，随着网络不断复杂化，需要的设备和所需设置的参数也增加了，设置网络经过模拟测试数据包的传递就可以判断网络是否通畅，如果出现不通的情况，要找出不通的原因。学生在实验中掌握了知识，同时，每个实验的成功对学生来说有莫大的成就感，提高了他们的积极性。软件环境下的模拟实验，也避免了其他理科实验实物操作的局限性，可以多次反复操作。