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1、网络通信的工作原理数据的传输过程太湖高中 俞晓波（一） 教材分析本节课是教育科学出版社网络技术应用第三章“网络是如何工作的”的第二节网络通信的工作原理的一节重点内容。在了解了“网络能为我们做什么”、“因特网的组织与管理”之后，本章带领学生进一步了解网络工作的奥秘。了解了网络通信的工作原理，无疑就揭开了网络神秘的面纱，所以本节是本章的重点。“数据的传输过程”内容比较抽象、深奥学生在理解上有一定得难度，这也是教学的难点。如何突破这个重点和难点？教学上可运用讲授式、启发式、类比法等各种教学策略，利用传话游戏、动画演示、作业巩固、在线测试等多样化的学习途径，指导学生进行探索学习。网络世界中数据的传输过
2、程遵循“分层约定”的思想，跟我们日常生活中电话系统的工作过程有着许多相似之处，本课引导学生以此为入口进行讨论分析，使学生认识到“分层”和“共同约定”思想的重要性，然后层层深入、不断追问；理论和实践结合，分析与探索结合，来进行网络通信中的“模型”和“协议”的学习。教学重要环节设计：l 导入：阅读“孔子周游列国传播文化”、“美国人利用激光束进行太空通信”，从最古老的通信方式到当今世界最前沿的通信方式的比较，引出通信方式的时代变迁，发人深省，提出课题。l 类比引出OSI参考模型：用电话系统的例子提出“约定”和“分层”的思想，进而提出OSI参考模型，从身边熟悉的例子说起，由易到难。l OSI参考模型的
3、学习：通过教师讲解、动画演示、“传话游戏”说明osi参考模型如何实现数据传输、各层实现什么功能，重点介绍的是应用层、传输层和物理层；练习巩固：完成“课堂练习.doc”，通过QQ对话实例引导完成课堂练习，进一步理解OSI参考模型的原理，将抽象内容具体化；利用FTP交作业，学生体验一次数据传输的过程，并以此引出“TCP/IP协议”的教学。l TCP/IP协议的学习：通过学生活动（验证TCP/IP协议的存在；阅读课本找出自己熟悉的协议，说一说；通过“浏览教学网站、浏览作业上交情况”等活动，体会Http,Ftp等协议是工作在应用层的）、师生对话，完成该环节的学习。l 在线测试：在线评价学习效果。（视教
4、学进度而定，可做可不做）l 课堂小结：思维导图呈现教学重点；播放视频（点灯传输数据），展望未来。 学生特征：l 本节课教学对象为高一学生；l 学生已经学习了“网络能为我们做什么”、“因特网的组织与管理”，而且网络紧密地伴随着他们的学习和生活。理解网络工作的原理，认识数字生活的奥秘，使之对网络的认识提升到新的高度；l 对网络有浓厚的兴趣，但涉及到抽象理论就头大，教学要把复杂问题简单化、抽象内容具体化；l 学生喜欢学习操作技能，不重视理论知识，教学中要创设情境、适时引导，增加有趣味的教学环节。（二）教学目标：l 知识与技能：1、使学生意识到“分层”和“共同约定”思想的重要性，理解网络协议的基本概念
5、；2、了解OSI参考模型和TCP/IP协议的基本知识；3、理解网络中数据传输的一般过程。l 过程与方法：通过类比、传话游戏、动画演示等方式，让学生理解OSI参考模型抽象的分层结构和数据传输的过程，进一步认识网络通信的过程。l 情感态度价值观：1.观看动画“数据传输的过程”，锻炼和增强了学生的观察能力、理解能力和分析能力。2.“课题导入”、“圣人对话”、“传话游戏所传的内容”等环节，激发学生对传统文化和现代科技的关注，启迪智慧，培养学生善于思考的习惯；通过理解网络中数据的传输过程，感受通信技术在网络互联中的核心价值，体验人类在解决问题的过程中表现出来的智慧。l 教学重点：网络协议的基本概念、网络
6、通信的工作原理。l 教学难点：理解网络中的数据传输的过程及各层的功能。（三）教学策略选择与设计：本节课综合运用讲授式、启发式、类比法等各种教学策略，利用传话游戏、动画演示、作业巩固、在线测试等多样化的学习途径，指导学生进行探索学习。通过问题、活动、任务等多种驱动方法完成教学，培养学生观察能力，理解能力和分析问题的能力。设计特色：l 处处类比、层层深入、不断追问；理论和实践结合，分析与探索结合；环环相扣，促使认识活动的层层深入。l 综合问题、活动、任务等多种驱动手段，促使学生全方位参与课堂教学过程。l 提倡“科技与人文艺术完美结合”的理念。（四）教学资源和工具：教材网络技术应用教育科学出版社、多
7、媒体网络教室、网络课件、PPT教学演示课件、“课堂练习.doc”课堂作业素材、传话游戏所需纸条等。（五）教学过程：教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境导入课题1、 课前阅读资料:“孔子”、 “利用激光束进行太空通信”2、 提出课题：古圣贤孔子周游列国传播文化，今天美国人利用激光束进行太空通信。古往今来，人类的通信方式不断变迁。如今，网络通信正是时代的主题，这节课我们一起来学习“网络的通信原理”打开教学网站，阅读材料，引发思考从较具趣味性的内容入手，引发学生思考；指出通信方式的变迁；提出网络通信的课题网络的通信原理；激发其关注传统文化和现代科技的兴趣。利用类比引出教学重点1、出示问题:若孔子
8、和苏格拉底穿越到19世纪的中国和希腊，如何安排两位圣人对话？2、导出“电话体统”：“ 我们知道人类历史上经历五次信息技术革命，第四次信息技术革命就发生在19世纪，电话是当时最伟大的发明之一”以此引出用电话实现对话。3、解释电话系统“分层约定”的思想：简述电话通话的过程，提出分层解决问题的思想：上一层对下一层提出服务要求，下层完成上层的要求；问题：这样孔、苏就能畅通对话了吗？各层通信双方都要遵守约定：用户层面；电话机层面；传输线路层面。1、回忆五次信息技术革命；思考19世纪有哪些伟大发明。得出用电话解决问题最可行。2、回答问题：还不能畅谈，需统一语言。3、理解电话体统中“分层约定”的思想；1、引
9、出对五次信息技术革命的回忆2、利用简单易懂的比喻使学生意识到“分层”和“共同约定”思想的重要性，为后面OSI模型的学习奠定基础。3、有点喜剧色彩，有点突兀，有点小噱头，加深印象。4、渗透些许人文关怀初识OSI参考模型讲述：1、网络通信也遵循“分层约定”的思想。为了有效地传递网络中的信息，计算机网络采用分层解决问题的方法，各层通信双方遵守相应的约定，这种约定称为“协议”。2、国际标准化组织提出了网络世界中的通用概念模型OSI参考模型，使全球范围内的计算机平台可以进行开放式通信。1、 体会OSI参考模型分层约定的思想；2、 初步建立“协议”的概念实现概念的迁移。走近OSI参考模型1、OSI参考模型
10、概述：自上而下分7层，顶层是应用层，底层是物理层。各功能层之间上层对下层提出要求， 下层完成上层的要求；各层通信双方都要遵守相应的约定。2、动画演示数据的传输过程。并配合动画讲解：信息从系统A开始发出一路向下不断分解直到比特级，再通过物理传输信道传输到系统B中，再自下而上逐步还原为原始信息（可解释一下比特级数据）3、安排学生做传话游戏：根据4组建立4个人工通信系统。第一位同学接到老师给的纸条后，将纸条上的话告诉旁边的同学，往后传话，直到最后一位同学。最后一位同学在纸上记下这句话。4、分析游戏结果：哪组最快，哪组最准，效率谁高。帮助学生分析每组成功的原因或失败的原因。5、传话游戏与网络通信的类似
11、之处：面对大量数据，网络通信也会出现中断，丢失数据包等情况。（例如：视频电话时会出现画面停顿，漏掉音节等情况），OSI的各功能层负责处理这些问题。（引出层功能的介绍。）6、功能层的介绍：对数据进行纠错处理、将数据分包，即“封装”（传输层）； 决定最佳路径，将数据从发送方传输到接受方。出示各层功能表：重点提一下传输层及网络层、应用层及物理层。7、利用动画再现数据传输过程：发送方数据经过各层，被分成更小的数据包，并加上一些信息，传到接收方，接收方进行反向操作，还原信息。1、听讲、理解2、观看动画演示，对数据传输过程有个形象的了解。3、学生做“传话游戏”，全员参与，每组最后的同学记录传来的这句话，请
12、其他同学来汇报结果。4、分析游戏结果：各组代表分析传话成败的原因。（失败在：话太长了；中间有人漏字有人错传；成功在：传话时反复核对后再传；一句一句传；按最快捷的传话路径来传）5、由此及彼，联想到网络通信的类似之处。（面对大量数据，容易出现中断、丢失数据包的问题，采取对数据进行纠错处理；将数据分包，即“封装”； 决定最佳路径等措施）6、看网站或书上的表格了解各层具体的功能。回答相关问题7、加深印象1、结合电话系统分层约定的思想理解：计算机网络采用层次性的结构模型，将网络分为若干层次，每个层次负责不同的功能 。2、游戏：利用趣味性很强的活动帮助学生了解网络通信的过程，熟悉封装、纠错、路由等概念，加
13、深理解层的功能。3、动画：既形象又生动，加上教师的适时讲解，网络的通信过程一目了然。4、利用这些活动突破教学难重点5、一二两组传的是：“最快的5G网络技术，1秒可下载30部4GB左右的电影，你信吗？”三四两组传的是：“人类上一次对一个平板如此兴奋是因为上面写有十戒”纸条附加提示：组1一句一句传；组2依次不重复传；组3核对好再传；组4找最快捷的方式传。“5G”这句话较难传，给1，2组传反差明显；“平板”这句略简单，容易得出预期的结果。内容的选择上，一句与主题相关；一句体现时代热点和文化信仰。作业巩固承上启下1、布置课堂作业：下图用红框圈出的部分表示的是：“甲通过QQ发送信息你好给乙”的过程。其每
14、一步分别对应OSI参考模型哪一层的功能呢？把下列文本框移到合适的位置。文字周围有4个蓝色箭头，挑选其中3个，分别移到相应的虚线框内，用以表示系统A向系统B发送信息时，数据的传输方向。保存，文件改名为“座位号.doc”，点开“作业上交”交作业。2、过渡：展评一两位学生的作业。指出学生刚才交作业就是一次数据传输的过程。问：是OSI参考模型保障我们的作业成功上传的吗？不是，它只是一个理想的概念模型，事实上帮助我们传文件的是TCP/IP协议体系。3、与学生一起验证我们的计算机上有没有安装“TCP/IP协议”1、根据“课堂练习要求” 对照QQ发送信息的过程，完成填空。2、体会OSI参考模型的分层结构，进
15、一步了解各功能层的功能。3、利用FTP上传课堂作业。4、体验FTP文件传输的过程。5、右击“网上邻居”点击“属性”右击“本地连接”点击“属性”，找到TCP/IP协议1、通过QQ这个易于理解的例子作引导，帮助学生进一步理解数据传输的过程，了解各层的功能，课堂作业很容易就完成了。2、指导学生完成练习时，教师作说明，相当于利用QQ实例再次强调数据的传输过程。3、用“交作业”过渡到“TCP/IP 协议”的教学4、动手操作，加深印象。从概念模型到TCP/IP协议1、TCP/IP协议介绍：网络通信必须有网络中的”世界语”TCP/IP协议体系，TCP/IP协议是因特网中使用最频繁的协议。2、展示TCP/IP协议的结构，并与OSI参考模型比较。3、出示问题：TC
