認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信教案

1、課題：認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信崇明縣民本中學(xué)：王昌教學(xué)章節(jié)：基礎(chǔ)知識(shí)à網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)à網(wǎng)絡(luò)通信教材分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)涉及到較多的知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，如果單純的從課本知識(shí)點(diǎn)角度進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)沒有整體概念，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)硬件、網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式、以及后面的因特網(wǎng)，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在不知道網(wǎng)絡(luò)通信的工作過(guò)程的情況下，學(xué)生只是簡(jiǎn)單識(shí)記，不能真正明白網(wǎng)絡(luò)究竟如何通信，它們之間是如何協(xié)調(diào)工作的。所以，本節(jié)課的開設(shè)是想通過(guò)嘗試性地引入網(wǎng)絡(luò)通信，試圖將相關(guān)的知識(shí)概念通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信這一主線串聯(lián)起來(lái)，在讓學(xué)生明白網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)質(zhì)過(guò)程中逐漸掌握相關(guān)概念、工作原理等，為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)提供一個(gè)較為典型

2、的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)。但另一方面又避免為學(xué)習(xí)技術(shù)而陷入較深的技術(shù)研究中，所以，本節(jié)課設(shè)計(jì)了兩條線索來(lái)開展教學(xué)，一條“實(shí)”線：即“如何連？”，另一條“虛”線：即“如何通信？”。實(shí)線以淺顯易懂的組網(wǎng)連接展開，虛線則通過(guò)簡(jiǎn)短的網(wǎng)絡(luò)通信游戲來(lái)深入淺出地讓學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)通信的兩種通信方式，并從中了解到網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備以及通信中涉及的重要工作原理等。學(xué)情分析本節(jié)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)的第二節(jié)課，在前一節(jié)課中，同學(xué)們了解了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成的背景、分享了身邊所知道的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和主要功能。知道了組建一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須具備網(wǎng)絡(luò)三要素。多數(shù)同學(xué)有接觸網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)歷，他們有連接簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，所以本節(jié)課以讓同學(xué)來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)為切入

3、口，進(jìn)而探究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信方式。從學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備和年齡特征出發(fā)，為了將原理性的知識(shí)轉(zhuǎn)化成學(xué)生能夠接受的知識(shí)，本節(jié)課設(shè)計(jì)了兩個(gè)通信游戲，用游戲來(lái)闡釋網(wǎng)絡(luò)通信復(fù)雜的工作過(guò)程，將問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使得在學(xué)生心中建立一個(gè)較為典型的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)，從而在后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中，能夠不斷地在原有的框架基礎(chǔ)上完善自己對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、 能夠識(shí)別常見的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備：網(wǎng)卡、集線器、交換機(jī)和路由器，知道各設(shè)備的功能。2、 理解“廣播式”通信的基本原理和工作過(guò)程、特點(diǎn)以及不足。3、 理解互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)“點(diǎn)到點(diǎn)式”通信的基本原理和工作過(guò)程。過(guò)程與方法1、 通過(guò)實(shí)物觀察和判斷，能區(qū)分并選擇使用雙絞線和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)

4、備（網(wǎng)卡、集線器、交換機(jī)、路由器）進(jìn)行簡(jiǎn)單組網(wǎng)連接。2、 通過(guò)“通信游戲一”，體驗(yàn)廣播式通信的工作過(guò)程，歸納出廣播式通信方式的不足，提出改進(jìn)意見。3、 通過(guò)視頻和“通信游戲二”，體驗(yàn)并分析互聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式通信的工作過(guò)程、路由器在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信中的作用。情感態(tài)度價(jià)值觀1、 在游戲互動(dòng)、實(shí)物觀察、網(wǎng)絡(luò)連接體驗(yàn)中感受并認(rèn)同人的需求發(fā)展促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展。2、 體會(huì)從問(wèn)題出發(fā)來(lái)改進(jìn)設(shè)計(jì)的思維方式與過(guò)程。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：“廣播式”通信和互聯(lián)網(wǎng)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式”通信過(guò)程；理解常用網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的工作方式和特點(diǎn)。難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)“廣播式”通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式”通信過(guò)程?！敖虒W(xué)技術(shù)與學(xué)習(xí)資源應(yīng)用”1、教學(xué)PPT

5、2、三臺(tái)帶有網(wǎng)卡計(jì)算機(jī) 3、多根雙絞線 4、集線器 交換機(jī) 路由器 5、不同顏色圖案的游戲卡片 6、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代視頻剪輯 7、PPT遙控筆 8、學(xué)生分組席卡 9、游戲角色凳子班級(jí)布置班級(jí)分成6個(gè)小組，每組5或6人，每組分前后兩排，前2后3。6組呈圓形分布，中間放置7個(gè)小圓凳用于兩個(gè)通信游戲時(shí)扮演角色同學(xué)就坐。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)說(shuō)明活動(dòng)引入：連接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)提供兩臺(tái)計(jì)算機(jī)和一根交叉網(wǎng)線。請(qǐng)同學(xué)嘗試將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。動(dòng)手連接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在生活中已經(jīng)很普及，學(xué)生對(duì)于簡(jiǎn)單的網(wǎng)線連接都有了解，容易融入探究情境中。認(rèn)識(shí)網(wǎng)卡網(wǎng)卡（NIC），又稱為網(wǎng)絡(luò)適配器，是安裝在計(jì)算機(jī)上，通過(guò)端口與網(wǎng)

6、線相連，從而將計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。說(shuō)明什么是源地址、目的地址。（展示獨(dú)立網(wǎng)卡，指出多數(shù)計(jì)算機(jī)上已集成網(wǎng)卡）認(rèn)識(shí)網(wǎng)卡清晰網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、端口、源/目的地址概念是后續(xù)通信游戲規(guī)則理解的基礎(chǔ)。解決連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)的方案如何將三臺(tái)或三臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)呢？討論，提出連接方案通過(guò)討論，引出集線器這一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。展示集線器觀察集線器具備多個(gè)端口多個(gè)端口的特點(diǎn)，與討論相符，形成共識(shí)認(rèn)識(shí)集線器集線器，也是一種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，它通過(guò)眾多的端口將網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，使不同計(jì)算機(jī)能夠相互通信。認(rèn)識(shí)集線器，合作嘗試三臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理連接。解決多臺(tái)計(jì)算機(jī)怎么物理連接的問(wèn)題。（另外提供多根直通網(wǎng)線）請(qǐng)二位同

7、學(xué)來(lái)合作嘗試連接。網(wǎng)絡(luò)通信小游戲，體驗(yàn)通信過(guò)程它們又是如何通信的呢？安排做通信小游戲：選6名同學(xué)（每組1位）擔(dān)任計(jì)算機(jī)角色，全班再推選一位擔(dān)任hub角色。 玩通信小游戲?qū)嶋H的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信多樣且復(fù)雜，這里以目前廣泛采用的“星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”為原型設(shè)計(jì)通信游戲規(guī)則，體驗(yàn)星型網(wǎng)絡(luò)廣播式通信的大致過(guò)程。扮演計(jì)算機(jī)角色的同學(xué)，隨機(jī)地分發(fā)一張通信任務(wù)單，上面寫有：1、自己的地址（這里用簡(jiǎn)單的編號(hào)代替）2、需要發(fā)送的信息內(nèi)容通信游戲的規(guī)則：1、計(jì)算機(jī)將信息發(fā)送給Hub。2、扮演Hub的同學(xué)，在收到發(fā)送來(lái)的信息后，必須一次性將信息轉(zhuǎn)發(fā)給目的地址同學(xué)。理解游戲規(guī)則明確游戲規(guī)則，為下面的如何轉(zhuǎn)發(fā)討論向著實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)通

8、信狀況方向走教師扮演一臺(tái)計(jì)算機(jī)也接入網(wǎng)絡(luò)，讓HUB嘗試轉(zhuǎn)發(fā)信息。Hub嘗試轉(zhuǎn)發(fā)信息，出現(xiàn)問(wèn)題：不知道目的地址同學(xué)是誰(shuí)坐在哪里（即hub不能識(shí)別目的地址所在端口）。小組討論解決辦法。教師參與試傳，hub發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，引發(fā)討論，達(dá)成以語(yǔ)言廣播的方式轉(zhuǎn)發(fā)信息的共識(shí)。1、遇到了什么問(wèn)題？2、為什么出現(xiàn)這樣的問(wèn)題？（游戲前，以不久前的云南地震,預(yù)警系統(tǒng)提前57秒預(yù)警，如果此時(shí)計(jì)算機(jī)角色同學(xué)手中拿的是預(yù)警信息，會(huì)是什么心情，以促使學(xué)生會(huì)積極發(fā)送信息，模擬實(shí)際介質(zhì)爭(zhēng)用、檢測(cè)避讓的通信狀況。）觀察并按規(guī)則來(lái)指導(dǎo)游戲開展。并在游戲結(jié)束后針對(duì)通信游戲中可能存在問(wèn)題的地方共同分析，完善學(xué)生對(duì)廣播式通信的認(rèn)識(shí)。做網(wǎng)絡(luò)通信

9、游戲，并觀察游戲中細(xì)節(jié)和出現(xiàn)的各種狀況。在游戲中體驗(yàn)廣播式通信理解廣播式通信討論并分析廣播式通信過(guò)程中存在的問(wèn)題集線器因?yàn)椴荒茏R(shí)別目的地址所連接的端口，從而通過(guò)對(duì)所有端口廣播的方式來(lái)進(jìn)行信息轉(zhuǎn)發(fā)，我們把這樣的通信方式稱作為：廣播式通信。理解什么是廣播式通信實(shí)現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)如何通信的問(wèn)題在剛才的游戲中，出現(xiàn)了什么狀況？存在什么樣的不足？回憶游戲過(guò)程，總結(jié)存在的不足。1、 不安全2、 會(huì)發(fā)生沖突，需要等待，通信效率低。鍛煉學(xué)生透過(guò)活動(dòng)現(xiàn)象并歸納問(wèn)題的能力，通過(guò)分析不足，也為后續(xù)的改進(jìn)提供過(guò)渡。 為什么會(huì)發(fā)生爭(zhēng)搶，需要等待呢？解釋原因解釋原因：集線器是通過(guò)公共通道來(lái)傳輸信息的，以公路車流量比喻，說(shuō)明什

10、么是網(wǎng)絡(luò)帶寬，指出集線器是一種共享帶寬的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。針對(duì)通信過(guò)程的問(wèn)題提出改進(jìn)方案針對(duì)不足你會(huì)如何來(lái)改進(jìn)呢？ 根據(jù)學(xué)生的回答向著兩方面改進(jìn)引導(dǎo)：1、 公共通道改進(jìn)為多條通道。2、 在一次通信后，中心設(shè)備存儲(chǔ)相應(yīng)地址所連接的端口號(hào)。（通過(guò)提問(wèn)剛才的hub角色同學(xué)是否記住了3號(hào)坐在哪里引導(dǎo)）針對(duì)不足，找出原因，討論并提出改進(jìn)意見。學(xué)生可能方案：將公共通道改成多通道為引出交換機(jī)做鋪墊認(rèn)識(shí)交換機(jī)根據(jù)討論，引出交換機(jī)（Switch），介紹交換機(jī)能夠通過(guò)端口學(xué)習(xí)而識(shí)別目的地址所在的端口，從而直接將信息轉(zhuǎn)發(fā)給目的計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。認(rèn)識(shí)交換機(jī)，理解交換機(jī)的改進(jìn)之處。通過(guò)對(duì)交換機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理的認(rèn)識(shí)，認(rèn)同交換機(jī)在

11、通信效率方面的提升。交換機(jī)內(nèi)部是類似于縱橫交錯(cuò)的高架路，各端口相互通信可以同時(shí)進(jìn)行。指出交換機(jī)是一種獨(dú)享帶寬的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。動(dòng)手用交換機(jī)替換剛才連接的集線器，并說(shuō)明隨著人對(duì)通信效率的追求，集線器目前基本上已被效率更高的交換機(jī)所取代。（在更換過(guò)程中，介紹民族企業(yè)華為、中興。華為創(chuàng)建初期就是代理銷售香港的一家模擬交換機(jī)設(shè)備的小公司，之后專注交換機(jī)的改進(jìn)和開發(fā)，逐漸成長(zhǎng)，目前全球100多個(gè)國(guó)家，世界1/3的人口在使用華為的通信產(chǎn)品。）感受技術(shù)的更新?lián)Q代。體會(huì)中國(guó)民族企業(yè)的成長(zhǎng)離不開自身的專注研發(fā)精神。體現(xiàn)人對(duì)通信效率的不斷追求，促使著技術(shù)的發(fā)展和更新。體會(huì)專注研發(fā)精神的重要性。目前，我校的每棟教學(xué)樓

12、都有一臺(tái)這樣的交換機(jī)將各班級(jí)的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)了，形成了類似這樣的多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，那它們之間又是如何連接的呢？觀察討論給出連接方案可能方案：在中心再添加一個(gè)交換機(jī)，并將交換機(jī)連接起來(lái)，并能意識(shí)到此時(shí)交換機(jī)中的“地址學(xué)習(xí)表”規(guī)模將會(huì)增大。聯(lián)系校園網(wǎng)絡(luò)實(shí)際，引出多交換機(jī)連接的小規(guī)模計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 思考問(wèn)題：交換機(jī)是否勝任大型網(wǎng)絡(luò)的連接通信？認(rèn)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信在實(shí)際生活中，類似我校這樣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在世界各地有許許多多，那么他們之間又該如何連接如何通信呢？還能像剛才幾棟樓的網(wǎng)絡(luò)一樣通過(guò)中心交換機(jī)連接，它還能夠勝任嗎？討論，理解此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)所處環(huán)境的改變，據(jù)此提出通過(guò)中心設(shè)備連接存在的不足。學(xué)生回答可能情

13、況：1、 中心設(shè)備如果出問(wèn)題，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)癱瘓。2、 “地址學(xué)習(xí)表”規(guī)模太大，不現(xiàn)實(shí)。3、 交換機(jī)也要先廣播才能學(xué)習(xí)地址所在端口，那將會(huì)對(duì)全球廣播的可能通過(guò)擴(kuò)大到全球范圍，引出不同網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間該如何連接如何通信的話題。網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間到底是怎樣的一張網(wǎng)呢？是如何連接，如何通信的？觀看互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代視頻剪輯，了解網(wǎng)絡(luò)專家們是如何考慮這個(gè)問(wèn)題的。觀看視頻，理解網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)是如何連接，如何通信的。視頻能精簡(jiǎn)地展現(xiàn)出互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的連接方式和通信過(guò)程針對(duì)視頻：這是怎樣的一張網(wǎng)？像什么？有什么特點(diǎn)？像漁網(wǎng)。有很多“結(jié)點(diǎn)”。根據(jù)學(xué)生的回答展現(xiàn)PPT中的“結(jié)點(diǎn)”，并說(shuō)明：用通信線路將所有結(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，各網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)與結(jié)

14、點(diǎn)相連，形成如漁網(wǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。認(rèn)識(shí)“結(jié)點(diǎn)”概念，體會(huì)是如何連接的?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)通信小游戲，體驗(yàn)互聯(lián)網(wǎng)通信的過(guò)程它們又是如何通信的呢，讓我們?nèi)鄤?dòng)起來(lái)，再做一個(gè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通信小游戲。1、 每組另選一人擔(dān)任“結(jié)點(diǎn)”角色2、 剩下的各組組成一個(gè)小規(guī)模計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并選一人擔(dān)任“交換機(jī)”按要求明確自己所扮演的角色身份，結(jié)點(diǎn)同學(xué)到教室中央就坐，相鄰結(jié)點(diǎn)之間是相互連接起來(lái)的。請(qǐng)各組交換機(jī)同學(xué)與鄰近的結(jié)點(diǎn)同學(xué)握手，以表示它們之間是物理上連接的。清晰網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間是如何物理連接的選定F組4號(hào)同學(xué)為源地址，D組4號(hào)為目的地址，并以一個(gè)信息塊（紅色紙條）的傳輸為例（結(jié)合PPT動(dòng)畫）模擬一次傳輸過(guò)程。體驗(yàn)信息塊的傳輸過(guò)程

15、，明白結(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系是平等的，結(jié)點(diǎn)按照“最佳路徑”原則傳遞數(shù)據(jù)塊。清晰是如何通信的。開始全班做通信游戲：有紅、白兩組顏色信息紙條，已被分成多個(gè)信息塊，紅色由F4發(fā)送給C4,白色信息由A4發(fā)送給D4。按要求做游戲,，體會(huì)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間是如何通信的。由目的同學(xué)將最終的作品拼接起來(lái)展示給大家。透過(guò)游戲，加深對(duì)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信的理解。展示傳遞的信息內(nèi)容，并就傳遞過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題結(jié)合前面的分析，與學(xué)生探討在分析中進(jìn)一步理解網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間是如何通信的。網(wǎng)絡(luò)游戲結(jié)構(gòu)圖認(rèn)識(shí)路由器可以看出在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，中間的解結(jié)點(diǎn)設(shè)備非常重要，其實(shí)在實(shí)際的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，也有這樣的一個(gè)設(shè)備，它叫“路由器”。解釋什么是路由器。在剛才的通信游戲中，你覺得路由器最大的作用是什么？認(rèn)識(shí)路由器，明白其主要作用有：路由選擇，選擇最佳路徑傳遞信息。明白路由器在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中所起的作用。展示路由器，并通過(guò)網(wǎng)線將路由器與交換機(jī)設(shè)備連接起來(lái)，指出路由器上另外端口可以接其他路由器或者是另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)。理解點(diǎn)到點(diǎn)式通信在剛才的通信過(guò)程中，是通過(guò)從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)，這樣點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸信息的網(wǎng)絡(luò)通信稱為：“點(diǎn)到點(diǎn)式”通信方式。理解什么是點(diǎn)到點(diǎn)式通信。理解互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信是采用點(diǎn)到點(diǎn)的方式傳輸信息的。小結(jié)回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容：1、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備2、兩種通信方式在回顧中，鞏固對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通信的理解，心中形成較為形象的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)框架結(jié)