《计算机网络技术基础 》（王崇刚）教案 （理论部分） 计算机网络概述（三）计算机网络发展新技术

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课题计算机网络概述（三）——计算机网络发展新技术课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）了解物联网的概念（2）了解物联网的产生与发展（3）了解物联网的特点（4）掌握物联网的分类（5）了解物联网的应用场景（6）了解云计算的概念（7）了解云计算的特点（8）了解5G技术的研发历程（9）掌握5G技术的关键技术（10）了解5G技术的优点思政育人目标：能够认识到计算机网络的使用价值，体会计算机网络为生活所带来的便利，培养学生的信息素养，以适应信息时代的发展并且能够为促进计算机网络新发展贡献自己的力量。教学重难点教学重点：正确看待计算机网络发展新技术教学难点：体会科技进步所带来的计算机网络新技术对于生活的影响教学方法问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、文旌课堂APP教学设计第1节课：传授新知（25min）第2节课：传授新知（30min）课堂小结（3min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课考勤

（3min）【教师】清点上课人数，记录好考勤【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况问题导入（7min）【教师】引入新课科技的发展，改变了人们的生活方式，我们可以足不出户，在网上购买各种商品。尤其是每年的双11购买量更是惊人。2018“双十一”全球狂欢购物节天猫最终成交额达2135亿大关，京东累计下单金额1598亿，再次创造新的纪录。那么多的商品是怎么实现快速分拣呢？请看视频《无人之路》。【教师】播放视频《无人之路》【学生】聆听、观看、思考、讨论【教师】通过学生的回答引入要讲的知识如此智能的技术正是在物联网的支持下才得以实现。让我们一起学习物联网的相关知识。【学生】聆听、思考通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（25min）【教师】要求学生通过文旌课堂APP扫描二维码播放“物联网”视频，并讲解物联网一、物联网✈【教师】提出问题，课堂互动请同学仔细阅读课本，思考什么是物联网。✈【学生】聆听、思考、回答问题【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，带领学生认识物联网1．物联网的概念内涵：物联网（Internetofthings），顾名思义，就是物物相连的互联网。目前，物联网的精确定义并未统一。关于物联网（IoT）比较准确的定义是：物联网是通过各种信息传感设备及系统（传感器、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等）、条码与二维码、全球定位系统，按约定的通信协议，将物与物、人与物、人与人连接起来，通过各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。分析：物联网的定义包含两层意思：一是物联网的基础仍然是互联网，它是在互联网的基础上延伸和扩展的网络；二是其用户终端延伸和扩展到了任何物体之间，使任何物体之间都可以进行信息交换和通信。简而言之，物联网就是“物物相联的互联网”。【学生】聆听、思考、记忆【教师】结合教材讲解物联网的产生与发展2．物联网的产生与发展国际方面：（1）物联网概念最早出现于比尔·盖茨1995年出版的《未来之路》一书。该书提出了“物—物”相连的物联网雏形。（2）1999年，首次提出了“物联网”的概念。（3）2003年，提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。（4）2005年《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。（5）2008年后，为了促进科技发展，将目光放在了物联网上。（6）2009年提出形成“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。（7）2009年首次提出“智慧地球”概念。（8）2009年公布了名为“智慧的地球”的最新策略。我国：目前物联网已被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”。（1）2011年，物联网列入“十二五”国家重点专项规划。（2）2014年9月，“首届全球传感器高峰论坛暨物联网应用峰会”在江苏无锡召开，本次峰会发布了《2014中国物联网产业发展年度蓝皮书》，物联网技术比以往更接近实用化，已逐步由实验室走向市场。【学生】聆听、思考、记忆【教师】结合教材讲解物联网的特点3．物联网的特点（1）物联网是各种感知技术的广泛应用。（2）物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。（3）物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。【学生】聆听、思考、记忆✈【教师】提出问题，课堂互动互联网和物联网两者之间有什么区别与联系呢。✈【学生】聆听、思考、回答问题【教师】结合教材讲解物联网的分类4.物联网的分类物联网可分为私有物联网（PrivateIoT）、公有物联网（PublicIoT）、社区物联网（CommunityIoT）和混合物联网（HybridIoT）4种。私有物联网：一般面向单一机构内部提供服务；公有物联网：基于互联网向公众或大型用户群体提供服务；社区物联网：向一个关联的“社区”或机构群体（如一个城市政府下属的各委办局）提供服务；混合物联网：是上述的两种或以上的物联网的组合，但后台有统一运维实体。【学生】聆听、思考、记忆【教师】结合教材讲解物联网的应用场景5．物联网的主要应用领域物联网的应用领域非常广阔，从日常的家庭个人应用，到工业自动化应用，以至军事反恐、城建交通。物联网比较典型的应用包括水电行业无线远程自动抄表系统、数字城市系统、智能交通系统、危险源和家居监控系统、产品质量监管系统等。应用场景举例：（1）校园一卡通系统校园一卡通取代了学生在校学习和生活中所使用的各种卡证，使学生仅需持有一张小小的RFIDIC卡，即可在食堂、超市、水房、图书馆、教务处、宿舍等多个场景中完成生活消费、学籍管理、身份认证、网上交费等多种操作，真正实现了“一卡在手，走遍校园”。（2）智能家居智能家居指以住宅为平台，集成与家居生活有关的设施构建的现代化的居住环境。智能家居可通过互联网实现各设施的互联互通，形成一个小型的物联网系统，这些设施会收集并实时共享环境信息，并根据这些信息智能地调节自身状态。例如，回到家时，灯光会自动开启，并根据环境调节亮度；环境系统检测到室内湿度太高，会自动启动空调采取除湿措施；智能监控使得用户通过手机就能随时随地查看独自在家的小朋友和宠物。（3）智能交通物联网在智能交通中的应用包括车辆定位与调度、交通状况感知、交通智能化管控、停车管理等。例如，可以通过检测设备（如摄像头）自动检测道路拥堵情况，并利用人工智能自动调配红绿灯，或者向车主预告拥堵路段、推荐最佳行驶路线。【学生】聆听、思考、记忆通过教师的讲解和演示，帮助学生了解物联网课堂互动（5min）【教师】提出问题，要求学生讨论并回答问题假设你现在是某市的市长，现在要对你所在的城市进行物联网建设，举例说说物联网在市政管理方面、消费电子方面、绿色能源方面、车联网方面等方面如何应用。【学生】思考、讨论、回答问题通过练习题巩固所学知识，加深对知识点的理解评价修正（2min）【教师】点评学生的回答，并总结、巩固知识点【学生】聆听、思考、记忆通过形成性检测进行强化矫正第二节课问题导入（5min）【教师】引入新课：不一样的“云”要求学生列举自然界中云的不同类型，并且说出他们的特点。如：“天上钩钩云，地上雨淋淋”、“鱼鳞天，不雨也风颠”、“早霞不出门，晚霞行千里”等引入新课：云计算【学生】聆听、思考、回答问题通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知（30min）【教师】结合教材讲解云计算一、云计算1.云计算的基本概念狭义云计算：指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源。广义云计算：指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务；这种服务可以和软件、互联网相关，也可是其他服务。服务方式：IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）和SaaS（软件即服务）。IaaS、PaaS和SaaS分别在基础设施层、软件开放运行平台层和应用软件层实现。2.云计算的特点（1）资源配置动态化。（2）需求服务自助化。（3）以网络为中心。（4）资源的池化和透明化。【学生】聆听、思考、记忆✈【教师】提出问题，课堂互动列举日常生活当中云计算的应用场景。✈【学生】聆听、思考、回答问题【教师】讲解5G技术，播放视频：走进5G时代移动通信技术是指在便携式智能移动终端（如智能手机、平板电脑等）上通过无线的方式（Wi-Fi或蜂窝网络）实现通信的技术。与针对PC的传统通信技术相比，移动通信技术具有组网灵活、使用方便、终端种类多样等优点。5G是最新一代移动通信技术，也是最前沿、最火热的新一代信息技术。二、5G技术1.5G技术的研发历程（1）2009年，华为就已经展开了相关技术的早期研究，并在之后的几年里向外界展示了5G原型机基站。（2）2013年11月6日，预言在2020年用户会享受到20Gbps的商用5G移动网络。（3）2013年5月13日，韩国三星电子有限公司宣布已成功开发第5代移动通信（5G）的核心技术。（3）2014年5月8日，开始测试凌驾现有4G网络1000倍网络承载能力的高速5G网络，传输速度可望提升至10Gbps。（4）2015年3月1日，英英国已成功研制5G网络，并进行100米内的传送数据测试。（5）2015年3月3日，欧盟的5G网络将在2020年～2025年之间投入运营。（6）2015年9月7日，美国移动运营商Verizon无线公司宣布，从2016年开始试用5G网络，2017年在美国部分城市全面商用。我国在2016年～2018年进行了5G技术研发试验，分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段实施。【学生】聆听、思考、记忆✈【教师】提出问题，课堂互动思考：移动通信技术的发展历程。1.1G时代：只能语音传输2.2G时代：手机能上网了3.3G时代：随时随地无线上网4.4G时代：比拨号上网快2000倍5.5G时代：万物互联✈【学生】聆听、思考、回答问题【教师】结合教材讲解5G技术的关键技术2.5G技术的关键技术5G的实现主要依靠大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构等关键技术。大规模天线阵列：是提升系统频谱效率的最重要技术手段之一，对满足

5G

系统容量和速率需求起到重要的支撑作用。超密集组网：通过增加基站部署密度，可实现百倍量级的容量提升，是满足

5G

千倍容量增长需求的最主要手段之一。新型多址：通过发送信号的叠加传输来提升系统的接入能力，可有效支撑

5G

网络千亿设备的连接需求。全频谱接入：通过有效利用各类频谱资源，可有效缓解

5G

网络对频谱资源的巨大需求。新型网络架构：基于SDN、NFV和云计算等先进技术的新型网络架构，可实现以用户为中心的更灵活、智能、高效和开放的5G新型网络。【学生】聆听、思考、记忆【教师】结合教材讲解5G技术的优点3.5G技术的优点（1）从用户体验看，5G具有更高的速率、更宽的带宽，预计5G网速将比4G提高10倍左右，能够满足消费者对虚拟现实、超高清视频等更高网络体验的需求。（2）从行业应用看，5G具有更高的可靠性，更低的时延，能够满足智能制造、自动驾驶等行业应用的特定需求，拓宽融合产业的发展空间，支撑经济社会创新发展。（3）从发展态势看，5G已于2019年在我国正式商用，且在持续高速发展，大有取代4G，占据行业主导地位之势。4.5G技术的应用场景举例（1）5G+远程医疗--远程诊断类（2）5G+教育（3）智慧城市【学生】聆听、思考、记忆✈【教师】提出问题，课堂互动思考：5G将会给我们的生活带来哪些改变。✈【学生】聆听、思考、回答问题结合教材讲解帮助学生了解云计算与5G技术课堂互动（5min）【教师】提供练习题，并找学生进行讲解思考、讨论、完成练习、讲解通过练习题巩固所学知识，加深对知识点的理解，通过讲解不仅能够帮助学生强化知识点，同时可以培养学生的口语表达能力课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点随着物联网、云计算、5G等计算机网络新技术的不断发展，计算