《數(shù)據(jù)的傳輸過程》教學(xué)案例

王園一

● 教材分析

本課教學(xué)內(nèi)容是教育科學(xué)出版社出版的高中《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用（選修）》第三章第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理中的第一課“數(shù)據(jù)的傳輸過程”，內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、OSI層次模型、TCP/IP協(xié)議體系和網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸，內(nèi)容比較抽象，學(xué)生很難通過實(shí)踐操作或親身體驗(yàn)來獲取新知識，但卻是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容在教材中起承上啟下的作用，只有在理解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程的基礎(chǔ)上，才能更好地理解數(shù)據(jù)交換技術(shù)的作用，才可以更好地理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

● 學(xué)情分析

本課學(xué)習(xí)對象為江蘇省無錫市太湖高級中學(xué)高一年級學(xué)生。隨著因特網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，因特網(wǎng)提供的各種功能學(xué)生已經(jīng)比較熟練。學(xué)生們喜歡網(wǎng)絡(luò)游戲、QQ聊天，收發(fā)E-mail，但是真正能了解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信工作原理的學(xué)生卻寥寥無幾。本課利用成語猜謎游戲、Flash動(dòng)畫、模擬操作等手段來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓抽象的知識變得有趣、有意義，便于理解和掌握。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識與技能目標(biāo)：理解OSI模型及TCP/IP協(xié)議的基本知識，理解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。

過程與方法目標(biāo)：通過動(dòng)畫演示與實(shí)踐對比理解OSI參考模型及網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸過程，通過實(shí)例操作體驗(yàn)互聯(lián)網(wǎng)中TCP/IP協(xié)議收發(fā)E-mail的過程。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：感受通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的核心價(jià)值，體驗(yàn)人類在解決問題的過程中表現(xiàn)出來的智慧。通過實(shí)例操作體驗(yàn)來提升學(xué)生解決問題的能力。

● 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：OSI參考模型各功能層的功能；TCP/IP協(xié)議的核心內(nèi)容及其特點(diǎn)。

難點(diǎn)：結(jié)合實(shí)例，分析網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。

● 整體思路

從教學(xué)內(nèi)容來看本節(jié)課是一節(jié)純理論的課程，而且內(nèi)容比較抽象。首先，在導(dǎo)入時(shí)讓5位學(xué)生完成一個(gè)游戲：通過形體語言傳輸一個(gè)成語信息，最終得到一個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。借助此游戲來分析數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)出錯(cuò)的原因。通過“游戲?qū)?、問題設(shè)疑”的方式引出“約定”和“功能層”的功能，為后面講解OSI的層次模型、TCP/IP協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)埋下伏筆。其次，采用事件驅(qū)動(dòng)的方式。在理論內(nèi)容講授的過程中形式不能過于平緩，適當(dāng)?shù)刈寣W(xué)生參與到授課過程中及時(shí)捕捉學(xué)生的情緒。從OSI層次模型到TCP/IP協(xié)議模型的過渡穿插一個(gè)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)上安裝的TCP/IP協(xié)議的過程，教師在此基礎(chǔ)上具體講解TCP/IP協(xié)議的各功能層的作用及數(shù)據(jù)傳輸過程。最后，選擇學(xué)生最熟悉的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用E-mail的傳送過程為實(shí)踐操作，體驗(yàn)?zāi)ME-mail在網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送和接收的工作過程，理解網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理。

● 教學(xué)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備好一個(gè)方便學(xué)生形體展示的成語；為方便教學(xué)同步，準(zhǔn)備好學(xué)生的操作素材，并下發(fā)到學(xué)生桌面；投影儀。

● 教學(xué)過程

1.游戲?qū)?，問題設(shè)疑

教師請5位學(xué)生完成一個(gè)游戲：通過形體語言傳輸一個(gè)成語信息“畫龍點(diǎn)睛”，最終得到一個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。借助此游戲來分析數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)出錯(cuò)的原因。

我們有什么辦法可以讓這個(gè)成語在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中不出錯(cuò)呢？

歸納總結(jié)：①發(fā)送方和接收方有形體動(dòng)作約定。如用雙方約定好的形體動(dòng)作來表達(dá)一個(gè)數(shù)據(jù)信息等（表示層）。②相鄰兩人之間有數(shù)據(jù)傳遞的約定。如上一個(gè)同學(xué)拍下一個(gè)同學(xué)的肩約定有數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋〞拰樱＂郾ＷC形體動(dòng)作在傳送過程中不走樣，即數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中不出錯(cuò)（傳輸層）。④保證數(shù)據(jù)朝正確的路徑傳遞下去（網(wǎng)絡(luò)層）。

設(shè)計(jì)意圖：通過對疑問的解答，在學(xué)生腦海中建立處理一件事情的過程中需要有約定和層次的概念。為后續(xù)OSI層次模型的各層的主要功能介紹作鋪墊。

2.自然過渡，引入新課

師：網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸也是一個(gè)復(fù)雜的過程，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中為了有效地傳遞數(shù)據(jù)，傳輸過程中一定也需要一種共同的約定，這里的約定就是“協(xié)議”；為完成一次數(shù)據(jù)的傳輸過程，要將網(wǎng)絡(luò)的各部分功能劃分成功能層來完成一個(gè)任務(wù)。

教師展示OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型，展示各功能名稱、層次和各功能的功能。

師：結(jié)合剛才的成語猜謎游戲，理解各功能層的功能。

學(xué)生反饋，用自己的話描述出各功能層的功能。

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合成語猜謎游戲，使學(xué)生更易于理解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程的層次型結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上再介紹OSI模型的產(chǎn)生背景及其各層次的功能，學(xué)生會更易于接受。

3.驗(yàn)證體驗(yàn)，過渡新知

（1）基本任務(wù)

學(xué)生觀看“OSI七層參考模型的信息流向動(dòng)畫”，反饋并得出數(shù)據(jù)流向。

（2）進(jìn)階任務(wù)

師生共同驗(yàn)證計(jì)算機(jī)中安裝的TCP/IP協(xié)議，來引出本部分的內(nèi)容。

教師展示TCP/IP協(xié)議的結(jié)構(gòu)，并與OSI模型相比較。

師：作為TCP/IP協(xié)議體系的核心協(xié)議，TCP協(xié)議和IP協(xié)議的作用是什么？分別作用在哪一層？

生：TCP協(xié)議確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸及進(jìn)行糾錯(cuò)處理，工作在傳輸層；IP協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸、路由及地址選擇，工作在網(wǎng)際層。

設(shè)計(jì)意圖：從基本任務(wù)到進(jìn)階任務(wù)，避免了只有教師平鋪直敘式的講授所帶來的情緒轉(zhuǎn)移，能夠起到吸引學(xué)生注意力的作用。同時(shí)，在純理論課中體現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)方法。

4.實(shí)踐操作，體會抽象

學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成一個(gè)實(shí)踐操作“Web頁面下E-mail傳輸工作在TCP/IP協(xié)議中的工作過程”，體會層次化的TCP/IP協(xié)議模型在實(shí)際應(yīng)用中的工作原理。使學(xué)生把學(xué)到的理論形象地建立在腦海中。

學(xué)生完成表1，并將完成后的Word文檔，上傳到FTP服務(wù)器上。

說明：將表2中的各個(gè)圖片填入表1中的合適位置。

設(shè)計(jì)意圖：利用學(xué)生熟悉的“利用FTP交作業(yè)”的例子，鞏固應(yīng)用層的功能，便于學(xué)生理解。通過課堂練習(xí)，啟發(fā)學(xué)生自主思考、探究發(fā)現(xiàn)，達(dá)到良好的教學(xué)目的，既提高了學(xué)生的參與度，也使學(xué)生更有成就感。

5.回顧梳理，鞏固提升

（1）回顧梳理

師：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信是通過分層實(shí)現(xiàn)，每一層都遵守協(xié)議，上層對下層提出要求，下層完成上層提出的要求。發(fā)送方封裝信息，接收方拆封信息。

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧OSI參考模型各功能層的功能、TCP/IP協(xié)議的核心內(nèi)容及其特點(diǎn)。

師：OSI參考模型只是一種理想的概念模型，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展實(shí)踐中，更多的是諸如TCP/IP協(xié)議等協(xié)議在發(fā)揮作用。我們要結(jié)合生活中的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)例，理解TCP/IP協(xié)議的各層功能和作用。

（2）鞏固提升

師：單擊“測試題”的網(wǎng)址，根據(jù)自己所在班級和學(xué)號登錄。根據(jù)網(wǎng)頁的評分功能，對出錯(cuò)的題目進(jìn)行改正。

學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)自己的班級學(xué)號登錄、測試。若有錯(cuò)誤，查看課本內(nèi)容再改正。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)學(xué)測需要，考查學(xué)生對知識的掌握情況。此練習(xí)可根據(jù)教學(xué)時(shí)間，做彈性安排。

● 教學(xué)反思

數(shù)據(jù)的傳輸過程這部分內(nèi)容比較抽象，學(xué)生很難通過實(shí)踐操作或親身體驗(yàn)來獲取新知識，但卻是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)內(nèi)容。這節(jié)課以讓學(xué)生進(jìn)行成語猜謎游戲?qū)?，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過成語傳遞的過程分析，很自然地和網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸過程進(jìn)行比較，幫助學(xué)生理解和掌握本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)。課堂練習(xí)貼合生活實(shí)踐，用學(xué)生親身經(jīng)歷的收發(fā)電子郵件的例子，便于學(xué)生理解和鞏固TCP/IP協(xié)議的核心內(nèi)容及其特點(diǎn)。