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第2.1课《认识网络设备》教学设计
课题 认识网络设备 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 七年级
核心素养目标 信息意识：能敏锐感知网络设备在互联网数据传输与通信中的重要性，认识到网络设备对信息传递、共享的支撑作用。计算思维：通过理解计算机网络组建原理，能具备对简单网络故障排查和优化的初步思维能力。数字化学习与创新：认识网络设备通过掌握数字化学习资源的获取与利用方法，探索满足不同场景需求的网络搭建方案。信息社会责任：认识到网络设备在构建互联网环境中的基础作用，树立正确使用网络设备、维护网络安全与稳定的责任意识。
教学重点 明确网络设备对生活学习等方面带来的便利。
教学难点 认识网络设备，运用其思维解决问题，提高运用新思维的能力。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第2.1课 认识网络设备观看视频。学习互联网数据传输与通信随着互联网的普及，如今大多数家庭都通过局域网接入互联网，享受着互联网带来的便捷和高效。若想要组建一个小型互联系统，就要熟悉常见的网络设备，了解数据传输中需要遵循的网络协议，以确保各个终端设备之间能够实现互联通信。让我们共同走入互联网的世界，揭开互联网背后隐藏的奥秘。3、学习目标1.了解计算机网络的基本原理。2.认识身边常见的网络设备，知道各类设备的作用。3.了解不同分标准（如覆盖范围、拓扑结构、传输介质）下计算机网络的类型。 课程新知导入。 帮助学生初步理解本课研究内容。
讲授新课 新知讲解：通过互联网，人们虽相隔万里，却能实时共享彼此的资源，协同合作。互联网功能如此强大，它是如何组建起来的呢？1.基础设施建设，利用光纤、电缆等传输介质及服务器、交换机、路由器等设备传输数据。2.制定网络协议，以 TCP/IP 为核心规范数据传输规则。3.搭建网络架构，涵盖接入层、分布层、核心层实现设备互联与数据流转。4.部署服务与应用，将各类功能服务搭载于服务器并优化扩展。认识互联网的功能信息传播与获取：提供网页浏览、搜索引擎、新闻资讯等服务，用户可快速获取全球信息。通信与社交：支持即时通讯、电子邮件、视频通话等，实现跨地域实时交流。资源共享与协同：通过云存储、在线文档协作、文件传输等，实现数据与工具的共享及多人协作。娱乐与内容服务：涵盖在线视频、音乐、游戏、直播等娱乐形式，丰富用户休闲生活。商业与服务支持：包括电子商务、在线教育、远程办公、医疗问诊等，推动数字化生活与产业升级。数据存储与计算：依托云计算平台提供海量数据存储、分析及高性能计算服务，支撑大数据与人工智能应用。一、案例分析组建小型互联系统小智在回老家看望爷爷奶奶时，发现村里有很多老人在家里无法上网。回到学校后，小智马上组织学校社团的同学们为偏远乡村的老人组建小型互联系统，并实现家庭网络与互联网的联通。让老人们可以在家里使用互联网，如用电脑上网、用手机视频通话和收看网络电视等，充分享受互联网带来的便捷和高效。二、思考1.组建小型互联系统需要哪些硬件设备？答：1.终端设备：电脑、手机、平板等需联网设备。2.网络接入设备：调制解调器（Modem）：转换运营商信号为数字信号。无线路由器：提供 Wi-Fi，实现多设备联网。3.连接介质：网线或 Wi-Fi。4.扩展设备：交换机、信号放大器。2. 如何实现这些硬件设备之间的连接？答：终端与路由器：有线：网线连接设备网口与路由器 LAN 口。无线：设备搜索 Wi-Fi 名称，输入密码连接。路由器与 Modem：Modem 接入入户光纤 / 网线，通过网线连接 Modem LAN 口与路由器 WAN 口。扩展设备连接：交换机接口与路由器 LAN 口用网线连接，其他设备接入交换机。3.如何实现家庭网络与互联网的联通 答：申请宽带：向运营商申请套餐，获取账号密码。硬件连接与配置：完成 Modem、路由器、设备物理连接。路由器设置：浏览器输入管理地址，选择 “宽带拨号”，输入账号密码，自定义 Wi-Fi 信息。验证联网：设备连接后访问网站测试，故障时检查线路或联系运营商。将所处地理位置不同、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过传输介质和通信设备连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递，这样的系统称为计算机网络。计算机网络是一个在协议控制下的多机互联系统。一个互联系统通常包括网络终端设备、网络通信设备和网络传输介质等。小型互联系统的优点：资源共享便捷：共用文件、打印机等，减少重复投入。通信协作高效：支持即时通讯、在线协作，提升沟通效率。设备互联智能：接入智能家电，实现远程控制与联动。娱乐体验多元：多设备同步播放、联网游戏，丰富休闲方式。管理维护集中：统一配置网络参数、监控设备状态，简化维护。成本效益优化：共享宽带与硬件，降低单设备联网成本。小型互联系统的缺点：安全风险高：设备集中联网易遭攻击，智能设备漏洞可能泄露隐私或被控制。依赖网络稳定性：宽带或设备故障会导致全系统断网，多设备并发可能引发带宽不足。部署维护有成本：需购买硬件，非专业用户配置及排查故障有门槛。三、马上行动走进学校网络中心、计算机教室，在老师的帮助下，认一认其中的网络终端设备、网络通信设备及网络传输介质等。网络终端设备按功能来分，一般有服务器和客户机两种角色。服务器为客户机提供软硬件资源，客户机接受服务器管理，共享服务器中的资源。这些不同角色的计算机形成联机系统，实现内部通信。常见的网络终端设备有台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、手机等。常见的网络通信设备有网卡、交换机、路由器，如图2-1-1所示。网卡是用于连接网络电缆或无线电波的硬件设备，可以将计算机或其他设备连接到网络中。交换机是比较常见的通信设备。计算机通过网卡和传输媒介连接到交换机，交换机对连接在其端口上的不同设备的数据通信进行传输与控制。网络中的计算机通过它交换数据，交换机可以说是局域网的中心设备。路由器也称网关设备，是多个子网络之间的通信设备。由于不同的子网络内部通信的规则可能存在差异，因此，网络互联需要一个促成“握手”的协调设备。路由器能理解不同类型网络的规则，能分析不同类型网络传来的数据包的目的地地址，并寻找最佳传输路线。在路由器的“协调”下，可实现不同子网络间的连接。网络传输介质是发送方与接收方之间的物理通道，一般分为有线传输介质和无线传输介质。常见的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤，如图2-1-2所示。无线传输介质有微波、蓝牙、红外线、激光等。每一种网络传输介质都有其自身的传输特性，因此在实际应用中，我们需要考虑抗干扰能力、距离、成本、安全性、使用场合等众多因素，根据实际情况选择合适的网络传输介质。请上网搜索双绞线和光纤的相关资料，并填写表2-1-1。四、思考小智和同学们为偏远乡村的老人组建的互联系统，适合使用什么网络通信设备和网络传输介质？网络通信设备：选择无线路由器，因其能把宽带转成 Wi - Fi 信号，方便老人设备连网。选高增益天线款，覆盖广、穿墙强，操作简单，适配老人设备，满足上网需求。网络传输介质：采用 4G/5G 网络，偏远乡村铺有线成本高、施工难，4G/5G 部署灵活，借助对应路由器或 CPE 设备可转 Wi - Fi 。虽有信号问题，但随基站完善能满足日常，5G 覆盖好时体验更佳。根据不同的标准，计算机网络可分为不同的类别。按照覆盖的地理范围，计算机网络可分为局域网、城域网和广域网三类。一般把学校、家庭内的网络连接称为局域网，覆盖一个城市的网络连接称为城域网，连接多个地区、城市和国家的远程网络称为广域网。你能分别画出局域网、城域网和广域网的示意图吗？网络中计算机之间的连接方式不同，网络发挥的效能也不同。网络的连接结构也称为网络拓扑结构。网络拓扑结构的分类1. 总线型拓扑：所有设备通过一条共享的主干通信线路连接，设备直接挂接在总线上。2. 星型拓扑：以中央节点为中心，其他设备通过单独线路与中央节点相连，呈辐射状。3. 环型拓扑：设备通过通信线路首尾相连，形成闭合环路，数据沿固定方向逐节点传输。4. 树型拓扑：由星型拓扑扩展而来，呈分层的树状结构，类似家族树。5. 网状拓扑：设备之间有多条冗余连接线路，形成复杂的网状结构，每个节点至少与两个其他节点相连。6. 混合型拓扑：由两种或多种基本拓扑结构组合而成（如星型 + 总线型、星型 + 环型等）。五、探究【探究目的】了解常见的网络结构和数据传送方式。【探究准备】（1）物品准备：钢丝、夹子、纸条、信封。（2）环境布置：在教室中央设置一个平台，由A同学在平台处负责信件的接收和传递。其他同学自由分组并编号，坐在教室周围。在平台和各小组之间拉起一根钢丝。【探究过程】（1）各组把要传递的信息写在纸条上，装进信封，然后在信封上标明收信组的组号。（2）先将信件用夹子夹好，然后利用钢丝将信件传递给平台处的A同学。（3）A同学收到信件后，根据信封上的组号，利用钢丝将信件传递给相应小组。（4）观察传递过程，思考这属于哪种类型的网络结构，其数据传送方式是怎样的，并记录下来。（5）剪断某小组与平台之间的钢丝，观察是否会影响其他小组的信件传递，并记录下来。1. 你能画出这种网络结构的示意图吗？2.回顾整个探究过程，谈一谈这种网络结构的利与弊。利：所有信息都通过中间 “平台” 传递，像老师收作业一样清晰，方便管理。一组钢丝断了，其他组还能传信，互不影响，互不干扰，拉几根钢丝就行，像搭晾衣架一样容易。弊：传信人（A 同学）可能忙不过来，像课间同时收全班作业会手忙脚乱。平台或传信人出问题，整个系统就停了，太过依赖中心。新增小组要重新拉钢丝，扩展麻烦。在局城网中，简单的网络拓扑结构有总线型结构、星型结构、环型结构等。这几种拓扑结构的优缺点见表2-1-2。六、讨论1、你所在学校的网络教室采用的是哪种拓扑结构？能否换成其他拓扑结构 常见类型结构：学校网络教室常用结构是星型拓扑（通过交换机连接所有电脑，中心节点管理）。能否更换：不建议更换，其他结构如环型、总线型易因单点故障瘫痪或信号冲突，网状成本过高，星型最稳定易维护。2、小智和同学们为偏远乡村的老人组建的互联系统，采用哪种拓扑结构更合适 推荐结构：星型拓扑（简单场景）：用中心路由器（如村委会设点），老人设备直连，成本低、易维护。无线 Mesh 拓扑（分散地形）：多节点自组网，信号中继覆盖广，抗故障强（如节点互相当 “中转站”）。不选其他结构：总线 / 环型易断网，树型灵活性差，不适合乡村需求。按网络传输介质划分，计算机网络可分为有线网络和无线网络。其中，无线网络通过无线电波来实现信号的传输，可以不受布线条件的限制，因此满足了移动办公用户的需求。常见的无线网络通信技术有无线保真（Wi-Fi）、蓝牙、近场通信（NFC）等。七、阅读家庭上网的关键设备——调制解调器调制解调器俗称“猫”，是一种计算机硬件设备，主要用于模拟信号和数字信号的转换。电话线路传输的是模拟信号，计算机传输的是数字信号。当我们通过电话线把计算机连入因特网时，就可以使用调制解调器来转换两种不同的信号。随着光纤宽带逐渐成为家庭网络的主流选项，又出现了“光猫”。“光猫”的作用与“猫”类似，作为转换信号的枢纽，能够实现光信号和数字信号的转换。只有安装了调制解调器，我们才可以通过光纤宽带或者电话线上网。八、课堂练习完成课件38—39页的课堂练习题。九、拓展延伸1、网络设备的发展趋势智能化：集成 AI 与机器学习，实现流量智能调控、故障自动诊断，提升网络效率。高速化：光纤普及，端口速率向万兆及以上演进，满足大数据传输需求。虚拟化与软件定义（SDN/NFV）：控制与转发分离，功能虚拟化部署，降低硬件依赖，提升灵活性。融合化：5G、物联网与传统网络融合，构建一体化通信架构，支撑多场景应用。安全化：强化加密技术、安全协议，应对网络攻击，保障设备与数据安全。绿色化：采用低功耗芯片、智能电源管理，降低能耗，符合环保要求。2、网络传输介质网络传输介质是指在网络中传输数据、连接各网络设备的物理通路，是网络通信的物质基础之一，用于承载和传输网络信号。有线传输介质：通过物理线缆传输信号，包括：双绞线：由两根绝缘导线绞合而成，成本低、易部署，常用于局域网，分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线。同轴电缆：由内导体、绝缘层、外导体和护套组成，抗干扰能力强，曾广泛用于有线电视网络和早期局域网。光纤：利用光信号传输数据，由玻璃或塑料纤维组成，传输速度快、距离远、抗干扰性极强，是现代高速网络的核心介质。无线传输介质：通过电磁波传输信号，无需物理线缆，包括：无线电波：覆盖范围广，用于 Wi-Fi、蓝牙、蜂窝网络等短 / 长距离通信。微波：直线传播，用于点对点通信，带宽高但易受障碍物影响。红外线：短距离通信需直线可视，抗干扰性差，应用场景有限。3.网络终端设备网络终端设备是指直接连接到网络中、用于发送和接收数据的末端设备，是用户与网络交互的接口。它通过网络传输介质接入网络，实现信息的输入、输出和处理，是网络系统的 “终端节点”。分类：通用终端设备：计算机（台式机、笔记本、平板，通过有线 / 无线网卡）、智能。专用终端设备：网络打印机 / 扫描仪、POS 机、工业控制终端。智能终端设备：智能家电、穿戴设备、传感器、智能音箱 / 摄像头。 认识互联网网络设备。进行案例分析。完成思考。学习小型互联系统的优缺点。进行问题解决。阅读案例并完成思考题。进行探究。开始讨论。完成阅读。完成课堂练习。进行知识拓展。 初步引导学生认识网络设备的概念，思考互联网功能的组建，引入本课所学。结合具体的案例学习认识组件小型互联系统，了解互联网是如何便利生活。考察学生的思考和举一反三的能力。拓宽所学知识点。引导学生认识网络终端设备、网络通信设备及网络传输介质等，调动学生的积极性和课堂参与度。结合具体的案例思考不同的网络拓扑结构适合运用在哪些场景，分析网络设备对生活带来的影响，从而强化对网络传输介质和设备的认识和价值判断。探究关于网络结构和数据传送方式的活动，与同学一同切身感受网络结构的特点，加深学生对其的了解和运用。针对所学的知识，在老师的带领下与周围同学一起讨论学校教室运用了哪种拓扑结构并分析其各自的优劣势，进一步的加深学生对知识的融会贯通。了解家庭上网的关键设备，提高对网络设备的全面认识。考察学生对本课知识内容的理解和掌握。拓宽学生所学知识。
课堂小结 认识网络设备1、进行新知引入2、组件小型互联系统——案例分析3、结合案例认识网络设备4、完成课堂练习5、进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、课后设计你要为自己的家庭组建一个小型局域网，列出你会选择的网络设备和传输介质，并说明选择理由。2、调查中采用了哪种网络拓扑结构，并分析此结构的优缺点。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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