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第2.2课《实现数据传输》教学设计
课题 实现数据传输 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：能感知不同通信方式中信息类型、传输载体的差异，理解信息在通信系统中的传递特点，敏锐察觉信息与通信设备的关联。计算思维：能根据数据分包、传输、接收的一般过程，分析和描述数据在网络中传输的逻辑步骤，运用流程图等工具表达数据处理流程。数字化学习与创新：积极探讨通信方式的特点、快递运输流程等，自主拓展对数据传输技术等内容的学习，主动获取新知识提升解决实际问题的能力。信息社会责任：认识到网络协议在网络数据传输中的核心作用，树立正确的网络安全意识，自觉遵守网络规则和道德规范。
教学重点 探究数据分包、传输、接收的过程。
教学难点 认识网络协议，运用其核心作用解决问题，提高网络数据传输的效率。
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2.2课 实现数据传输观看视频。2、学习目标1.了解数据传输技术的变迁。2.探究数据分包、传输、接收的一般过程。3.清楚网络协议在网络数据传输中的核心作用。 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：互联网的本质是一个通信网络，通信的本质是实现信息准确安全地传递和交互。从烽火台、驿站、电报、电话到互联网，都是在实现通信。互联网就是人类通信技术不断发展所得到的成熟产物。互联网的发展起源与奠基（20 世纪 60 - 80 年代）60 年代，美国 ARPANET 诞生，连接几所大学，是互联网雏形。70 年代，TCP/IP 协议发明，解决不同计算机通信问题，奠定互联网基础。万维网兴起（20 世纪 80 - 90 年代）80 年代，蒂姆 伯纳斯 - 李发明万维网，拓展互联网应用范围。90 年代，浏览器出现，互联网在全球加速传播。商业化普及（20 世纪 90 年代 - 21 世纪初）电商、搜索引擎、社交网络等商业化服务兴起，如亚马逊、谷歌创立。个人电脑普及，更多用户接入互联网。移动互联变革（21 世纪初 - 至今）智能手机等移动设备推动移动互联网发展，APP 大量涌现。云计算、大数据、人工智能与互联网融合，催生新应用模式。一、马上行动请根据表2-2-1中的通信方式来分析信息类型、传输载体等。针对以上分析，请分小组讨论以下问题：通信系统中，信息类型与信息传输设备有什么关系 适配性：信息传输设备依信息类型设计，如声音用电话听筒播放，文字图像靠计算机显示。传输方式：设备决定传输方式，击鼓传声借空气，互联网用数字信号经网络介质和设备传输。质量影响：设备性能影响信息质量，好的电话听筒还原声音清晰，优质网络设备保障信息传输快速准确。（2）不同的通信手段实现的通信距离有何不同？近距离：击鼓传声、旗语通信，距离有限，如击鼓方圆几公里，旗语视线范围。中远距离：飞鸽传书、电话、电报可实现城市间等较长距离通信。远距离：互联网可全球通信，只要有网络覆盖。（3）为什么会产生这种不同？传输载体：击鼓靠空气传播声音易衰减，互联网用光纤可中继放大信号。技术原理：旗语依赖视力，电话靠电信号，互联网靠网络协议和设备突破距离限制。能量与信号处理：飞鸽传书受鸽子体力限制，互联网有电力供应和强大信号处理能力保障长距离通信。由于传输对象、传输介质不同，不同的通信方式所能实现的通信距离也不同。互联网作为一种远距离通信手段，是如何实现在分隔两地的不同计算机设备之间进行数据传递的呢 实际上，计算机设备只要遵循一定的网络协议，就能连入互联网，通过互联网实现远距离通信。这些网络协议就像一种语言规则，只有通信双方按照同样的语言规则表达信息，才能进行有效沟通。网络协议主要采用分层和约定的思想。分层是将复杂问题拆分处理，各层完成相应任务，并接收下一层提供的服务；而约定是在每一层问题解决过程中需要明确的一些规则。例如，网购过程中买家要提供收件人信息，商家要遵守物流公司相关工作要求才能寄发商品等，有了这些约定才能确保商品运送准确。常见网络协议分类二、讨论小智和同学们为了给偏远乡村的老人组建家庭网络，在网上订购了一些设备。分小组讨论快递运输需要经过哪些步骤，并绘制一个简易的快递运输流程图。答：下单与揽收：小智网上下单后，快递公司上门取件，并扫描设备信息录入系统。分拣中心初分拣：快递员把设备送至附近分拣中心，机器按目的省份自动分拣快递到对应区域。长途运输：分拣好的快递装载到货车、卡车，远距离时可能采用火车或飞机，运往目的省份省级分拣中心。省级分拣中心再分拣：在省级分拣中心，机器按目的县城再次分拣，将快递分配到前往县城的运输车辆。县城到乡镇运输：货车把快递从县城运到乡镇网点，工作人员核对快递信息。乡镇到村配送：快递员用三轮车或电动车，按地址送货上门，电话联系老人签收。TCP/IP协议是网络协议中最基本的协议之一，也是数据传输中最常用的协议之一。该协议运用了分层和约定的思想，将网络传输工作具体分为应用层、传输层、网络层和网络接口层，各层遵循不同的规则，如图2-2-1所示。如图2-2-2所示，TCP/IP协议中的各层也分别完成不一样的工作。就像邮寄物品前，客户会根据需要选择不同的快递公司一样，在应用层也需要根据不同的应用选择相应的协议。邮寄物品时，快递公司会根据客户的要求将物品打包。同样，在传输层，为了保证数据的正确传递，也要按照通信服务标准将数据拆分成符合标准的数据包，然后传送至网络层。在运输快递的过程中会根据具体情况选择合适的路线，而网络层也会根据接收方计算机的路程和通信情况选择合适的传递路径，将数据包传送至网络接口层。最后，快递公司会根据路线选择不同的运输工具，如汽车、飞机等。同样，网络接口层在传递数据时也会根据需要选择不同的物理链路，将数据传输到接收方计算机。阅读TCP/IP协议在电子邮件收发过程中的作用小智需要撰写一封电子邮件发送给“乡村助农公益行动”的工作人员，邮件主题是“偏远农村老人网络服务行动方案”。电子邮件的传输依赖于TCP/IP协议的每一层协调工作，如图2-2-3所示。TCP/IP协议体系由若干个协议共同组成，其中核心协议是TCP协议和IP协议。在工作过程中，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与校核，确保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、可靠地传输到终端。而IP协议则是将数据分割成若干个数据包，使数据的传输更高效。TCP/IP的核心特点分层解耦：各层独立设计，便于维护和升级。跨平台兼容：统一的协议标准使不同厂商设备能互通。可靠性与效率平衡：TCP 保证数据完整，适合文件传输；UDP 牺牲可靠性换取速度，适合实时场景。支持大规模网络：通过 IP 地址和路由协议，实现全球设备互联。四、探究【探究目的】了解IP协议数据分包的过程。【探究准备】（1）物品准备：展板。（2）分组准备：拆分组、打包组、传输组、解包组、组装组。【探究过程］（1）任务分析：小智参加了学校举办的创新创意制作比赛，他利用课余时间精心制作了一块大展板，准备把展板带到比赛现场进行展示。由于展板面积较大，不方便携带，小智在指导老师的帮助下将展板进行分割，把它运送到比赛现场后再进行组装。（2）任务实施：如图2-2-4所示。五、思考根据以上探究过程，理解并尝试描述IP协议数据分包的过程：将IP数据包分成更小的数据段→确定每个数据段的大小，需符合传输路径中最小 MTU 的要求→在每个数据段的首部添加一个IP数据包首部，包括 源 IP 地址、目标IP地址、协议类型和其他必要信息一将每个数据段单独发送到目标主机。当传输的数据包过大，超过网络数据传输的最大传输单元时，就需要将数据包进行分包，分成小于最大传输单元的数据包，到了目的地再组装起来。这就是IP协议数据分包的基本过程。互联网中，除了常见的TCP协议、IP协议，还有许多其他协议，如HTTP协议、FTP协议、UDP协议等，不同协议具有不同功能。这些协议共同为网络数据的传输建立了规则和标准。此外，如同快递在运输过程中需要经过多次中转一样，网络中的数据传输同样如此。数据虽在两端传输，但可能会经过若干个路由器中转。可以说，路由器就是网络世界中的“包裹分拣派发中心”。五、课堂练习完成课件29—30页的课堂练习题。六、拓展延伸1、网络协议分层网络协议分层是将网络通信的复杂功能，按照逻辑划分为多个层次，每个层次完成特定任务并为上层提供服务。常见的分层模型有 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层（或五层）模型。 2、影响通信手段选择的因素技术水平：传输介质和设备性能决定通信速度与稳定性。通信协议和技术迭代影响兼容性与效率。环境因素：地理条件可能阻断信号或干扰传输。电磁干扰会降低通信质量。普及与通信手段适配。社会与经济因素：需求差异和群体特征影响选择。基础设施成本和设备费用制约覆盖范围与普及度。安全与隐私：信息加密技术和法律法规影响通信方式与自由度。历史与文化因素：传统习惯和文化差异影响新技术普及与通信手段适配。端口号端口号（Port Number）是网络协议中用于区分不同服务或应用程序的数字标识符。端口号通常是一个16位的数字，范围从0到65535。知名的服务通常使用固定的端口号，如HTTP使用80端口，HTTPS使用443端口。端口号可以分为知名端口、注册端口和动态或私有端口。数据包数据包是网络中传输数据的基本单位。它包含实际要传输的数据以及一些控制信息，如源地址、目的地址、协议类型等。数据包在传输过程中可能会经过多个路由器，每个路由器根据数据包中的目的地址决定其转发路径。数据包的大小通常受到网络的最大传输单元（MTU）的限制，过大的数据包需要进行分片处理。数据包在传输过程中可能会丢失、重复或乱序到达，TCP协议通过序列号和确认机制来保证数据的可靠传输。HTTP、FTP和UDP协议的对比 认识互联网的发展。进行马上行动。开始讨论。完成阅读。进行探究。进行思考。完成课堂练习。进行知识拓展。 初步引导学生认识互联网的发展，了解互联网进步，引入本课所学。填制表格并思考各种不同的通信方式，分组讨论思考问题，加强学生对通信方式的了解。针对实际案例，在老师的带领下与周围同学一起讨论快递运输需要哪些步骤，进一步的加深学生对知识的融会贯通。了解TCP/IP协议在电子邮件收发过程中的作用，提高对网络协议的全面认识。探究关于IP协议数据分包的过程，与同学一同切身感受数据分包、传输的过程，加深学生对其的了解和运用。根据探究过程带领学生深度思考IP数据分包、运输的过程，继而巩固对网络协议和数据分包、传输的认识。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 实现数据传输1、进行新知引入2、认识各种通信方式3、讨论研究网络协议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、回家后观察家里的网络设备连接方式，完成以下内容： 记录家中使用的网络传输介质，拍照或画图展示连接位置。思考并回答：哪些设备使用有线连接？哪些设备使用无线连接？为什么这样选择？ 2、通过浏览器开发者工具观察 HTTP 协议的工作过程，理解请求与响应机制。尝试描述 HTTP 协议 “请求 - 响应” 的过程。 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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