第4课“能力超强云计算” 教学设计（表格式）-2025-2026学年七年级下册《信息科技》西大版

七年级下册第4课“能力超强云计算”教学设计
年级 七年级 单元/主题 第二单元：云中漫步初体验
课名 第4课：能力超强云计算
一、教学建议
1.教学时长建议 2课时
2.教学目标 本课的主要教学目标是： 1.了解摩尔定律与“信息爆炸”，知道云计算诞生背景； 2.了解什么是云计算及云服务的优势； 3.了解网络爬虫程序的工作流程，完成极简爬虫程序开发。
3.教学设计建议 教学设计建议如下： 1.可结合本课搜索引擎的场景引入，讲解摩尔定律与“信息爆炸”的时代背景，说明云计算诞生的重要意义。 2.讲解GOOGLE搜索引擎的诞生故事，启发学习者的创新思维。讲解搜索引擎的工作过程，为后续介绍爬虫程序进行铺垫。详细讲解云计算的概念，比较云计算与传统模式的区别，发现云服务的优势。 3.分析网络爬虫在搜索引擎程序中扮演的重要角色。分解网络爬虫程序的工作流程，学习使用第三方库，了解极简网络爬虫程序的功能实现。
4.教学方法建议 在学习引入方面，教师可以从摩尔定律和“信息爆炸”的时代背景引入，讲解云计算诞生的意义，带出本课内容 在新知学习方面，了解摩尔定律与“信息爆炸”，知道云计算诞生的背景；了解什么是云计算及云服务的优势；了解网络爬虫程序的工作流程，完成极简爬虫程序开发 对于“摩尔定律的极限与‘信息爆炸’”、“云计算的诞生”、“云计算服务的优势”的知识内容，可讲解“摩尔定律的极限与‘信息爆炸’”的时代背景，引出云计算诞生的重要意义。进一步讲解什么是云计算，为什么云计算具有划时代的变革意义。采用直观演示法，展示身边的云计算平台，各类云应用，结合上节课电子邮件云服务的内容，讲解云计算的突出优势。还可结合实际操作让学习者进行在线体验。讲解搜索引擎的诞生过程，启发学习者的创新思维。讲解搜索引擎的工作过程，为后续爬虫程序的讲解进行铺垫。 对于“认识网络爬虫”、“网络爬虫程序设计”的知识内容，从“信息爆炸”时代，海量的数据信息引入，说明爬虫程序在信息收集处理方面的重要作用。使用问题导向的方式，以小组讨论形式启发学习者思考网络爬虫程序的实现流程，帮助学习者开展计算思维训练。学习实现爬虫程序第三方库文件的安装使用及相关命令。帮助学习者扫清爬虫程序实现的技术难点。 在“项目探究”方面，教师讲解第三方库在程序开发中的作用，指导学习者进行第三方库的安装。帮助学习者理解极简网络爬虫程序的流程及技术实现步骤。可结合上一节课协议的相关内容，分析极简网络爬虫程序中对http协议的使用。最后引导学习者根据程序运行情况，检查程序设计是否符合功能要求。
二、补充知识
对应教材内容（对教材中何处内容的补充） 知识内容 二、云计算的诞生
补充内容 搜索引擎中的核心技术——分布式计算 云计算不需要客户端具备强大的计算能力，也不必知道数据储存在何处，数据如何处理。这都得益于分布式计算的数据处理方式。比如：我们在一台计算机上进行10000次检索，在一个数据集合中找到匹配的结果。但如果我们把任务分割成10000份，同时交给10000台计算机来检索，那么我们只需要花费约等于1次的时间就能得到匹配的结果。工作效率就会得到极大的提升，而且这个提升在数据量越大的时候就会越明显。搜索引擎就是典型的分布式计算的例子。通常一个大型的搜索引擎服务器会达到百万台的规模。搜索引擎最主要的任务就是对比网页内容，将符合搜索字符串的网页挑选出来，并依照一定的规则列出先后顺序。虽然用户输入的条件不多，但由于网页数量异常庞大，如果靠一台服务器逐一进行对比势必会旷日持久，无法满足用户的需求。因此依靠分布式计算进行数据处理，利用超大规模的服务器共同完成检索匹配才能在极短的时间内得到匹配结果。 Google搜索引擎是分布式计算的典型代表。其任务是比对网页内容，将符合搜索字符的网页挑选出来，并依照一定的规则列出先后顺序作为结果返回给用户。通过仔细分析不难发现，这项任务具有以下几个突出特点： 1.用户输入的搜索字符串内容不多。 2.使用“网络爬虫”爬取的网页数量非常庞大，达到数十亿级，并且还会持续增加。 3.找出网页中包含的字符串的工作相对简单，不需要高性能计算能力。 4.用户需要在1秒内返回搜索结果，长时间的等待会让用户失去耐心。 5.用户对结果的准确性要求不高，比如：查询结果20条，最终返回18条，用户无法分辨。 为了满足这些特点，Google创新性地设计了专为搜索引擎使用的分布式计算系统，依靠以下三项技术，将分布式计算技术的发展向前推进了一大步，形成了云计算的雏形。
补充知识来源（提供网站链接或按参考文献格式提供） 全球知名的分布式计算案例： 网站链接：https://www.equn.com/wiki/BOINC BOINC是一个全球性的分布式计算平台。该平台的目的就是整合全球的计算资源支持科学研究。个人自愿者可以直接下载安装BOINC的软件，参与到感兴趣的科学研究项目中，为所选项目贡献个人电脑的计算能力。通过BOINC平台，原本需要超级计算机才能完成的任务，借由利用数以万计的个人计算机的闲置算力就能得到让人满意的速度和结果。 分布式案例 SETI@home SETI@home（搜寻地外文明）就是利用BOINC平台广邀全球自愿者贡献计算能力，寻找地球以外智慧生命的科学实验。实验的过程是这样的：科学家使用的方法称之为射电 SETI，即使用射电望远镜来监听太空中的窄带无线电讯号。有些信号被认为是不可能自然产生的，如果能探测到这样的信号就可以证明地外文明的存在。 SETI@home对阿雷西博射电望远镜收集的无线电讯号进行处理，把每份数据分解为数以百万计的小块，称为工作单元。这些工作单元被发送给网上个人计算机进行分析，并返回计算结果。SETI@home程序在屏幕保护模式下或以后台模式运行在用户的个人计算机上，它利用的是互联网上空闲的处理器资源，不影响用户正常使用计算机。最后对数据的返回结果进行分析，以找到可作为地外文明、黑洞或快速脉冲星存在证据的窄带脉冲信号，证实外星智能生物存在。 SETI@home项目自1999年5月17日开始正式运行。至2004年5月，该项目在世界各地拥有近500万参与者，积累了近200万年的CPU运行时间，进行了近5X1021次浮点运算，处理了超过13亿个工作单元，无疑是非常成功的分布式计算试验项目。以互联网为基础的社会对这项繁重的数据分析提供巨大的帮助。不过到目前为止，该项目的分析结果中还没有足以证明外星智能生命存在的证据。 SETI@Home由三部分组成：信号采集、服务器群和世界范围的志愿参与者。 下图就是SETI@home项目的贡献积分榜，其中来自中国的团队排在贡献榜的第五位。
三、对应需要的软件、硬件说明
对应教材内容（对教材中何处内容使用软件、硬件） 知识内容 项目探究 极简网络爬虫1.0 操练练习 技能操练
软件名称（最好提供开源软件） 知识内容 项目探究 极简网络爬虫1.0 操练练习 技能操练
基本功能说明 知识内容 项目探究 极简网络爬虫1.0 Python Pycharm 操练练习 技能操练 Python Pycharm
硬件名称（选择性价比高、中小学能用得起的） 无
基本功能说明 Phthon程序开发和运行
四、项目探究解答参考
探究项目：极简网络爬虫1.0 完整爬虫程序 验证结果，百度首页的新闻栏目地址被记录在record.txt文件中，完成了极简网络爬虫1.0的功能设计要求。
五、操作练习答案
一、知识检测 1.选择题 （1）服务；按需（2）硬件性能难以提升；数据量暴增对硬件性能要求不断升级。 2.判断题 （1）×（2）√
二、技能操练 升级爬虫程序