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第9课 数据传输有新意 教学设计
课题 数据传输有新意 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 七年级
单元主题 【学情分析】互联网技术是创新最活跃、应用最广泛的技术创新领域，是全球技术创新的竞争高地。“万丈高楼平地起”，要实现互联网技术创新，先要学习正在广泛使用的技术，然后站到“巨人的肩膀”上进行研发。本单元将通过模拟游戏、网络实验等学习活动介绍互联网的基础知识和基本原理，并综合利用所学搭建简单的可直播校园活动的网络。本单元重视“学中做”和“做中学”相结合，将灵活采用“先讲解原理再进行实践活动”和“先进行实践活动再讲解原理”两种方式安排相关内容。【内容结构】
学习目标 信息意识：体验互联网交互方式，感受互联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：能根据需求，设计和搭建简单的小型视频直播网络，体验网络基本原理在其中的应用。3. 数字化学习与创新：根据学习需要，有效搜索所需学习资源，探究信息科技支持学习的新方法、新模式，借助信息科技提高学习质量。4. 信息社会责任：了解我国在网络资源基础建设方面取得的成就，认识到自主可控对保障网络安全的重要性。
重点 传输层的功能；可靠传输的实现。
难点 TCP的“三次握手”。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【问题情境】视频直播、文件传输对网络数据传输有什么不同要求？【对比分析】【进一步提问】该采取哪些技术手段来保证传输过程稳定、流畅呢？【建构】虽然网络层通过路由服务解决了 IP 数据包的传输问题，让 IP数据包经历“千辛万苦”到达目的地，但“哪个应用要使用这个IP 数据包”“传输的数据是否完整”“传输过程中出错了怎么办”等问题也非常复杂，需要通过传输层来解决。【思考-讨论】有同学根据TCP/IP的分层结构，绘制了下图所示的模型。谈一谈你对这张图的看法，并回顾传输层的主要作用。【引导分析】该图尝试以形象化的 “沙漏” 形式展现网络体系相关内容，将网络功能大致分为互联网应用、数据包传输、支撑技术层面，体现出从应用（如学习、聊天等互联网应用 ）到传输（依赖 TCP/UDP、IP 等协议做数据包传输 ）再到底层支撑技术（像宽带、各类网络接入等 ）的逻辑层次，与 TCP/IP 分层思想中分层处理、各层承担不同功能有一定契合，能帮助理解网络功能的上下关联。【知识回顾】传输层的主要功能包括：（1）通过端口区分互联网应用（2）提供两种数据传输方式 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、传输层的主要功能网络层已经可以传输IP数据包了，但计算机常常会同时运行多个互联网应用，对这些应用而言，只有一部分IP数据包是自己需要的。这时，可以依靠端口进行区分。可以用食堂作类比：IP 地址相当于食堂的地址，端口相当于食堂内不同的服务窗口。通过端口区分互联网应用，端口通过端口号来标记范围：0～65535https://www. ( https: / / www. ) https://www. :443不同互联网应用需要的数据传输方式可能不同。有些需要可靠网络传输，有些则需要速度更快的不可靠网络传输。可靠传输并不意味着不会丢失或者传错， 而是能通过某种机制，发现传丢或传错的包并要求发送方重新发送，进而保证数据的完整性和准确性。直播数据需不断实时更新，重传传丢、传错的数据，在直播场景中没有太大意义。因此，视频直播更适合用不可靠方式传输数据。【小试牛刀】你觉得哪一边可用来代表可靠传输？哪一边代表的传输方式更适合视频直播？【学习活动】二、TCP与可靠传输握手机制用于确保通信双方已经建好了通信连接，这是实现可靠传输的前提。因此TCP被称为面向连接的协议，而UDP不需要这个过程，是面向无连接的协议。下图展示了基于 TCP 的“三次握手”过程。【学习活动】三、实践探究实验目的：观察TCP的“三次握手”过程 实验条件：可联网的计算机 、抓包软件实验步骤：1．启动抓包软件。 2．浏览网站，然后分析抓取的数据包，进而分析出“三次握手”过程。具体操作步骤如下：利用配套资源中的《网络嗅探器》软件进行实验时，应选定“三次握手”选项。（2）使用配套资源中的《网络嗅探器》软件进行实验时，可获得类似下面的信息。 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、实践探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【拓展-提升】滑动窗口机制是保证数据可靠传输的一个重要机制。简单来说，这种机制会给数据包标上序号，并记录数据包的状态，如果某个包出了问题就重传；如果网络堵塞，滑动窗口机制就会降低发送频率，缓解拥堵情况。参阅相关资料，总结自己对滑动窗口机制的认识。 自主探究 让学生通过课外拓展的形式巩固、强化所学内容，并适当拓宽其视野。
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（义务教育版）七年级
全一册
第9课
数据传输有新意
学习目标
激趣导入
学习活动
思考-讨论
实践探究
课堂小结
拓展-提升
单元主题
单元主题
单元名称 课名称 核心内容
第二单元 直播网络我来建 第4课 数据分包灵活传 分包思想
第5课 网络协议分层设 网络协议的作用、分层思想
第6课 数字身份辨设备 IP地址的表示方式、编码含义和版本演变
第7课 域名解析换编码 域名解析过程、域名价值、域名解析安全
第8课 路由路径靠算法 路由服务的原理、路由服务自主可控
第9课 数据传输有新意 传输层的功能、可靠传输的实现
第10课 综合所学建网络 连接组网设备的方式、网络参数的设置
学习目标
激趣导入
【问题情境】
视频直播、文件传输对网络数据传输有什么不同要求？
激趣导入
【问题情境】
网络数据传输需求差异 场景 实时性 流量特征 带宽需求 可靠性
视频直播 极高 持续流式传输 稳定上行带宽 允许部分丢包
文件传输 较低 批量分块传输 高峰值带宽 不允许丢包
激趣导入
【问题情境】
网络数据传输需求差异 场景 实时性 流量特征 带宽需求 可靠性
视频直播 极高 持续流式传输 稳定上行带宽 允许部分丢包
文件传输 较低 批量分块传输 高峰值带宽 不允许丢包
该采取哪些技术手段来保证传输过程稳定、流畅呢？
激趣导入
【思考-讨论】
有同学根据TCP/IP的分层结构，绘制了下图所示的模型。谈一谈你对这张图的看法，并回顾传输层的主要作用。
激趣导入
【知识回顾】
传输层的主要功能包括：
通过端口区分互联网应用
提供两种数据传输方式
学习活动
学习活动
传输层的主要功能
一
学习活动
一、传输层的主要功能
网络层已经可以传输IP数据包了，但计算机常常会同时运行多个互联网应用，对这些应用而言，只有一部分IP数据包是自己需要的。这时，可以依靠端口进行区分。
学习活动
一、传输层的主要功能
通过端口区分互联网应用，端口通过端口号来标记
范围：0～65535
https://www. https://www. :443
学习活动
一、传输层的主要功能
不同互联网应用需要的数据传输方式可能不同。有些需要可靠网络传输，有些则需要速度更快的不可靠网络传输。
传输计算机文件时，非常重视传输的准确性，如果传输过程中某个数据包出现了问题，则必须重发，因为一个包出问题，会导致传输的其他数据也没法正常使用。面对这样的需求时，应采用可靠方式传输数据，对应的协议是TCP。
传输文件
TCP
学习活动
一、传输层的主要功能
不同互联网应用需要的数据传输方式可能不同。有些需要可靠网络传输，有些则需要速度更快的不可靠网络传输。
视频直播时，需要快速传输数据，如果传输过程中某个数据包出现了问题，也不需要重发，因为直播内容已经变了，重发没有意义。面对这样的需求时，可以采用不可靠方式传输数据，对应的协议是UDP。
视频直播
UDP
学习活动
一、传输层的主要功能
不同互联网应用需要的数据传输方式可能不同。有些需要可靠网络传输，有些则需要速度更快的不可靠网络传输。
VS
学习活动
一、传输层的主要功能
你觉得哪一边可用来代表可靠传输？哪一边代表的传输方式更适合视频直播？
学习活动
TCP与可靠传输
二
学习活动
二、TCP与可靠传输
握手机制用于确保通信双方已经建好了通信连接，这是实现可靠传输的前提。因此TCP被称为面向连接的协议，而UDP不需要这个过程，是面向无连接的协议。
下图展示了基于 TCP 的“三次握手”过程。
学习活动
实践探究
三
学习活动
三、实践探究
实验目的：观察TCP的“三次握手”过程
实验条件：可联网的计算机 、抓包软件
实验步骤：
1．启动抓包软件。
2．浏览网站，然后分析抓取的数据包，进而分析出“三次握手”过程。
学习活动
三、实践探究
具体操作步骤如下：
（1）利用配套资源中的《网络嗅探器》软件进行实验时，应选定“三次握手”选项。
学习活动
三、实践探究
具体操作步骤如下：
（2）使用配套资源中的《网络嗅探器》软件进行实验时，可获得类似下面的信息。
学习活动
三、实践探究
实验结论：
选择一个握手过程的数据包进行分析可知：
1．本次握手过程请求是由 通过 端口发起的，目标是 的 端口，带有 标记。
2． 通过 端口，对 的 端口进行了响应，响应中带有 标记。
3． 通过 端口向 的 端口发送了带有 标记的数据包，表示“三次握手”过程结束。
课堂小结
拓展-提升
滑动窗口机制是保证数据可靠传输的一个重要机制。简单来说，这种机制会给数据包标上序号，并记录数据包的状态，如果某个包出了问题就重传；如果网络堵塞，滑动窗口机制就会降低发送频率，缓解拥堵情况。
参阅相关资料，总结自己对滑动窗口机制的认识。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine
