《网络通信工作原理――数据的传输过程》教学设计

课标要求

理解网络协议的基本概念，能描述因特网TCP/IP协议的基本概念、思想与功能，理解网络中数据传输的过程，能描述网络的开放系统互联协议（OSI）分层模型的基本思想。

教材分析

本节是《网络通信工作原理》两课时中的第一课时，内容比较抽象、深奥，但却是网络的基础内容。只有在理解网络数据传输过程的基础上才能更好地理解数据的交换技术的作用，才可以更好地理解网络服务。通过前两章的学习，学生对“网络能为我们做什么”和“因特网是如何组织与管理的”有了一定了解，但对网络互联通信的工作原理还是比较模糊，尚且停留在感性认识。因此，通过本节课的学习可以使学生加深对网络中数据传输工作原理的认识，从而为以后学习网络规划设计奠定基础。

学情分析

随着因特网的发展与应用范围的扩大，现在的高一学生对因特网提供的各种服务的应用已经比较熟练。学生们喜欢网络游戏，喜欢QQ聊天，习惯于发E-mail，能够网上购物，但是真正能够了解网络数据通信工作原理的学生却寥寥无几。在学生的日常生活和学习中，应该避免技术与应用、理论与实践相脱节的现象。教师需要向学生充分展示网络技术发展的指导思想，展示网络技术与现代社会生活的相互作用。

教学目标

知识与技能目标：理解网络中数据传输的过程;了解TCP/IP协议体系的基本知识;了解OSI模型的基本知识。

过程与方法目标：通过小组活动和讨论，结合网上购物活动的生活实例类比网络中分层思想和一些数据处理的方法及过程，自主探究学习新概念。

情感态度与价值观目标：通过交流、讨论，使理论与实践相结合，进而培养学生的探究意识与合作意识。深刻认识和理解分层思想把复杂问题简单化，体验人类在解决问题的过程中表现出来的智慧。

设计策略

本节从教学内容来看是一节纯理论的课，而且内容比较抽象。首先，在引课上要将网购的例子分析透彻，通过“情境分析、问题设疑”的方式引出“约定”和“功能层”的概念为后面讲解TCP/IP协议的层次结构、OSI的层次模型埋下伏笔。教师在此基础上具体讲解TCP/IP协议体系的各功能层的作用及数据传输过程。其次，选择学生最熟悉的网购是订单的传送过程为例，通过演示文稿直观地模拟数据在网络中的简单传输过程，理解网络通信的工作原理。再次，自主学习。在理论内容讲授的过程中形式不能过于平缓，通过适当的设置让学生参与到授课过程中可以及时捕捉学生的情绪。从TCP/IP协议模型到OSI层次模型的过渡穿插一个由学生自主学习教材内容的环节，让学生自己从教材内容中归纳总结出OSI层次模型的产生背景、特点。

教学准备

投影仪、网络教室、为教学设计所做的课件资料。

教学过程

1.引课

学生活动一：情境分析、角色扮演。

师：同学们，如果你要从淘宝网上购买一套“大嘴猴”亲子装，需要怎么做？

学生争先恐后地给出答案。

师：现在每一组请一位同学，分别扮演卖家、快递公司、运输公司和买家，来共同模拟网购流程。其他同学注意观察和思考在收发快递中应该注意的事项，也就是注意哪些环节可以使快递顺利寄出，并且保证买家能顺利收货。

五位学生活动模拟。学生观看表演并思考。

师：在包裹传递的过程中，主要涉及三个子系统，即用户子系统、快递子系统和运输子系统。在此次网购中，网店售卖者、快递公司、运输部门分别扮演了什么角色？互相之间如何衔接协调？

学生：网店售卖者卖物品时都有个约定，就是宝贝描述要真实，这样买家才知道自己选择哪个尺码以及花费多少金额。买家下单后，卖家根据订单将商品打包，快递公司收件时要求卖家在快递单上填好发件人和收件人等相应内容，以免快递被退回或送不到买家手上。快递公司收到快递后，交付给运输部门进行运输，这时快递公司和运输部门之间也有约定，如到达时间等。快递运送到目的地后进行相反的过程，运输公司将快递交给快递公司，快递公司再将快递送到买家手中。

设计意图：学生通过分析网上购物活动的过程并能表达和模拟，体会到网购成功与否与“约定”很有关系，从而发现用户子系统、快递子系统、运输子系统之间的约定，培养观察和思考的能力。

2.授课

学生活动二：类比概念，模型对照。

师：我们如何抽象出一个网购流程模型呢？请总结网上购物活动的过程并能用文字和箭头表达。

学生小组讨论，写下网购流程示意图。

教师展示学生示意图。教师展示网购流程图，如图1所示。

师：在包裹传递的过程中，主要涉及三个子系统。因而卖家和买家之间，快递公司和快递公司间都有约定，保证了快递的准确传递。

在计算机网络通信中，势必也需要一种规范，将整个过程分为多个步骤。为了有效地传递网络中的信息，计算机网络采用层次性的结构模型，将网络分成若干层次，每个层次负责不同的功能。每一个功能层中，通信双方都要共同遵守相应的约定，我们把这个约定叫做协议。例如，我们曾设置过的TCP/IP协议，就是一种常用的网络协议。各功能层之间，上一层对下一层提出服务要求，下一层完成上一层提出的要求。

师：网络中数据的传输与网上购物活动具有一定的相似之处，如何理解呢？

生：快递好比网络中传输的数据，整个快递系统好比计算机网络，数据安全可靠的传输离不开各层之间的约定。

师：TCP/IP协议将网络体系结构分为哪几个层次呢？

生：TCP/IP协议大致可分成四层――应用层、传输层、网际层、网络接口，它包含了TCP、IP、UDP（用户数据协议）、ARP（地址解析协议）等众多协议。

教师使用PPT展示TCP/IP概念层，如图2所示。

师：什么是TCP/IP协议？它有何作用呢？

生：IP协议――互联网络协议，是把数据包从一个地方传递到另一个地方。TCP协议――传输控制协议，是对数据进行管理和校核，保证数据包在传输过程中的正确性。

教师使用PPT播放网购订单的传送过程，如下页图3所示。

设计意图：TCP/IP协议的核心内容及其特点是本节的重点也是难点。通过类比，再介绍TCP/IP协议体系的产生背景及其特点，学生会更易于接受。

学生活动三：自主学习，介绍OSI模型。

师：TCP/IP协议产生于因特网的研究与实践中，而在网络世界中有一种通用的概念模型――OSI参考模型，即开放系统互联参考模型，请围绕以下问题自主学习第56～57页：①什么是OSI（Open Systems Interconnection）参考模型，描述OSI参考模型的网络体系结构示意图。②OSI层次模型中各功能层的上下层是如何协调工作的？数据是如何传输的？③把OSI模型与TCP/IP协议体系对比一下，分别对应什么层次，各有何种作用？

学生阅读、对比。

设计意图：在此部分设置问题，教师为主导学生为主体，通过教材中关于OSI层次模型文章的阅读，让学生从中归纳总结出OSI层次模型产生的背景及其特点，避免了纯理论内容的平铺直叙，使学生更乐于接受。同时，教师给学生提供探究性学习的空间，更有利于知识的掌握。

3.课堂小结

师：在TCP/IP协议中，去掉了OSI参考模型中的表示层和会话层（这两层的功能被合并在应用层实现），同时将OSI参考模型中的数据链路层和物理层合并为主机到网络接口。在当前网络数据传输过程中起到关键作用的是――TCP/IP传输协议。

教学反思

教学过程的第一个环节，即网上购物的工作过程的讲解是本节课能否成功的关键。因此一定要将网上购物活动的工作过程讲透、讲懂。除此之外需要尽可能多地让学生的思维跟着教师动起来。在本节课教学设计中对实践性强的、贴近我们生活实际的TCP/IP协议体系紧跟着网上购物活动的工作过程自然引出，然后通过一个简单动画示意，TCP/IP协议支持下的网上订单的传送过程，达到提升的效果。对于知识性强的OSI层次模型采用了学生自主学习的方法，通过问题设疑去寻找答案，教师总结强化基础知识。这样，在知识的学习过程中产生起伏感。感悟和提升本节课着眼于两个与“网络数据传输”有关联的生活实践，第一个（网上购物活动）起到类比的作用，第二个（网上订单的发送）起到实践强化的作用。将抽象的理论与实际生活建立起了连接，有助于学生理解抽象的理论，为学生理解网络中的各种应用提供了理论基础。

不足之处：在举实例强化理论时应该更加深入浅出，对于理想性的OSI层次模型的基础知识应该更加形象化。