从体验入手 向理解推进

教学分析

本章节内容主要涉及网络工作原理中最基础的协议层及其工作流的原理，要求学生掌握OSI参考模型和TCP/IP协议体系的工作原理和这两种架构之间的异同点。其中会涉及“分层协作”和“协议标准”这两个最基本的概念。若单纯从这些概念开始讲授，会让学生感觉空洞和抽象，不利于学生对这部分内容的理解和掌握。如果能够让学生从现实生活的实际场景中获得体验与感悟，进而理解“分层”与“协议”这两个基本概念，将对学生理解网络的基本组织架构有很好的启发作用。

另外，在向学生介绍OSI参考模型之前，同样应该避免一开始就让学生面对复杂的七层协议模型，而应换之以一种学生容易理解的简化模型来说明网络工作流的原理，并在此基础上逐步过渡到实际应用的情况。

教学实录

师：同学们，对于怎么使用网络大家早就驾轻就熟了，可大家有没有想过，你为什么能通过网络浏览到网页？为什么能通过网络播放音乐和电影？这些在遥远地方的东西，为什么能瞬间呈现在你的面前？这一切都要归功于顺畅的网络通信，有谁知道网络通信的工作过程？先谈谈自己的认识吧。

通过与学生交谈，了解学生的已有认识。

（体验活动1）

师：大家可以想象到，网络的工作原理肯定是非常复杂的。但是，同学们也不必被它给吓住了，其实任何看似复杂的概念、结构都是源自于生活的。所以今天，我们也要尝试着从生活中寻找灵感与体验。现在，网购已经成了百姓生活的寻常事了，请有网购经历的同学来谈谈快递收发包裹的情景和流程吧。

生：商家把货物交给快递员，然后经当地快递公司送到客户所在快递公司，再由快递员送给客户。

师：你的讲述非常完整，这个过程也可以用一个U形的图示来表示（出示U形结构图）。我们准备在这儿模拟一下这个过程。现在，我就是远在南京的商户，你们中有一位同学从我的网店里订购了一枚钻石胸针（当然是水钻的），现在需要快递给在金坛的她，至于她是谁，等会儿自见分晓。现在，请大家来策划一下，完成这个过程还需要几个角色，你愿意当什么角色？

生：还需要商家与客户两端的快递与物流，一端两个，共四个。

教师与其他五个角色（包括事先确定的客户）配合模拟整个快递过程，然后请学生思考三个问题：

1.商家没有把货品直接送给客户，而是层层传递，这是为什么？

2.你认为这个由6个角色形成的结构可以分几层？谈谈你的理由。

3.在这个结构中，上层与下层之间有什么关系？

教师组织学生进行充分的研讨、交流，并指出：刚刚对现实的模拟让我们明白了一点，一项复杂的活动往往不是一个人可以独立完成的，而需要多人采取分工合作的方式来完成整个活动过程，这就是我们今天要理解的第一个概念——分层协作。

（体验活动2）

师：接下来，我们再来模拟一个实际的场景：开一场国际会议（在屏幕上显示示意图）。一家跨国公司里有四个来自不同国家的职员，他们早上聚到一起开会。一见面，大家通常都会问声好。从职员A开始分别用各自的母语向右边的职员问好。

教师选定四位学生，分别教其中三位用德语、法语、日语说“早上好”，然后组织模拟用法语、日语、德语以及汉语对旁边的“外国同事”问好，并提出以下问题请全体学生思考：

请大家想象一下，如果你是这个跨国公司的老板，你觉得今天这个会还开得下去吗？那该怎么办？

生：可以将各种语言进行相互翻译，或者规定一种标准用语。

师：大家提出的方案都很好。从中我们可以看出，若想顺畅地进行信息交流，要有一个什么重要的前提？

生：相互之间要统一。

师：非常好！有人提到了“统一”这个词，现在我们给它一个确定的称谓——标准。如果是我一个人做一件事，那无所谓。但是，只要涉及多方之间进行交流与协作，“标准”就是活动能够正常开展的首要前提。

师：现在，我们对刚刚进行的两个模拟情景进行一下回顾，并请同学们思考如下问题：一项复杂的系统活动包含的要素有哪些？

生：协作、标准。

（体验活动3）

师：通过刚刚的活动，我们了解了“协作”与“标准”在现今复杂的社会活动过程中的重要意义。到此，肯定有同学会产生这样的疑惑：这与我们要学习网络基础原理有什么关系？“分层合作”与“协议”正是构建网络基础结构的两个最重要的思想方法。接下来，我们还是请6位同学来合作模拟一下网络的基本工作流程。请大家注意：我们是要模拟出网络是怎么运作的。（向学生展示一幅网络数据流模型图。）

师：我先来简单解释一下这个模型图。整个流程图表示的是用户A在纸条一面写下一句他想对用户B（是谁别人不知道，只有用户A自己知道）的话，然后用户A在纸条的背面写下用户B的姓名，接下来用户A把纸条交给中间层A，中间层A首先把纸条封装进一个信封，然后根据用户B的姓名在信封上写下对应的地址（此处我们用座位号来代表），接下来中间层A会把封装好的信封交给物理层A，物理层A收到从中间层传过来的信封后，就把它送到对方的网络上去（我们现在假定坐在另一排的同学就是另一个网络）。到了对方之后，大家来考虑一下，信封先到了谁的手上？

生：物理层B。

师：是的，然后物理层B把信封交给谁？是直接交给用户B了吗？

生：不是，交给中间层B。

师：非常好！中间层B把信封拆开，取出里面的纸条，然后呢？它怎么知道这个纸条该交给谁呢？

生：根据信封上的地址（座位号）。

师：接下来的事情就很自然了，中间层B根据信封上的地址将纸条交到用户B的手中，用户B就可以阅读到内容了。

组织6位学生根据刚才描述的规则模拟网络工作流的状态，然后请学生继续思考两个问题：

1.网络通信的过程中是怎么体现出协作理念的？

2.在这个过程中是怎么体现出标准的？

生：从用户A写下纸条开始一直到用户B收到并阅读信息为止，整个过程总共有6个模块参与了，而且每个模块都各有分工，通过多个模块相互协作共同完成一件事，这充分体现了网络通信中的“分层协作”理念。

师：非常好。那请同学们再考虑第二个问题：网络通信中如何体现出“标准”呢？

学生沉默。

师：（走到扮演中间层A的同学身旁）刚刚这位中间层A在信封上填写的地址是什么？

生：用户B的座位号13。

师：好的，现在请大家想象一下，假如中间层A在信封上填写的不是数字，而是字母如A、C，这份数据能不能发出去？

学生意见不统一。有的说可以，有的说不可以。

师：认为不可以的同学请别忘了一点，中间层A填写好了地址之后它接着做了什么？

生：发送给物理层A。

师：对的，中间层有自己的职责而且也会严格执行的，所以它封装好了纸条并填写好了地址，尽管地址是错误的，它还是把数据交给物理层A了。之后呢，物理层A会不会把数据送到对方网络上去？

生：会的，因为物理层A也只是执行自己的任务。

师：非常好，大家现在可以做到按照机器的思路去思考了。现在数据到了物理层B，然后呢？

生：交给中间层B。

师：好的，现在是关键时刻了。这份数据到中间层B后还能继续传递吗？

生：不能，因为地址格式是错的，中间层B就不知道数据该送给谁了。

师：是的，中间层的地址不能随便写，其格式应该要遵循一定的什么？

生：标准！

师：大家现在能体会到在网络中标准的重要性了吧。当然，IT人给了“标准”一个时髦的名称，叫“协议”。以后大家看到协议可别被它给唬住了，所谓的协议就是指一定的标准。现在，我们把刚刚的假设再进一步延伸一下，除了中间层需要采用一定的协议标准之外，用户层等其他层是否需要协议呢？

生：用户层也需要，假如这位用户A用法文写了一句话准备给用户B，这份数据经过几个层的传递好不容易千里迢迢送到了用户B的手上，可用户B不懂法文，怎么办？

师：你们已经意识这个问题的重要性了，当然物理层也肯定存在着它自己的协议标准。

师：刚刚我们模拟的就是网络通信的基本流程，大家从中可以发现它也是借鉴了现实生活中的协作与标准，技术源于生活。当然这只是最基本的流程，实际的情况要比这复杂一些，接下来我们来看一个由专家们设计的模型（出示OSI参考模型的结构图）。

师：如果上课一开始就给大家看这张图的话，我估计全班一半的同学被它搞晕了，另一半早就被它给吓坏了。在大家初步认识了网络工作模型、原理之后再来看这个OSI，就会觉得也没什么了，只不过它分的层比刚才的多，层层之间的协议也多了而已。（要求学生短时间阅读文本后，进行简单的交流互动。）

师：不知道大家有没有注意到“OSI”后面“参考模型”这几个字？换句话说，这是一个供参考的模型，现实中人们也的确只是参考它而并没有使用它，真正使用的是TCP/IP协议体系（向学生展示TCP/IP示意图）。

师：看着这张图，大家应该会感觉顺眼多了吧。我们先看一下它的名字：TCP/IP协议体系。从这个名字中的“协议体系”我们就可以得知，这是一个完整可使用的框架，而不仅仅是一个参考模型。大家可以把它和OSI对比起来看，（当然如果你愿意，还可以把我们刚刚自己的模型也和它们排在一起看）你会发现这些模型也好，协议体系也好，它们本质上都是基于什么样的思想构建的？

生：分层协作和标准。

师：非常好。这就是网络的基本工作原理。现在我们来通过一个Flas来完整地看一下整个工作流程（播放Flash）。

师：今天这节课，我们通过三个情景模拟逐步地从“分层协作”与“协议标准”入手理解了网络的工作流程。我们并不是一开始就直接面对复杂的概念，而是先模拟了一个简单的模型，通过这个简单的模型紧紧把握住核心和本质的东西，在此基础之上来理解真正的OSI和TCP/IP时，一切都显得是那么自然，仿佛就应该是这样的。这种先抽象并构建出简单的模型，然后再根据实际情况不断修正和完善最初的模型，最后达到和真实情况近似的学习方法，大家在平时的学习过程中可以适当借鉴和采用。

评析与反思

计算机网络通信原理本身是复杂且系统化的，这其中涉及大量的概念与理论，其中“分层”与“协议”是最基本的概念，学生只有理解了这两个概念，才能真正对网络通信原理有所认识。本节课的要点就在于剔除其他次要的细节，着重引导学生实现对于上述两个最基础概念的认识，并在此基础之上构建起网络通信原理的一个简化模型，这个模型可能并不精确，但对于学生理解真实的网络会是一个很好的引导。

针对本课教学的特点，采用了活动化的教学策略，即通过组织学生模拟现实情景，从他们在活动中初步获得的感性认识入手，进而去思考、理解技术原理。教师确保学生在模拟活动中不出现方向性偏差，及时引导学生进行总结与思考，并提炼出相应的概念和理论。

（作者单位：江苏金坛市第四中学）