高中信息技术选修3教案-3.2 网络通信的工作原理-教科版

文档属性

名称 高中信息技术选修3教案-3.2 网络通信的工作原理-教科版
格式 docx
文件大小 50.0KB
资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 信息技术(信息科技)
更新时间 2021-01-12 07:48:12

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文档简介

3.2 网络通信的工作原理
课时
1课时
所选教材
所属学科
信息技术
教学对象
高二年级学生
一、教材分析
本课选自教育科学出版社普通高中课程标准实验教科书《网络技术应用》(选修)第三章的第二节,教材从学生学习、生活的既有经验和实际需求出发,让学生了解网络通信的工作原理。该内容是对上一节《网络的功能和构造》的延续,也是本章的重点,包括“数据的传输过程”和“数据交换技术”两部分。
二、学情分析
学生在学习了上一节的知识内容之后,对网络的功能与构造已有了一定的认识,就会很好奇网络中的数据是如何通信的这个问题,所以对本节课的知识是有一定兴趣的。但由于新的知识点较多而且较抽象,学生在理解上有一定难度。
三、教学目标
知识与技能
1.了解网络通信和邮政通信过程的共同点,理解分层解决问题的方法。
2.了解OSI参考模型和TCP/IP协议的基本知识,掌握其分层及约定的思想。
3.了解三种数据交换技术。
过程与方法
1.通过比较分析,使学生理解网络中数据传输的过程。
2.运用类比让学生学会区分三种数据交换技术。
情感态度
价值观
通过将生活中的现象和所学知识进行类比,使学生意识到生活中随处都是知识,要善于发现,认识到技术来源于生活,又服务于生活。
四、教学重难点
教学重点
1.网络中数据传输的过程。
2.OSI参考模型及TCP/IP协议体系的基本知识。
3.三种数据交换技术。
教学难点
1.网络中数据传输的过程。
2.OSI参考模型的分层思想。
五、教材处理
对于复杂问题的解决,可以采用一种分层的思想方法来解决。根据课标的要求,学生学习OSI参考模型的知识并不在于对OSI中七层结构的功能的记忆,而是通过对“为什么分层”、“分层有什么好处”等问题的认识,让学生掌握分层设计的思想方法。教材中给出的七层模型的结构图,目的是说明这些层次各实现什么样的功能,而不是要让学生机械的记住这七层。教学的重点应放在对分层思想的讨论上。在讲解的过程中将抽象的教学内容用直观的图形予以化解,将数据传输的过程抽象成一个U字型结构,并贯穿这节课的始终,帮助学生理解重点难点,并形成知识点之间的自然过渡。
六、教学方法
自主探究法、讨论法、问题激励法、类比法、模型对比法、任务驱动法
七、教学媒体
计算机网络教室
六、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
复习提问
完成案上的“知识回顾”。以问题的形式进行上节课知识《网络的功能和构造》复习。
1.计算机网络中常见的通信连接设备有哪些?
2.如何区分网络软件中的网络操作系统和网络应用软件?
3.常见的传输介质有哪几种?
回答问题
引入新课
播放 “军事科技”、“蝙蝠与雷达”两个视频
【提问】这两段视频说明了什么?
回答“响尾蛇”导弹和“飞鱼”导弹的设计来源于及雷达技术的发明根据
【师再提问】其实,在我们现实生活中,还有很多这样的例子,请同学们再想想,谁能给老师列举一些呢?
举例如:鲨鱼皮泳衣、尼龙搭扣等
【师讲】同学们回答的非常对,这几个例子也就是说明技术是来源于生活的。那么,我们这节课研究的网络通信的工作原理同样也来源于我们的生活。
学习新知
课内探究
一、数据的传输过程
(一)邮政(快递)系统中的信件(货物)是如何传递的?
任务一:过几天就是母亲节了,如果你在母亲节想给妈妈一些惊喜,想给她在网上买一些东西。请同学样思考学案中的第一个问题。
1.你在网上买的东西卖家是怎么寄出去的?大致可以分几步?
2.东西是怎么送到你妈妈的手中的?
3. 以走邮政快递为例,东西不是寄给邮局的的,为什么要送到邮局呢? 分析一下这个邮政系统模型,然后思考一下把这个模型能否借鉴到网络中的通信系统模型?
(教师引导学生把邮寄系统分为三层,分别是用户、邮局、运输,各司其职。)
思考问题,在老师的引导下回答问题。
分析提炼
分析邮寄过程中“约定”的重要性,以邮政快递为例。邮局与邮局之间有相应的约定,同样在用户与用户之间、运输部门与运输部门之间都遵守一些约定。进而提炼出邮寄系统的U字型结构,如下图所示。
重点强调其分层及约定思想,进而提炼出如下分层的U型结构。
寄件人
收件人
用户子系统
3
3
邮局子系统
2
2
运输子系统
1
1
线路
老师引导学生分析得出邮寄过程的3个特点:
1.发件时层层加包装,收件时层层拆包装;
2.对等层按照相同的规则,做相同的工作;(如地址的写法等)
3. 上一层对下一层提出要求,下一层完成上一次提出的要求。(如用户对邮局提出要求,邮局完成用户所提出的要求。邮局对运输提出要求,运输完成邮局提出的要求。)
和老师共同分析, 慢慢形成分层解决问题的思想。
深入探究
(二)OSI参考模型
【师讲】如果在母亲节当天,你还想给母亲发一张电子贺卡来送上你对母亲的祝福,那么这个电子贺卡如何在网络中传输的呢?
为了保证贺卡在网络上传输准确高效,网络也模拟日常生活中的邮寄系统,也存在一个类似邮寄系统的U型结构,这就是OSI 参考模型(Open Systems Interconnection),即开放系统互联参考模型。
它也蕴含了分层和约定的重要思想,所不同的是OSI参考模型分为七层,每一层都有特定的名称和功能。
1.OSI参考模型各功能层的名称
任务二:阅读教材第56页,结合刚才所学,完成学案上的任务二,试着在学案上画出数据在OSI参考模型中传输的抽象结构图,标出每层的名称。
2.OSI参考模型各功能层的功能
前面我们已经分析了邮寄系统中用户、邮局、运输部门三层的功能,那么,在网络中传输电子贺卡时,OSI参考模型这七层又各自有什么功能呢?我们一起来看!
网上传电子贺卡
寄包裹
7
应用层
在网络应用程序之间传递信息
书本、化妆品、衣服等物品
6
表示层
处理文本格式化,显示代码转换
打包
5
会话层
建立、维持、协调通信
写地址,送邮局等
4
传输层
确保数据正确发送
检查包裹内容、大小等
3
网络层
决定传输路由,处理信息传递
决定优先顺序,选择分发地址
2
数据链路层
编码、编址、传输信息
确定稳定的运输线路
1
物理层
管理硬件连接
运输车的承载大小,几车道的路
3.数据在OSI参考模型这七层中传输保持不变吗?
电子贺卡文件在这七层中格式一直保持不变吗?
任务三:思考火箭是如何运输的呢?是随意分解的吗?
【师讲】火箭在运输时是先分解后还原的,那么电子贺卡文件在网络中也是这样传输的。
我们知道电子文件肯定不是随意分解的,那怎样才能高效准确的完成数据的传输呢?
我们在玩拼图时如果给每一块写上编号,就能高效准确的完成拼图。同样,网络中发送的电子文件也是被分成许个小的数据包,并加上一些地址信息、控制信息、错误校验信息等包头信息,经由不同的路径传输到接收方。反过来,接收方在接受到文件时就是一个拼拼图的过程,由下向上不断地组合,去掉附加信息,最终还原为被始信息。如图所示
由上向下发送,分解成更小的数据包,并加上地址信息、控件信息等。
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
由下向上接受,去除地址信息、控制信息等,并组合。
等。
【过渡】通过学习,我们知道OSI是一种网络通信的参考模型,模型的作用在于提出一种思想,提供一种标准,就好比真正在路上行驶的并不是车模,而是各种各样的常用汽车,那么网络中真正在使用的是什么呢?
跟着老师的思路,看书自己总结,理解OSI参考模型,了解其各层的功能。
思考问题,回答
分析信息,看图,理解信息在网络中传输时的分解与组合。
具体分析
(三)TCP/IP协议体系
让学生思考:
1.如果全世界的人都能够畅通的进行交流,那么需要什么条件?
2.因特网是由全球各地的局域网连接起来而形成的一个“网络之间网络”,连接之前各式各样的局域网存在不同的网络结构和数据传输规则,那么,连接起来之后,各网之间该用什么样的规则来传递数据呢?
任务四:学生自主学习教材第58页图3-5关于TCP/IP协议体系的相关知识,小组讨论完成学案的【思考讨论】。
1.什么是TCP/IP协议体系?有何作用
2.TCP/IP协议体系将网络体系结构成为哪几个层次?
3.与OSI模型对比,有什么区别?
【师讲】在网络中真正使用的是TCP/IP协议体系。它包含了上百种协议,其中的核心协议是TCP协议和IP协议,因此得名。
TCP/IP(传输控制协议/互联网络协议),是因特网中的“世界语”。
TCP协议和IP协议各司其职。
TCP协议(传输控制协议):对数据包进行管理和校核,保证数据包的正确性。
IP协议:把数据包从一个地方传递到另一个地方。
通过前面的学习,我们可以推断出TCP/IP协议体系也是一种U型结构,不同的是它分为4层,在OSI参考模型的基础上,简化了层次,提高了效率。
教师根据下图进行分析:
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
应用层
传输层
网际层
网络接口层
OSI参考模型
TCP/IP概念层
各种服务及应用程序通过该层使用网络。
确认数据传输及进行纠错处理。
负责数据的传输,路由及地址选择。
是针对不同物理网络的连接形式的协议。
提炼成U型结构如下图
4
3
2
1
4
3
2
1
应用层
传输层
网际层
网络接口层
物理传输信道
TCP协议
IP协议
【师讲】演示课件中的“E-mail的发送过程”加深学生对网络中数据的传输过程的理解,也是对这一知识点的一个小结。
思考老师提出的问题
看书,完成学案
认真听老师讲,根据老师提供的图进行分析,理解TCP/IP协议体系。
和老师一起提炼出U型结构图,来加深对这一知识的理解。
观看动画演示,进行小结。
学习新知
课内探究
二、数据交换技术
学生思考:
1.在计算机的网络中,数据的发送方与接收方是不是直接连接在一起的?
2.如果不是,那么数据是如何中转的?
任务五:自学教材第59页,回答以下问题
1.什么是数据交换?数据交换技术主要有哪几种类型?
2.网络中传输数据时为什么需要数据交换,如果没有数据交换会出现什么问题?出现了这些问题该怎样解决呢?
【师讲】首先给学生播放三种数据交换技术的动画演示,说明原因,让学生能更容易的去理解三种数据交换技术的区别与优缺点。
任务六:技术源于生活又服务生活,传统电话、电报、IP电话这三种常见的通信方式就分别运用了这三种交换技术。完成学案当中的【实践练习】
通信方式
数据交换技术
优点
缺点
传统电话
电报
IP电话
思考问题,看教材,自学数据交换技术。
观看老师提供的动画演示,完成学案上的问题。
总结
邮政系统、OSI参考模型、TCP/IP协议体系都采用的是一 种U型结构模型,并且都遵循着“分层”、“约定”的思想,以保证数据准确发送。
同学们,母亲节快要到了,赶快给妈妈送一个感动吧,不管你是通过网购还是电子贺卡,你的表达一定会让妈妈非常感动而且铭记的。
七.教学反思
教材从学生的学习和生活中的既有经验和实际需求出发,将网络技术的学习与应用融入到学生的日常生活中。本节课主要是让学生了解网络数据传输的过程和几种数据交换技术,从而了解网络的工作原理。但是本节课内容理论性太强,比较枯燥,学生难以理解,所以学生的积极性不是太强的。
本节课从情景导入,激发学生兴趣,然后进行类比、模型对照等方法,让学生对本节课的知识更容易理解。讲解的过程中让学生对本节的重点难点根据材料进行自主探究。高中的学生已有一定的计算机基础,具有较强的自主学习能力,反应比较积极,有很好的效果。
本节课教学中,学生以自主学习为主,教师在学生的学习过程中引导学生理解各知识点。但引导的设问应该再精心设计,教师在每个环节抓的太死,不能够根据时间灵活把握教学内容,在课堂上做出调整。
在今后的教学中,我会努力提高教学技能、课堂管理技巧,充分发挥学生的主体地位,与学生相互合作,相互促进,从而有效地完成各项教学任务。