认识计算机网络通信教案

1、课题：认识计算机网络通信崇明县民本中学：王昌教学章节：基础知识à网络基础à网络通信教材分析计算机网络基础知识涉及到较多的知识点，根据以往的教学经验，如果单纯的从课本知识点角度进行教学，学生对网络没有整体概念，对于网络硬件、网络的组网方式、以及后面的因特网，TCP/IP网络协议，在不知道网络通信的工作过程的情况下，学生只是简单识记，不能真正明白网络究竟如何通信，它们之间是如何协调工作的。所以，本节课的开设是想通过尝试性地引入网络通信，试图将相关的知识概念通过网络通信这一主线串联起来，在让学生明白网络通信的实质过程中逐渐掌握相关概念、工作原理等，为后续的网络学习提供一个较为典型

2、的网络基础框架结构。但另一方面又避免为学习技术而陷入较深的技术研究中，所以，本节课设计了两条线索来开展教学，一条“实”线：即“如何连？”，另一条“虚”线：即“如何通信？”。实线以浅显易懂的组网连接展开，虚线则通过简短的网络通信游戏来深入浅出地让学生理解网络通信的两种通信方式，并从中了解到网络连接设备以及通信中涉及的重要工作原理等。学情分析本节是计算机网络基础知识的第二节课，在前一节课中，同学们了解了计算机网络形成的背景、分享了身边所知道的计算机网络和主要功能。知道了组建一个计算机网络必须具备网络三要素。多数同学有接触网络的经历，他们有连接简单计算机网络的基础，所以本节课以让同学来连接网络为切入

3、口，进而探究计算机网络的通信方式。从学生已有的知识储备和年龄特征出发，为了将原理性的知识转化成学生能够接受的知识，本节课设计了两个通信游戏，用游戏来阐释网络通信复杂的工作过程，将问题简单化，使得在学生心中建立一个较为典型的网络基础框架结构，从而在后续的网络学习中，能够不断地在原有的框架基础上完善自己对网络的认识。教学目标知识与技能1、 能够识别常见的网络连接设备：网卡、集线器、交换机和路由器，知道各设备的功能。2、 理解“广播式”通信的基本原理和工作过程、特点以及不足。3、 理解互联网络“点到点式”通信的基本原理和工作过程。过程与方法1、 通过实物观察和判断，能区分并选择使用双绞线和网络连接设

4、备（网卡、集线器、交换机、路由器）进行简单组网连接。2、 通过“通信游戏一”，体验广播式通信的工作过程，归纳出广播式通信方式的不足，提出改进意见。3、 通过视频和“通信游戏二”，体验并分析互联网点对点式通信的工作过程、路由器在互联网络通信中的作用。情感态度价值观1、 在游戏互动、实物观察、网络连接体验中感受并认同人的需求发展促进计算机网络通信的发展。2、 体会从问题出发来改进设计的思维方式与过程。重点难点重点：“广播式”通信和互联网“点对点式”通信过程；理解常用网络连接设备的工作方式和特点。难点：计算机网络“广播式”通信和互联网络“点对点式”通信过程。“教学技术与学习资源应用”1、教学PPT

5、2、三台带有网卡计算机 3、多根双绞线 4、集线器 交换机 路由器 5、不同颜色图案的游戏卡片 6、互联网时代视频剪辑 7、PPT遥控笔 8、学生分组席卡 9、游戏角色凳子班级布置班级分成6个小组，每组5或6人，每组分前后两排，前2后3。6组呈圆形分布，中间放置7个小圆凳用于两个通信游戏时扮演角色同学就坐。教学过程教学环节教师活动学生活动设计说明活动引入：连接两台计算机提供两台计算机和一根交叉网线。请同学尝试将两台计算机连接起来。动手连接两台计算机网络在生活中已经很普及，学生对于简单的网线连接都有了解，容易融入探究情境中。认识网卡网卡（NIC），又称为网络适配器，是安装在计算机上，通过端口与网

6、线相连，从而将计算机接入网络的网络连接设备。说明什么是源地址、目的地址。（展示独立网卡，指出多数计算机上已集成网卡）认识网卡清晰网络连接设备、端口、源/目的地址概念是后续通信游戏规则理解的基础。解决连接多台计算机的方案如何将三台或三台以上的计算机连接起来呢？讨论，提出连接方案通过讨论，引出集线器这一个网络连接设备。展示集线器观察集线器具备多个端口多个端口的特点，与讨论相符，形成共识认识集线器集线器，也是一种网络连接设备，它通过众多的端口将网络中的计算机连接起来，使不同计算机能够相互通信。认识集线器，合作尝试三台计算机的物理连接。解决多台计算机怎么物理连接的问题。（另外提供多根直通网线）请二位同

7、学来合作尝试连接。网络通信小游戏，体验通信过程它们又是如何通信的呢？安排做通信小游戏：选6名同学（每组1位）担任计算机角色，全班再推选一位担任hub角色。 玩通信小游戏实际的计算机网络通信多样且复杂，这里以目前广泛采用的“星型拓扑结构”为原型设计通信游戏规则，体验星型网络广播式通信的大致过程。扮演计算机角色的同学，随机地分发一张通信任务单，上面写有：1、自己的地址（这里用简单的编号代替）2、需要发送的信息内容通信游戏的规则：1、计算机将信息发送给Hub。2、扮演Hub的同学，在收到发送来的信息后，必须一次性将信息转发给目的地址同学。理解游戏规则明确游戏规则，为下面的如何转发讨论向着实际的网络通

8、信状况方向走教师扮演一台计算机也接入网络，让HUB尝试转发信息。Hub尝试转发信息，出现问题：不知道目的地址同学是谁坐在哪里（即hub不能识别目的地址所在端口）。小组讨论解决办法。教师参与试传，hub发现问题，引发讨论，达成以语言广播的方式转发信息的共识。1、遇到了什么问题？2、为什么出现这样的问题？（游戏前，以不久前的云南地震,预警系统提前57秒预警，如果此时计算机角色同学手中拿的是预警信息，会是什么心情，以促使学生会积极发送信息，模拟实际介质争用、检测避让的通信状况。）观察并按规则来指导游戏开展。并在游戏结束后针对通信游戏中可能存在问题的地方共同分析，完善学生对广播式通信的认识。做网络通信

9、游戏，并观察游戏中细节和出现的各种状况。在游戏中体验广播式通信理解广播式通信讨论并分析广播式通信过程中存在的问题集线器因为不能识别目的地址所连接的端口，从而通过对所有端口广播的方式来进行信息转发，我们把这样的通信方式称作为：广播式通信。理解什么是广播式通信实现多台计算机如何通信的问题在刚才的游戏中，出现了什么状况？存在什么样的不足？回忆游戏过程，总结存在的不足。1、 不安全2、 会发生冲突，需要等待，通信效率低。锻炼学生透过活动现象并归纳问题的能力，通过分析不足，也为后续的改进提供过渡。 为什么会发生争抢，需要等待呢？解释原因解释原因：集线器是通过公共通道来传输信息的，以公路车流量比喻，说明什

10、么是网络带宽，指出集线器是一种共享带宽的网络连接设备。针对通信过程的问题提出改进方案针对不足你会如何来改进呢？ 根据学生的回答向着两方面改进引导：1、 公共通道改进为多条通道。2、 在一次通信后，中心设备存储相应地址所连接的端口号。（通过提问刚才的hub角色同学是否记住了3号坐在哪里引导）针对不足，找出原因，讨论并提出改进意见。学生可能方案：将公共通道改成多通道为引出交换机做铺垫认识交换机根据讨论，引出交换机（Switch），介绍交换机能够通过端口学习而识别目的地址所在的端口，从而直接将信息转发给目的计算机的特点。认识交换机，理解交换机的改进之处。通过对交换机结构和工作原理的认识，认同交换机在

11、通信效率方面的提升。交换机内部是类似于纵横交错的高架路，各端口相互通信可以同时进行。指出交换机是一种独享带宽的网络连接设备。动手用交换机替换刚才连接的集线器，并说明随着人对通信效率的追求，集线器目前基本上已被效率更高的交换机所取代。（在更换过程中，介绍民族企业华为、中兴。华为创建初期就是代理销售香港的一家模拟交换机设备的小公司，之后专注交换机的改进和开发，逐渐成长，目前全球100多个国家，世界1/3的人口在使用华为的通信产品。）感受技术的更新换代。体会中国民族企业的成长离不开自身的专注研发精神。体现人对通信效率的不断追求，促使着技术的发展和更新。体会专注研发精神的重要性。目前，我校的每栋教学楼

12、都有一台这样的交换机将各班级的计算机连接起来了，形成了类似这样的多个计算机网络，那它们之间又是如何连接的呢？观察讨论给出连接方案可能方案：在中心再添加一个交换机，并将交换机连接起来，并能意识到此时交换机中的“地址学习表”规模将会增大。联系校园网络实际，引出多交换机连接的小规模计算机网络。 思考问题：交换机是否胜任大型网络的连接通信？认识互联网络通信在实际生活中，类似我校这样的计算机网络在世界各地有许许多多，那么他们之间又该如何连接如何通信呢？还能像刚才几栋楼的网络一样通过中心交换机连接，它还能够胜任吗？讨论，理解此时的网络与网络所处环境的改变，据此提出通过中心设备连接存在的不足。学生回答可能情

13、况：1、 中心设备如果出问题，整个网络会瘫痪。2、 “地址学习表”规模太大，不现实。3、 交换机也要先广播才能学习地址所在端口，那将会对全球广播的可能通过扩大到全球范围，引出不同网络与网络之间该如何连接如何通信的话题。网络与网络之间到底是怎样的一张网呢？是如何连接，如何通信的？观看互联网时代视频剪辑，了解网络专家们是如何考虑这个问题的。观看视频，理解网络与网络是如何连接，如何通信的。视频能精简地展现出互联网络的连接方式和通信过程针对视频：这是怎样的一张网？像什么？有什么特点？像渔网。有很多“结点”。根据学生的回答展现PPT中的“结点”，并说明：用通信线路将所有结点连接起来，各网络中的交换机与结

14、点相连，形成如渔网的计算机网络。认识“结点”概念，体会是如何连接的。互联网络通信小游戏，体验互联网通信的过程它们又是如何通信的呢，让我们全班动起来，再做一个网络互联通信小游戏。1、 每组另选一人担任“结点”角色2、 剩下的各组组成一个小规模计算机网络，并选一人担任“交换机”按要求明确自己所扮演的角色身份，结点同学到教室中央就坐，相邻结点之间是相互连接起来的。请各组交换机同学与邻近的结点同学握手，以表示它们之间是物理上连接的。清晰网络与网络之间是如何物理连接的选定F组4号同学为源地址，D组4号为目的地址，并以一个信息块（红色纸条）的传输为例（结合PPT动画）模拟一次传输过程。体验信息块的传输过程

15、，明白结点之间的关系是平等的，结点按照“最佳路径”原则传递数据块。清晰是如何通信的。开始全班做通信游戏：有红、白两组颜色信息纸条，已被分成多个信息块，红色由F4发送给C4,白色信息由A4发送给D4。按要求做游戏,，体会网络与网络之间是如何通信的。由目的同学将最终的作品拼接起来展示给大家。透过游戏，加深对互联网络通信的理解。展示传递的信息内容，并就传递过程中出现的问题结合前面的分析，与学生探讨在分析中进一步理解网络与网络之间是如何通信的。网络游戏结构图认识路由器可以看出在这样的网络中，中间的解结点设备非常重要，其实在实际的计算机网络中，也有这样的一个设备，它叫“路由器”。解释什么是路由器。在刚才的通信游戏中，你觉得路由器最大的作用是什么？认识路由器，明白其主要作用有：路由选择，选择最佳路径传递信息。明白路由器在互联网络中所起的作用。展示路由器，并通过网线将路由器与交换机设备连接起来，指出路由器上另外端口可以接其他路由器或者是另一个网络的交换机。理解点到点式通信在刚才的通信过程中，是通过从一个结点到另一个结点，这样点到点的传输信息的网络通信称为：“点到点式”通信方式。理解什么是点到点式通信。理解互联网络通信是采用点到点的方式传输信息的。小结回顾本节课学习的主要内容：1、网络连接设备2、两种通信方式在回顾中，巩固对网络连接设备及网络通信的理解，心中形成较为形象的网络基础框架结