信息技术教案：网络通信的工作原理(教科版选修)解析

【教材分析】
网络通信的工作原理是教育科学出版社出版的普通高中实验教材《网络技术应用》第三章第二节的内容，本节主要包括“数据的传输过程”、“数据交换技术”两大块内容，考虑到此节内容较多,我把这一节的内容分为两个课时上：第一课时讲“数据的传输过程”；第二课时讲“数据交换技术”。

现在我针对第一课时来说课。

本节内容是对网络进行了简单的介绍，提出了协议和OSI模型的概念，属于网络结构的入门知识，通过对本章的学习，学生可以对网络的结构有一个系统的认识，为将来深入学习网络体系打下基础。

【学情分析】
本节课的教学对象是高二的学生，其中部分学生家中有电脑可以使用，尤其是那些偏好游戏的男生，他们往往觉得自己在网上冲浪、下载电影、听音乐、聊天以及购物等已经能体现出他们对计算机或者网络的熟练操作和理解，从而产生“书上教的我都会了”的想法。

因此在机房里经常会有不听课而玩游戏或聊天的学生。

这部分学生会影响到其他对这部分知识不熟悉而想要学习的一般学生。

所以，处理好这个问题将是本节内容的一个重点。

【教学目标】
依据以上对教材和学情的分析，围绕“以学生发展为本”的理念，以培养学生信息素养为目的，根据学生现有的知识结构及教材内容，我制定了以下教学目标：
知识与技能：
掌握协议在网络中的重要作用，了解OSI模型的7个层次。

过程与方法：
通过对协议和OSI的学习培养学生的探究能力。

情感态度与价值观：
通过教师对协议和网络体系OSI七层模型的讲解，使学生了解到他们以前所掌握的游戏、聊天、浏览网页、下载电影和听音乐等行为，仅仅只是7层中的第1层，即应用层。

只有通过学习其他的6层，揭开网络的神秘面纱，学生们才会体验到整个网络体系的博大，并提高其学习的兴趣，激发自己的求知欲。

而且，还能使他们从对游戏和上网的痴迷，转变到对整个网络的兴趣上来，并通过研究性学习的形式，激发学生互相帮助和学习的兴趣。

【教学重难点分析】
OSI七层模型是整个网络的入门基础知识，但是在现阶段，学生学习OSI七层模型并不是为了做开发研究，也不是为了使他们成为黑客，我们只需要让学生对这部分内容有所理解和体会即可。

重点：1）、协议在网络中的作用是什么
2）、OSI七层模型的含义
难点：1）、对OSI七层模型的理解
2）、了解协议如何在网络中起到关键性作用
【教法分析】
教学是一门艺术，应变是教学艺术得以顺利实施的重要前提。

所谓应变，就是根据不同的班级、不同的授课内容以及教学过程中出现的不同情况采取不同的教学方法和处置措施。

因此，教师要本着“因材施教”以及“教学有法，但无定法”的原则，慎重地选择行之有效的教学方法。

根据该课的教学目标、教材特点和学生的年龄及心理特征，本课程主要采用讲授法和情境教学法，以讲述和创设情境来达到引导学生推理和突破重难点的目的。

【学法分析】
课程标准明确指出：高中信息技术课程鼓励高中学生结合生活和学习实际，运用合适的信息技术，恰当地表达自己的思想，进行广泛的交流与合作，在此过程中共享思路、激发灵感、反思自我、增进友谊，共同建构健康的信息文化。

高二大部分学生对游戏非常痴迷。

因此，在课堂上，诱发出他们对网络的兴趣非常重要。

然后再通过教学过程中的分组讨论，运用分析法及所学过的知识来巩固新知识并处理问题。

通过分组讨论、研究性学习，使学生加深对OSI七层模型的理解，并能对协议的完善性提出疑虑。

进一步引发学生的兴趣，加强他们的思考能力，培养其探究精神。

同时教师的启发诱导贯穿始终，这样就既突出了学生的主体地位又发挥了教师的主导作用。

【教学过程】
一、新课导入：
人们常说：“良好的开端是成功的一半”、“兴趣是最好的老师”。

所以，导入新课的开场白就显得十分重要。

好的导入语，能营造适宜的课堂氛围，集中学生的注意力，使学生对学习内容产生浓厚的兴趣。

本课的导入采用开门见山的问题引入法。

通过两个学生比较关心的平时电脑使用中容易出现的“黑客是怎么盗取帐号密码”的及“游戏外挂的原理是什么”这两个问题展开，意图在于激发学生的兴趣。

二、情境设置：
情境1：邮局的收发系统。

通过课本上对邮局系统的讲解，让学生大致了解到协议的重要作用，没有协议，即使是有邮局也不能使邮件流通。

第一个情境设置的目的是通过类比法来让学生大致了解邮局的分层结构和原理，并通过早期和现期的邮资对比来让学生了解协议的可变型。

情境2：从北京去罗马的贸易商人
这一部分是对OSI七层模型理解的重点部分，这个情境的创设，能够通过层层结构让学生理解为什么OSI目前设置为7个层次，并做出相应的解释。

主要的方式为通过类比法，用一个“从北京去罗马的贸易商人”的情境设置使学生能体会到为什么要给网络分成这7个层次。

主要的目的是让学生知道这个参考模型存在的意义，但并不对每一层的详细功能做过多的介绍。

1、要想贸易获得成功，首先要有至少一条路，能够从北京通向罗马。

此层为物理层。

2、有了路是不是就能去贸易了？还要保证路上不会把商人的货物给磕坏了，要有一层保护的包装。

引出第二层，数据链路层。

3、所谓条条道路通罗马。

并不只有一条路能够到达罗马，那么在那么多的选择中选一条最短的，或者路费的成本最少的，这才符合商人的利益。

引出第三层，网络层。

以上三层为网络中的下三层，叫媒体层，让我们来看看另外4层。

4、贸易出门前要先检查一下自己的货，有没有拿错了，事先要检查过，如果错了要重新取货，引出第四层，传输层。

5、是不是可以上路了？还不行。

我们要和罗马联系好，如果我们这边的货物到了那边卖不出去怎么办？我们首先要交流、协商一下，看看罗马的市场情况，能和那边的另外一个商人合作的话就更好了，这就需要一些外交的关系。

叫做会话层。

6、好象所有的事情都准备好了，但是商人到了罗马以后突然发现，他的商队里没有人能听懂罗马人的话，罗马人也没有人能听懂汉语，这个时候，还需要一个翻译，要么把两种语言都转换成一种国际通用语言，比如说英语，要么至少能让双方能交流。

这里就是表示层。

7、到了罗马了，最终需要在交易所中把商品卖掉，这个交易所就是一个交易平台,相当于各个软件平台，引出最后一层，应用层。

对情境2的引出和讲解，引发学生的自主思考和想象。

让学生在对“从北京去罗马的贸易商人”的情境理解上转换为对OSI各个层次的理解。

这时，学生对OSI便有了一个大致的了解，能从基本上把握分层的原因和各个层次的特点。

通过几个分组讨论来加深对OSI的理解。

1）、运用上节课学过的网络设备的知识，分组讨论哪些设备是分别属于下三层物理层的。

2）、通过对在去罗马贸易的路途中可能出现的问题，比如说天气灾难、过期、被盗等等问题引导学生讨论如何加入某些协议，让整个贸易过程中得到一些有效的保护，使得贸易能够顺利的完成。

通过对情境2的过程的理解和对此处协议的讨论，能让学生理解到协议在整个网络通信过程中的重要性及如何起到重要作用。

这里可以引出网络中关于协议最重要的一层为传输层。

引出TCP 协议的重要作用，并解释TCP协议在传输层的作用与在表示层中其他协议作用的区别。

并让学生思考IP协议在哪一个网络层中起到作用。

此处采用分组讨论的形式展开，目的在于加深学生对协议重要性的理解，教师在此处适当的补充黑客对协议漏洞的利用和网络游戏外挂的运行模式等内容。

以提高学生进一步自主学习的兴趣。

最后，我们再次巩固这部分知识内容，对各个层次的重要性，尤其是传输层、网络层和数据链路层做一个解释。

三、实践部分：
研究性学习论文
①黑客和网络协议的关系。

②网络游戏的运行原理是什么。

③你对现在的协议的漏洞的想法和补充。

【教学评价】
通过学生的研究性学习的报告及其实践活动，来考察学生对本节的掌握程度，并将其中较优秀的作品展示给大家，共同来学习进步。