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《MAC地址、数据帧与交换》教学设计
课题 活动二 MAC地址、数据帧与交换 主题 二 学科 信息科技 年级 七
教材分析 本课选自湘科版《信息科技》七年级上册主题二活动二。本课是在学生已了解计算机网络连接基本方法的基础上，进一步深入网络数据传送的内部机制。教材从“如何实现任意两台计算机的数据交流”这一问题入手，通过“蒙眼人群交流”的类比活动，引导学生理解网络中计算机需要唯一标识（MAC地址）才能准确通信。教材系统介绍了MAC地址的格式与查看方法、数据帧的概念与封装过程、数据广播与单播两种传送方式，以及网络协议的基本含义。最后通过共享网络资源的体验活动，让学生感受资源共享的便利与安全风险。本课是学生理解计算机网络通信原理的核心内容，也是后续学习IP地址、路由等知识的重要基础。
学习 目标 1. 信息意识：感知网络中每台设备都需要唯一标识才能准确通信，能识别MAC地址在数据传送中的作用。 2. 计算思维：理解MAC地址、数据帧和网络协议的基本概念，能区分数据广播与数据单播两种传送方式，分析其效率差异。 3. 数字化学习与创新：能查看并记录计算机的MAC地址，能通过网络搜索了解共享文件夹的设置方法，体验资源共享的操作过程。 4. 信息社会责任：认识网络共享的安全风险，了解关闭“网络发现”和“文件共享”等安全防护措施，树立数据安全意识。
重点 1. MAC地址的概念、格式与作用。 2. 数据帧的概念及数据传送的基本过程（广播与单播）。
难点 1. 理解数据广播与数据单播的工作原理及其效率差异。 2. 理解网络协议在计算机通信中的重要作用。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 引用教材活动背景：通过连接介质和网络设备，几台甚至几十台计算机可以连接成一个小型网络。提问：如何实现任意两台计算机的数据交流？如何发现对方，并准确地把数据发送给对方呢？引出课题——MAC地址、数据帧与交换。 聆听，思考计算机之间是如何找到对方并准确传送数据的。 从计算机网络教室的实际情境切入，以问题驱动激发学生对数据传送原理的好奇心。
讲授新课 活动一：计算机网络数据交流的方法 1. 讲解将计算机用连接介质和网络设备连接起来只是实现了物理连接，要实现数据交流还需要设计交流的方法。 2. 以两台计算机直接交流为例，说明双方都明白唯一交流对象时通信相对简单。 3. 布置小组任务：假设全组同学蒙上眼睛围坐在一起，如何实现相互信息交流？引导学生设计方案。 4. 总结：要实现多人之间的信息交流，每个人必须有自己的名字，可以采用信息广播或信息传递等方式。计算机网络中的计算机之间的数据交流也可以采用类似的方法。 活动二：MAC地址和数据帧 1. 讲解MAC地址（网卡地址或物理地址）是计算机在网络中的唯一标识。物理地址为12位十六进制数，格式如“00-AA-00-3F-89-4A”，由厂商代码和设备编码两部分组成。 2. 组织探究实践：在计算机中查看并记录个人计算机的物理地址，小组之间相互观察不同计算机的物理地址，比较差异。 3. 讲解数据帧：在网络上发送数据时，需要把大的数据分割成多份小的数据——数据帧，然后将它们以帧的形式发送到网络上。 4. 讲解MAC帧的结构：长度不超过1518字节，由帧头、数据和帧尾三部分组成。 5. 布置估算任务：根据不同文件大小（文本1.6MB、图片8MB、视频1.6GB），估算大约需要分割成多少个MAC帧。 活动三：数据传送的基本过程 1. 讲解有了MAC地址后，还需要解决如何找到目的地的MAC地址并准确发送数据的问题。解决方式主要有数据广播和单播两种方法。 2. 讲解数据广播过程：A将“你好”封装为MAC帧→发给集线器→集线器发送给所有计算机→各计算机检测目的MAC地址，匹配则接收，不匹配则丢弃。指出广播方式容易出现冲突拥堵，效率不高。 3. 讲解数据单播过程：交换机保存了连接在每个端口的计算机的MAC地址→A将数据帧发送给交换机→交换机查询地址表找到目的地对应端口→将数据帧发送到该端口→E接收并还原信息。指出单播避免了冲突，比广播效率更高。 4. 讲解网络交换机的作用：连接网络中的计算机和其他设备，根据目标地址将数据转发到正确的端口。 5. 讲解网络协议：计算机之间的交流需要约定，这种约定称为“协议”。MAC地址的设置、数据帧的格式等约定都属于网络协议。 活动四：体验共享网络资源 1. 讲解通过计算机网络可以连接服务器、打印机、扫描仪等硬件设备，实现资源共享。 2. 组织探究实践：打开网络菜单查看连接了哪些计算机或网络设备；通过网络搜索了解设置网络共享文件夹的方法；小组合作相互访问共享文件夹，尝试文件读取或拷贝操作。 3. 引导学生思考：如果没有设置网络共享文件夹保护密码，共享文件夹里的文件面临什么风险。 1. 聆听，理解物理连接与数据交流的区别。 2. 理解两台计算机直接交流的简单性。 3. 小组合作设计“蒙眼人群交流”方案并分享。 4. 聆听总结，理解网络通信需要标识和规则。 1. 聆听，理解MAC地址是计算机的唯一网络标识。 2. 动手查看并记录本机MAC地址，小组间比较差异。 3. 聆听，理解数据帧的概念与作用。 4. 了解MAC帧的结构。 5. 完成估算任务，感受大数据文件的分割数量。 1. 聆听，了解数据传送的两种基本方式。 2. 理解数据广播的全过程及其效率问题。 3. 理解数据单播的全过程及其效率优势。 4. 了解交换机的作用。 5. 聆听，理解网络协议的概念。 1. 聆听，了解资源共享的方式。 2. 动手操作：查看网络设备、搜索共享设置方法、小组间访问共享文件夹。 3. 思考并讨论共享文件夹无密码保护的安全风险。 通过“蒙眼人群”类比活动，将抽象的网络通信问题转化为学生可感知的生活场景，降低认知难度。 通过动手查看MAC地址让学生直观感受“唯一标识”的含义；估算任务让学生感受数据帧分割的实际意义。 通过广播与单播的对比讲解，帮助学生理解两种传送方式的原理与效率差异，突破教学难点；交换机的作用讲解为后续学习做铺垫。 通过动手实践让学生体验资源共享的便利，同时引导其关注安全问题，培养信息安全意识。
课堂练习 1. 出示选择题：下面4个表述，错误的是（ ）。 A.每台联网的计算机至少有一个MAC地址 B.在网上发送数据文件，需要先封装成MAC数据帧 C.交换机比集线器传送数据的效率高 D.两台计算机可以共用1个MAC地址 2. 布置课后任务：上网搜索查看手机MAC地址的方法。 1. 独立思考并选择（正确答案：D）。 2. 课后查阅资料，了解手机MAC地址的查看方法。 通过选择题检验学生对MAC地址、数据帧、交换机等核心概念的理解；通过课后任务拓展到移动设备，延伸学习范围。
拓展延伸 1. 呈现教材“开拓视野”中“保护计算机安全”的图文：应经常检查计算机网络的共享设置，关闭“网络发现”和“文件和打印共享”开关。引导学生回顾本课所学，思考关闭这两个功能对网络安全的意义。 2. 播放视频《“永恒之蓝”勒索病毒》引导学生结合图文与视频思考：为什么要关闭“网络发现”和“文件和打印共享”？“永恒之蓝”病毒利用了哪个共享端口进行攻击？这说明了不规范的网络共享行为可能带来什么后果？我们在日常使用计算机网络时，应该如何平衡资源共享的便利与数据安全？ 1. 阅读图文，理解关闭“网络发现”和“文件和打印共享”是保护计算机安全的重要措施； 2. 观看视频，了解“永恒之蓝”病毒的传播原理与危害； 3.结合本课所学的共享文件夹安全知识进行思考与交流。 通过图文与视频相结合的方式，将本课所学的网络共享知识与真实网络安全事件相联系，让学生直观理解不规范共享行为可能带来的严重后果，强化“共享便利与安全防护并重”的意识，培养负责任地使用网络资源的习惯。
板书 活动二 MAC地址、数据帧与交换 一、MAC地址 唯一标识：网卡地址/物理地址 格式：12位十六进制数（如00-AA-00-3F-89-4A） 二、数据帧 将大数据分割成小数据发送 MAC帧：帧头+数据+帧尾（≤1518字节） 三、数据传送方式 广播：发给所有人→匹配则收（效率低） 单播：查地址表→精准发送（效率高） 四、网络协议 计算机通信的“语言”约定 五、共享资源 便利与安全并重 看板书，圈画重点，复述核心内容。 提纲式结构，呈现“标识—封装—传送—协议—共享”的认知脉络，帮助学生建立从地址到数据传送再到资源共享的完整知识框架。
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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