资源简介

探索1 网络系统的组成
学科核心素养
1.体验互联网交互方式，感受互联网给人们、学习、生活和工作方式带来的改变。（信息意识）
2.在实践应用中，熟悉网络平台中的技术工具、软件系统的功能与应用。（计算思维）
3.根据学习需要，有效搜索所需学习资源，探究信息科技支持学习的新方法、新模式，借助信息科技提高学习质量。（数字化学习与创新）
4.遵循信息科技领域的伦理道德规范，明确科技活动中应遵循的价值观念、到的责任和行为准则。（信息社会责任）
教学内容
随着网络技术的不断发展，网络应用无处不在，例如线上学习、网上聊天、网络购物······我们的学习与生活越来越离不开网络，也离不开网络应用中的数据。互联网应用中的数据是如何传输的呢 本单元我们将利用所学的互联网中数据传输的相关知识，帮助有需要的社区设计网络搭建方案，排除网络应用中常见的软硬件故障，组建校园“网络工程师”联盟。
教学目标
1.通过调查家庭网、校园网，知道常见网络硬件设备的功能和作用。
2.通过实验和探索，初步了解常用网络协议的功能和作用，知道互联网数据编码与传输的过程
3.根据需求，设计、搭建、配置和使用小型互联系统，掌握基本的网络参数设置，排除简单的网络应用故障
4.通过项目学习的完整过程，了解人类数据通信发展的历程，提升沟通协作能力。
教学重点
1.网络设备的连接，网络设备的协同工作。
教学难点
1.网络设备协同工作。
学情分析
（一）现有知识水平
1.知道网路系统中常用的设备，以及网络设备的常用连接方式。但对于网络设备的工作原理了解甚少，对于如何设置家用路由器一知半解。
（二）现有技能准备
1.能够利用计算机解决一些基本问题。
2.具备操作技术工具的技能；动手能力比较强，对新技术比较感兴趣。
3.能根据学习与生活需要，利用在线方式获取学习资源，有意识地选用信息技术处理信息，完成作品。
（三）认知发展水平
1.授课对象为初一的学生，是从形象思维到抽象思维过渡的时期。
2.自我表现、求知欲强。
教学方法：任务驱动法、合作探究法、动手操作法等。
教具：《常见数字设备在网络中的标识》、《常用网络设备的作用》等视频片段、多媒体网络教室、配备台式计算机。
教学过程
一、情境导入
教师活动：由于人们日常学习、生活与工作的需要，越来越多的单位和家庭组建了网络并接人互联网。组建网络需要哪些设备呢 这些设备有哪些功能呢
[设计意图]谈话式导入，提出生活实际问题，有助于学生进入学习情境，同时激发学生求知欲，并自然引出本节课学习的主题：网络系统的组成。
二、新知讲授
任务一：网络设备的连接
教师活动：数据的传输需要硬件系统的支持。观察学校网络实验室和网络中心(图 4-1)，认识相关硬件设备。观察这些设备是如何连接的，并绘制校园网络硬件连接示意图 (图 4-2)，播放视频《学校的网络系统》。
学生活动：自主学习，尝试绘制校园网络硬件连接示意图。
教师活动：学校准备接入互联网时，通信运营商会将光纤专线连接到学校的主网络中心的路由器和核心交换机。学校的主网络中心一般设在办公楼里，那么教学楼和宿舍楼又是如何实现联网的呢？原来其他楼栋都有子网络中心，它们可以通过网络线路和主网络中心的核心交换机相连，并且校园里所有楼栋都是通过网络线路互联的。同时，楼栋内的每一间教室也是通过网络线路互联的，网络实验室里的计算机都会连接到实验室的交换机上，组成一个局域网。并与教学楼的子网络中心相连。这样，校园里每栋楼、每间教室、每台计算机之间就都通过网络线路实现网络互联。
教师活动：结合家庭网应用经验，说一说家中的终端设备是如何连入互联网的。出示小程序，让学生尝试连接。
学生活动：讨论学习。
[设计意图]讨论学习有助于学生的思维发散。同时联系实际，让学生切实体会网络硬件设备的连接方式。加深学生对网络硬件设备连接的理解。学生动手连接，加强学生实际操作能力。
任务二：网络设备的协同工作
教师活动：网络设备包含网卡、交换机(图4-3)、路由器等，这些设备通过传输介质共同搭建数据传输的“高速公路”。这些设备有什么功能 它们是如何协同工作的
学生活动：自主探究。
1.请将计算机与交换机或路由器进行连接，并尝试在不同计算机之间发送文件。
2.搜索相关资料，研究交换机与路由器的工作原理，与同学们分享研究成果。
教师活动：不同网络设备的功能各不相同，只有协同工作才能完成数据的传输。互联网是由众多路由器连接起来的网络组成的，交换机则用于完成与之相连线路之间的数据转发。
学生活动：实践学习——设置家用路由器
1.使用家用路由器将计算机和智能手机接入互联网，尝试进行设置并实现终端设备上网。
2.尝试使用tracert 命令，从本地计算机访问“人民网”，探索其间需要通过多少个路由器节点，从中你发现了什么
教师活动：路由器是连接互联网中各局域网、广域网的设备，它会根据实际情况自动选择和设定路由，其核心工作是为数据包寻找一条最佳的传输路径，并将该数据有效地传送到目标地址。
[设计意图]实践学习，有助于学生的综合运用知识能力的提升，从实践中发现问题、总结问题。
知识链接：网络分类
计算机网络由于覆盖的范围不同，所采用的技术也不相同，按照计算机网络的覆盖范围从小到大可以分为局域网、城域网和广城网。局城网的覆盖范围小到一间办公室，大到一个校园、一家厂区，覆盖范围半径最大不超过 10 千米。城域网的覆盖范围是城区，覆盖范围一般在半径 10-60 千米内，最大半径不超过 100 千米。大型公司或政府机构可以通过城域网将分散在全市范围内各个办公楼的相关设备连接起来，实现信息传输和资源共享。广城网的覆盖和作用范围很广，覆盖范围一般超过 100 千米，可以跨城市、跨地区甚至跨国家。
探索2 数据的传输过程
学科核心素养
1.体验互联网交互方式，感受互联网给人们、学习、生活和工作方式带来的改变。（信息意识）
2.在实践应用中，熟悉网络平台中的技术工具、软件系统的功能与应用。（计算思维）
3.根据学习需要，有效搜索所需学习资源，探究信息科技支持学习的新方法、新模式，借助信息科技提高学习质量。（数字化学习与创新）
4.遵循信息科技领域的伦理道德规范，明确科技活动中应遵循的价值观念、到的责任和行为准则。（信息社会责任）
教学内容
随着网络技术的不断发展，网络应用无处不在，例如线上学习、网上聊天、网络购物······我们的学习与生活越来越离不开网络，也离不开网络应用中的数据。互联网应用中的数据是如何传输的呢 本单元我们将利用所学的互联网中数据传输的相关知识，帮助有需要的社区设计网络搭建方案，排除网络应用中常见的软硬件故障，组建校园“网络工程师”联盟。
教学目标
1.通过调查家庭网、校园网，知道常见网络硬件设备的功能和作用。
2.通过实验和探索，初步了解常用网络协议的功能和作用，知道互联网数据编码与传输的过程
3.根据需求，设计、搭建、配置和使用小型互联系统，掌握基本的网络参数设置，排除简单的网络应用故障
4.通过项目学习的完整过程，了解人类数据通信发展的历程，提升沟通协作能力。
教学重点
1.数据传输技术的变迁。
2.数据传输的网络协议。
教学难点
数据传输的网络协议。
学情分析
（一）现有知识水平
1.了解通信技术的发展史。
2.对于数据传输的网络协议相关知识比较陌生。
（二）现有技能准备
1.能够利用计算机解决一些基本问题。
2.具备操作技术工具的技能；动手能力比较强，对新技术比较感兴趣。
3.能利用计算机进行简单的多媒体作品创作、展示与交流。
（三）认知发展水平
1.授课对象为初一的学生，是从形象思维到抽象思维过渡的时期。
2.自我表现、求知欲强。
教学方法：任务驱动法、合作探究法等。
教具：《互联网中数据的传输过程》等视频、多媒体网络教室、配备台式计算机。
教学过程
一、情境导入
教师活动：互联网从诞生之日起，就是为了帮助人们更好地传输数据、共享资源。那么，网络系统如何进行数据的编码与传输呢
二、新知讲授
任务一：数据传输技术的变迁
教师活动：互联网应用中的数据量大，数据间关系错综复杂，但我们并未觉得杂乱无章。这些数据是如何组织的呢
学生活动：讨论学习
1.如何把位于不同地点的计算机通过线路连接起来
2.能否利用电报技术中的海底电缆或普通电话线将计算机进行连接
3.这些连接的计算机之间将如何进行数据传输
教师活动：数据传输技术的变迁推动了互联网的发展，这是一堂生动的创新课。技术创新是一代又一代科学家们不断探究实践的过程。当前，国家之间的核心竞争力已表现为各国创新人才和科技创新的博弈。科教兴国，不是一句空话，应体现在我们每一个人的行动之中。
任务二：数据传输的网络协议
教师活动：车辆行驶要遵守交通规则，学生要遵守学生守则，公民要遵守法律法规。网络系统在传输数据时，也要遵守一定的规则，即网络协议网络协议为不同操作系统和硬件体系间的网络搭建制订了一系列规则遵守这些规则是网络通信的基础。
TCP/IP 协议是互联网通信中最基本的协议，也是互联网的基础它由一系列协议组成。TCP/IP 协议是如何支持数据传输的呢
学生活动：探究学习——互联网中的数据传输过程
1.图 4-5 为快递运输物品和互联网传输数据的示意图。对比左右两张图，讨论TCP/IP 协议支持数据传输与快递物品方法的异同。
2.说说你的发现。生活中还有哪些案例与计算机解决问题的算法相似
教师活动：互联网传输数据的过程相对复杂，因此 TCP/IP 协议的设计者创造性地提出了“分层”的思想。每一层协议负责完成不同的功能，上层协议使用下层协议提供的服务，并借助软硬件实现彼此间的数据传输。
教师活动：为了确保数据顺利传输，需要对网络中的每一台计算机进行标识。在生活中，我们邮寄包裹时需要写明寄件人和收件人的地址，网络中传输数据也需要详细的地址，IP 地址便是计算机在网络中的唯一标识。
学生活动：实践学习——查看计算机在网络中的标识
查看自己计算机的 IP 地址，再查看其他同学的计算机 IP 地址，比较它们有什么异同。
教师活动：IP 地址是互联网协议地址，又称网际协议地址。IP 地址是 IP 协议提供的一种统一地址格式。IPv4 由三个用小数点隔开的十进制整数组成，每个整数的取值范围在 0~255 之间，如 192.168.0.1。
知识链接：IPv6
IPv6 是替换IPv4 的新一代IP 协议。不同于32位IPv4 地址的是，IPv6 采用128 位的地址，解决了IPv4 地址资源不足的问题。IPv6 甚至可以为地球上的每一粒沙子分配一个地址。
学生活动：探究学习——模拟大型物品的转运步骤。
并尝试参照这些物品的转运过程，描述 IP 协议数据分包的过程 (图 4-6)
教师活动：IP 协议将数据分割成若干个数据包，使数据的传输更高效。TCP协议是保证数据传输可靠性的协议，它对传输的数据进行管理和校验，保证数据包在传输过程中的正确性。对于传输过程中丢失或出错的数据，TCP 协议会要求发送方重新发送，从而保证数据准确、可靠地传输到接收方。
教师活动：HTTP协议是 Hyper Text Transfer Prolool(超文本传输协议)的英文缩写，它是互联网数据通信的基础协议之一。你知道你访问的内容是如何呈现在网页上的吗 打开浏览器，尝试访问不同的网站，观察测览器中地址栏的变化。
学生活动：探究学习——观察浏览器地址栏变化。
教师活动：当我们使用浏览器访问网页获取信息时，会发现浏览器地址栏中的字符串头部都带有“http”或“https”字样，这是什么含义呢 HTTP 协议作为一个简单的请求 - 响应协议(图 4-7)，它规定从客户端发出请求，由服务器端响应该请求，并返回数据内容HTTPS 协议是在 HTTP 协议的基础上增加了传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性。
[设计意图]让学生理解网络协议的作用及数据通信的框架。知道互联网中不同协议具有不同的功能。这些协议共同为计算机网络的数据传输建立了规则和标准。
知识链接：URL
URL是统一资源定位器(Uniform Resource Locator)的英文缩写，它是从互联网中获取资源位置和访问方法的一种简洁表示，是互联网上标准的地址，即浏览器地址栏中出现的字符串。URL 由三部分组成:资源类型、存放资源的主机城名、资源路径及文件名。
探索3 小型互联系统的搭建及故障排除
学科核心素养
1.体验互联网交互方式，感受互联网给人们、学习、生活和工作方式带来的改变。（信息意识）
2.在实践应用中，熟悉网络平台中的技术工具、软件系统的功能与应用。（计算思维）
3.根据学习需要，有效搜索所需学习资源，探究信息科技支持学习的新方法、新模式，借助信息科技提高学习质量。（数字化学习与创新）
4.遵循信息科技领域的伦理道德规范，明确科技活动中应遵循的价值观念、到的责任和行为准则。（信息社会责任）
教学内容
随着网络技术的不断发展，网络应用无处不在，例如线上学习、网上聊天、网络购物······我们的学习与生活越来越离不开网络，也离不开网络应用中的数据。互联网应用中的数据是如何传输的呢 本单元我们将利用所学的互联网中数据传输的相关知识，帮助有需要的社区设计网络搭建方案，排除网络应用中常见的软硬件故障，组建校园“网络工程师”联盟。
教学目标
1.通过调查家庭网、校园网，知道常见网络硬件设备的功能和作用。
2.通过实验和探索，初步了解常用网络协议的功能和作用，知道互联网数据编码与传输的过程
3.根据需求，设计、搭建、配置和使用小型互联系统，掌握基本的网络参数设置，排除简单的网络应用故障
4.通过项目学习的完整过程，了解人类数据通信发展的历程，提升沟通协作能力。
教学重点
1.小型无线局域网的搭建。
2.网络故障的排除。
教学难点
网络故障的排除。
学情分析
（一）现有知识水平
1.极少数学生配置过家庭路由器，几乎所有学生都用过无线网连接手机。
（二）现有技能准备
1.能够利用计算机解决一些基本问题。
2.具备操作技术工具的技能；动手能力比较强，对新技术比较感兴趣。
3.能利用计算机进行简单的多媒体作品创作、展示与交流。
（三）认知发展水平
1.授课对象为初一的学生，是从形象思维到抽象思维过渡的时期。
2.自我表现、求知欲强。
教学方法：任务驱动法、合作探究法等。
教具：多媒体网络教室、配备台式计算机。
教学过程
一、情境导入
教师活动：小型互联系统可以采用有线连接，也可以采用无线连接。无线局域网的使用越来越普遍，这些无线局域网通常通过无线路由器实现共享上网。如何搭建小型无线局域网呢
二、新知讲授
任务一：小型无线局域网的搭建
学生活动：实践学习——搭建小型无线局域网
小型无线局域网是小型互联系统中最常见的形式。
1.请借助说明书进行设备的连接，将入户网线与路由器连接起来
2进行无线网络的配置(图4-8)。
教师活动：操作演示。一般小型互联系统的搭建需要先完成硬件连接，再进行网络的配置与调试。
学生活动：实践学习——配置个性化小型互联系统
随着家庭、社区网络应用需求越来越多元化，接入网络的终端也各不相同，需要对其进行网络参数的设置，以确保互联互通(图4-9)。请尝试:
1.为学校的计算机进行网络配置。
2.尝试为学校办公室的无线打印机进行网络配置。
教师活动：在互联系统中，我们除了分享信息，还可以共享硬件资源，如共享打印机、扫描仪等设备。小型互联系统中的每一个终端都必须获取唯一的 IP 地址才能正常使用。
[设计意图]让学生实践操作小型互联网系统的配置，加强学生主动学习意识和实践能力。提高学生网络配置的意逻辑，增强学生之间的合作学习能力。
任务二：网络故障的排除
教师活动：在使用网络的过程中，经常会遇到网络连接中断、网络卡顿等问题。因此，我们需要掌握常见网络问题的解决方法。
学生活动：小组讨论:生活中你曾遇到过哪些网络问题(图 4-10) 将讨论结论填入表 4-1。
现象 原因
不能上网 网线或者无线网未接入
网络卡顿 同时上网设备过多
IP地址冲突 IP重复
网页404错误
教师活动：常见的网络问题主要有两类，一是硬件故障，二是软件问题。硬件故障一般是由于网络介质( 电缆、连接器等)、网卡、路由器或交换机等网络设备不能正常工作所引起的;软件问题则可能是网络协议、操作系统或应用软件等配置有误。
知识链接：网络配置
要识别 IP 地址，还需使用子网掩码、跌认网关及 DNS 服务器。子网掩码是一组 32 位二进制数，用于表示主机地址位所属子网地址的位掩码:跌认网关通常指路由器的 IP 地址:DNS 服务器又称城名服务器，它可以保存主机域名和其相对应的 IP 地址，具有将域名转换为 IP 地址的功能。
学生活动：实践学习——排除网络硬件故障
在生活中，常出现网络硬件无法使用或网络连接不畅等问题。请使用 ping 命令测试本机与其他计算机间的网络连接是否畅通，尝试查找并排除故障。
[设计意图]通过实践排除网络硬件故障的学习，加强学生综合运用所学知识的能力，并能利用自己所学解决实际生活问题。
三、项目开展
在前期的学习过程中，我们了解了网络的硬件设备，知道了数据传输的一般流程，学习了搭建小型互联系统的方法，了解了常见网络故障及其排除方法。我们如何利用所学知识解决常见的网络技术问题，帮助身边的人更好地感受网络生活呢
1.制订方案
以小组为单位，根据用户的不同需求，进行方案设计
(1) 参考选题。
社区孤寡老人上网问题 配置社区图书馆网络
组建家庭小型互联系统 学校计算机房维护
家庭打印机网络共享设置 设计小型网络升级方案
设置新添置的智能家居
选题:________________________________________________________________。
(2)讨论交流方案。
改进:________________________________________________________________。
2.实施方案
在“探索 1”中，我们了解了常见网络设备的连接与功能;在“探索 2”，知道了网络是如何进行数据编码与传输的;在“探索 3”中，能根据常见网络问题排除故障，学会搭建小型互联系统。
在完成项目的过程中，需要注意以下问题:
(1)可以通过硬件检测或者相关命令，尝试测试网络连接及其与外网的联通情况以解决硬件故障。
(2)方案设计时要基于用户需求进行分析，选择相应的软硬件设备(3)搭建小型互联系统时，应根据用户需求选择合适的硬件，并进行网络配置
(4)能排除常见网络配管错误导致的网络故障
3.交流评价
(1)展示作品，开展评价，并填写表 4-2:
表4-2 交流评价表
维度 评价内容 自我评价 （1-5） 同伴评价 （1-5） _______评价 （1-5）
项目 认知 充分理解项目的价值与意义
积极参与项目学习的过程
具有良好的合作意识
目标 达成 了解常见的互联网硬件设备
了解互联网中数据传输的过程
能排除网络故障
会搭建小型互联系统
(2)根据学习成果及综合考评选拔成员，组建校园“网络工程师联盟。
4.拓展创新
(1)越来越多的智能家居走进家庭，请尝试设计智能家居系统方案，并初步实现家庭互联系统的搭建。
(2)互联网正在进入一个全新的发展阶段，其在技术、应用领域、安全与隐私保护等方面将发生巨大变化。随着物联网的发展，越来越多的设备连接到互联网，传统的云计算架构很难满足未来的要求;随着人工智能技术的发展，感知、认知、决策、执行等多个环节的自动化和智能化将成为未来互联网的重要支撑。请畅想2035年的互联网生活，思考今天的我们如何才能适应未来新技术的发展。

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