1、 2016 年“创年“创新杯新杯”计算机信息”计算机信息化大赛化大赛教学教学设计方案设计方案 课题课题 交换机 VLAN 的配置与应用 授课时间授课时间 2016.9 课型课型 新授 课时课时 2 课时 专业专业 计算机网络 年级年级 高一 教材教材 高教社 中小型网络构建与管理 学生数学生数 21 学学情情 分析分析 本次授课对象为高一网络班学生，由于设备资源的限制，他们 网络实践少， 虽渴望成为网络高手， 但缺少网络理论知识学习兴趣， 该课程的大量英文代码及拓扑结构规划也对他们构成了挑战。学生 分小组练习过组建局域网，有一定基础，他们动手能力强，喜欢网 络构建，有探索意识，根据老师的分组和
2、任务布置，采用模拟器， 经常课下做实验，水平逐渐提高。 教教 学学 目目 标标 知识知识与与 技能技能 1.理解 VLAN 的概念、特征、端口模式 2.掌握 VLAN 的配置流程 3.熟悉配置代码 过程与过程与 方法方法 观看微课视频和自学课件，自主探究，小组讨论， 完成或合作完成 VLAN 配置，用 VLAN 解决实际案例 情感态情感态 度度与价与价 值值观观 通过解决案例， 培养学生解决实际问题的钻研精神， 通过小组共同攻关，培养学生团结协作的团队精神，提 升职业素养 重点重点 难点难点 重点重点 VLAN 拓扑结构规划，VLAN 代码的配置 难点难点 用 VLAN 解决实际案例 教学教学
3、 方法方法 教法教法 案例教学法、项目小组合作法、对比法 学法学法 自主探究学习、小组合作探究学习、验证法 教学教学 环境环境 多媒体网络微机室、 短焦投影仪、 多媒体辅助教学系统、 训练平台、 Cisco 模拟器、数字校园班级管理平台、自学课件 教学教学 策策略略 以学生为中心，以项目为载体，实现学生做中学，教师做中教 网络学习平台和多媒体课件为载体，丰富学生数字化教学资源 模拟现实企业运行机制，引导学生解决企业需求案例 充分利用模拟器与训练平台交叉演示，进行知识传授 信息信息化化 支撑支撑 手段手段 网络教学资源学习平台、班级博客微信公众平台、班级 FTP 站点、仿真网络练习模拟器、班级
4、QQ 学习群、在线开放课程 教学过程教学过程 教学过程分为八个环节，分别是：课前任务 8 分钟、引入课题 4 分 钟、疑难解答 15 分钟、代码练习 15 分钟、仿真实践 31 分钟、总结 5 分钟、布置作业 2 分钟、教学评价 10 分钟 教教 学学 步步 骤骤 教学内容教学内容 方法方法 与与 手段手段 学生学生 活动活动 课课 前前 准准 备备 教师对发放的自学课件、 微课视频进行提示解 读，指导重点学习部分。学生重点学习 VLAN 的建 立、端口加入,VLAN 显示方式: Switchenable Switch#configure terminal Switch(config)#vla
5、n 20 Switch(config-vlan)#vlan 10 Switch(config-vlan)#exit Switch(config)#interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)#switch access vlan 10 Switch(config-if)#exit Switch(config)#inter fa0/2 Switch(config-if)#switch access vlan 20 Switch(config-if)#exit 10 VLAN0010 active Fa0/1 20 VLAN0020 active Fa0/
6、2 学生练习后，用自学课件中的测试题进行自我 测试， 小组成员相互评判， 最后每名学生写出自学 课前分组， 通 过 班 级 FTP 站点、 班 级 微 信 群、QQ 群、 百度网盘分 发 预 习 计 划、自学课 件、 VLAN 基 本配置微课 学习视频， 让学生自学 交换机 VLAN 基 础 知识，练习 VLAN 基 础 代码 阅读预 习计划， 浏览老 师分发 的课件， 观看微 课视频， 梳理交 换机 VLAN 基 础知识， 练习代 码 情况分析，和测试题一起上传到学校数字校园平 台，教师进行分析，找出学生集中出错点，对学生 的做题方式、 理解方式进行评价， 填写在数字校园 班级管理系统学生评
7、价环节。 利用网络平 台可追溯特 点，记录学 生完成情况 上传要 求的作 业 导导 入入 新新 课课 通过两个对比动画引入课题。 第一个是二层交 换机连接两台同一网段的计算机， 两台计算机能相 互访问， 实现网络共享。 现给二层交换机设置两个 VLAN， 把连接两台计算机的端口加入， 数据报不能 在两台计算机之间传输， 实现了网络隔离， 验证了 VLAN 的神奇效果，引起学生兴趣。 多媒体展示 两个对比动 画的设计过 程，引出课 题，适当提 问，激发学 生的学习兴 趣。 回答网 络隔离 的原因， 明确本 节课的 学习内 容 讲讲 授授 新新 课课 一、一、VLANVLAN 的概念、特征、端口模
8、式的概念、特征、端口模式 VLAN（Virtual Local Area etwork）即虚拟 局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地(非 物理)地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的 技术，该技术是采用 802.1Q 为标准的；VLAN 对应 OSI 模型第二层,其数据帧的单播、广播只在一个 VLAN 内转发，不会进入其他 VLAN。 直接讲 VLAN 的概 念、特征、 端口模式较 抽象枯燥， 设计成疑难 解答环节。 问题一 VLAN 概念 抽象难理解 结合图示 OSI 参考模 型图把 VLAN 概念 做成形象直 观带有解释 的 FLASH 动 画，便于学 生直观理解 学生观 看后， 小
9、组讨论 三层交 换机的 工作层 次， 比较 和二层 交换机 的差别 讲讲 授授 新新 课课 同一个 VLAN 中的所有成员共同拥有一个 VLAN ID，组成一个虚拟局域网络； 同一个 VLAN 中的成员均能收到同一个 VLAN 中的其他成员发来的广播包，但收不到其他 VLAN 中成员发来的广播包； 不同 VLAN 成员之间不可直接通信， 如有需要 则须通过路由技术、 Trunk 和 Hybrid 端口模 式实现。同一 VLAN 中的成员通过 VLAN 交换 机可以直接通信，不需要其它技术支持。 Access端口 该类型的端口只能属于1个 VLAN，一般用于连接计算机的端口； Trunk 端口
10、该类型的端口可以允许多个 VLAN 通过，可以接收和发送多个 VLAN 的报 文，一般用于交换机之间连接的端口； 二、二、VLANVLAN 的的代码代码配置配置练习练习 端口 VLAN 的配置代码 创建 VLAN 10 Switch# configure terminal Switch(config)# vlan 10 Switch(config-vlan)# exit 问题二 VLAN 特征 难验证，结 合图示，用 模拟器建立 拓扑结构， 设置 VLAN 全部特征。 建立 VLAN 后，用模拟 器的数据信 号模拟动画 直观演示， 让学生观察 加入 VLAN 前后 VLAN 特征变化 问题三
11、VLAN 端口 模式难区分 用模拟器设 置相同的拓 扑结构，设 置不同的端 口模式，进 行测试验 证，观察结 果变化 学生根据教 师提供的任 务单进行有 针对性的练 学生观 察分析 后， 两个 小组参 照学案， 小组讨 论探究 并练习， 演示练 习结果， 之后学 生以小 组为单 位进行 总结 学生建 立二个 二层交 换， 各连 接两台 计算机， 进行端 口 VLAN 及 TAG VLAN 配 置实验， 写出实 验报告 学生进 行交换 机基本 代码和 把 f 0/1 作为 access 口加入了 VLAN 10 Switch# configure terminal Switch(config)#
12、 interface fastethernet 0/1 Switch(config-if)# switchport mode access Switch(config-if)# switch access vlan 10 Switch(config-if)# exit Tag VLAN-Trunk 的配置代码 把 f 0/6 配成 Trunk 口 Switch# configure terminal Switch(config)# interface fastethernet 0/6 Switch(config-if)# switchport mode trunk Switch(config-
13、if)# exit 三、三、VLANVLAN 应用练习应用练习仿真仿真实践实践 练习阶段，模拟网络公司运行机制，教师、学 生转换角色， 教师变成网络公司的培训讲师， 学生 变成网络公司的项目小组， 准备解决客户提出的要 求，进行两个案例的培训。 案例 1：一小型平面设计公司所有计算机均通 过一台交换机连接，所有计算机在同一网段 192.168.1.0，公司希望设计部和财务部的计算机 在物理位置不动的情况下， 能相互隔离， 不能相互 访问。 习，练习教 师设定的知 识点，然后 提交拓扑结 构规划图、 物理设置 图、代码配 置截图、 VLAN 端口 显示截图， 并上传到数 字校园班级 管理平台，
14、老师进行评 判评价 本环节设计 成实训练和 虚训练。实 训练是用训 练平台，结 合远程配置 终端软件进 行代码的配 置。缺点是 设备不足， 学生不能充 分训练。虚 训练是用模 拟器直接进 行代码配 置，学生能 每人一组设 备，缺点是 不能考虑一 些计算机的 环境因素。 教师用模拟 VLAN 配 置代码 练习， 并 演示加 入 VLAN 并后端 口分配 变化， 小 组讨论 后， 写出 代码流 程及重 点总结 项目小 组一用 训练平 台， 整个 小组共 用一组 设备， 连 接好控 制终端 后， 给交 换机设 置代码 实验。 项 目小组 2 用模 拟器练 习， 每人 能用一 组虚拟 设备模 拟练习
15、配置代码如下： Switchen Switch#conf t Switch(config)#vlan 100 Switch(config-vlan)#vlan 200 Switch(config-vlan)#exit Switch(config)#inter fa0/1 Switch(config-if)#switch access vlan 100 Switch(config-if)#exit Switch(config)#inter fa0/2 Switch(config-if)#switch access vlan 200 Switch(config-if)#exit 平面设计公司原来计
16、算机都在一个网段，计算机能相互访 问， 能 PING 通。 加入 VLAN 后， 不能 PING 通，如上图所示。 案例 2：一快递公司所有计算机均通过一台交换机连 接，为了数据安全，收件部网段为 192.168.1.0，运输部 网段 192.168.2.0,在每月底两个部的数据需要核对，公司 希望收件部和运输部的计算机在物理位置、网段不动的情 况下，能相互访问。 器演示，指 出交换机配 置基本代码 和设置 VLAN 代码 重点部分， 显示交换机 配置后的前 后数据变化 引导学生分 析案例一解 决方案，使 用的知识 点。学生思 路清晰后， 引导两个项 目小组练 习，一个项 目小组用训 练平台，
17、一 个项目小组 用模拟 提示学生测 试设置 VLAN 后网 络的连通性 引导学生分 析案例 2 企 业需求，关 键问题在于 指向两个网 络的路由， 强调这个路 由由三层交 用 CMD 控制台 测试 项目小 组 2 用 训练平 台， 整个 小组共 用一组 设备， 连 接好控 制终端 后， 给交 换机设 置代码 实验， 在 连线、 代 码均无 错误情 况下， 不 能测通。 在教师 提示注 意外围 环境如 防火墙 后， 把防 火墙禁 用后， 能 相互测 通。 项目 小组 1 用模拟 器练习， 每人能 用一组 虚拟设 备模拟， 没遇到 困难， 能 相互测 通。 没设置 VLAN 时，不同网段不能相互访
18、问 没设置 VLAN 时，不同网段不能相互访问 二层交换机配置代码： Switchen Switch#conf t Switch(config)#vlan 100 Switch(config-vlan)#vlan 200 Switch(config-vlan)#exit 换机设置， 讲解设置方 法，适当演 示。案例 2 练习，项目 小组 2 用训 练平台，项 目小组 1 用 模拟器。 根据老 师提示， 进行代 码优化 及网关 的设置 Switch(config)#inter fa0/1 Switch(config-if)#switch access vlan 100 Switch(config
19、-if)#exit Switch(config)#inter fa0/2 Switch(config-if)#switch access vlan 200 Switch(config-if)#exit Switch(config)#inter range fa0/3-4 Switch(config-if-range)#switch mode trunk Switch(config-if-range)#exit 三层交换机配置代码： Switchen Switch#conf t Switch(config)#vlan 100 Switch(config-vlan)#vlan 200 Switch
20、(config-vlan)#exit Switch(config)#inter vlan 100 Switch(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0 Switch(config-if)#exit Switch(config)#inter vlan 200 Switch(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0 Switch(config-if)#exit Switch(config)#inter range fa0/3-4 Switch(config-if-range)#switch trunk e
21、ncap dot1q Switch(config-if-range)#switch mode trunk Switch(config-if-range)#exit Switch(config)#ip routing 教师点评： 用训练平台时， 一定注意对网络外围环 境的评估，特别是在连线、代码无错误时，首先检 查防火墙有无开启。 模拟平台已优化了网络外围环 境，不用考虑上述因素。 提示一些较 难代码的配 置细节，引 导学生分析 设置代码 后，网络计 算机的网关 设置 因用到 设备较 多， 达到 每名学 生训练 的目的， 设计用 模拟器 来训练。 课课 堂堂 拓拓 展展 1 1、 排排错训练错训
22、练 2 2、 网络网络组建游戏组建游戏 排错训练相对于传统方式，更有挑战性，考查学生逆 向思维。网络组建游戏是建立在真实场景，能虚拟企业的 真实工作过程，训练学生具有网络组建技能、排错能力、 代码配置能力 设置故障 点，根据学 生排错能 力、游戏闯 关能力，在 班级平台， 进行针对性 评价 根据教 师设置 的工作 情景排 错， 游戏 闯关 学学 有有 所所 得得 1、VLAN 概念、特征、端口模式 2、VLAN 配置 3、模拟网络公司解决现实案例 用思维导图 引导学生总 结， 谈收获。 总结本 节课的 收获， 写 出电子 总结， 上 传到交 流平台， 开放式 学习 教教 学学 评评 价价 结果
23、性评价从作业提交、拓扑规划、排错练习、项 目实施中的结果评价 过程性评价基于学生在课前准备、 游戏拓展、 小组 讨论的具体表现评价 学生上传到班级管理平台的练习、作业经过师评 后，学生也展开互评，为完成效果好的点赞，为完 成差的加油， 相互激励。 最后学生把自己的疑惑和 理解方式在朋友、同学圈中发布，让大家评点，开 放式吸取良策 用管理平台 评价，关注 学生在公共 平台的互 评，把握学 生的理解进 度 学生互 评， 让大 家点评 课课 后后 作作 业业 学以致用：学以致用： 小小组作业组作业 两个项目小组， 分别用模拟器和实体交换机做 出上述题目的所有 VLAN 设置，并测试。 通过班级 QQ
24、 群、微 信、 FTP、 网 络硬盘布置 作业，满足 不同学生学 习习惯。引 导学生技能 拓展，培养 学生自学能 力；技能讨 论共享，让 学生将课堂 所学知识相 互交流，共 同创新 课下交 流讨论， 制定完 成目标， 小组协 作完成。 个个人作业人作业： 完善课前、 课中老师布置的任务、 练习， 重新上传到班级管理平台， 教师进行评测， 观察经 过学习，学生对知识的掌握情况。 技能讨论共享：技能讨论共享： 在班级博客、QQ 群、微信群中交流 VLAN 的其他知 识点以及现实网络公司 VLAN 的其他应用。 教教 学学 反反 思思 教教学创新学创新： 恰当运用多种信息化手段，将课前、课堂、 课后紧密连接，形成一套完整的“理论指 导实践， 实践巩固理论” 的教与学的过程。 充分发挥信息化教学的优势， 科学组织教学 内容，优化教学方案，强化“理论的认知， 技能的掌握” 。 亮点亮点： 充分利用信息技术， 学生在实践活动中学到 了 VLAN 配置与应用的知识和技能。 不足不足：VLAN 配置要求彻底理解，学生不能深入掌 握，不能深入探究。 改进改进： 设计实践活动要因人而异， 考虑不同层次的 学生水平。 根据学生提 出来的意见 和建议，对 后续的讲授 进行改进， 力争适合学 生学习要 求。 提供对 本课的 意见和 建议
