數據交換技術

繆艷紅

☆學科教學案例☆

數據交換技術

繆艷紅

教學內容分析思路比較清楚，這為后續環節的設計打下了一個比較良好的基礎。

網絡技術專業性強、知識點多，難于理解與記憶，這是事實，但學生不愿接受的是死板、枯燥、滿堂灌式的教學方式，并不是網絡技術本身。

如果能夠通過通俗、合理而又不失科學性的方式讓學生掌握這些知識，學生未必不喜歡學習這部分內容。

能力與情感態度是兩回事。

教師力圖通過學生身邊的事例，講解深奧的計算機網絡工作原理，這是本課教學設計的一個亮點。

一、教材分析

在網絡通信的工作原理中，本節教學的主要目的是讓學生了解網絡通信的工作原理，經過上節課的學習，學生已經了解了網絡數據的大致傳輸過程，知道數據在網絡中傳輸采用的是層次性結構，每層又都有相互約定的協議，在發送數據端將要發送的數據經過層層協議放到發送端口做好發送的準備，而另一接收端將接到的數據逆向地、將接收到的數據，層層按協議恢復到原發送的狀態。但是發送端的數據放到網絡發送端口后在網絡上又是如何傳輸到接收端的呢？這就是本節課要學習的內容—數據交換技術。數據交換其實分為3種技術，要深入了解網絡數據的交換過程必須結合學習另外兩種交換技術才能掌握得更清楚。3種交換技術單純講內容比較枯燥，但它與我們的貨物運輸過程非常相似，所以以貨物運輸過程作為類比，學生的學習就會有了依托，學起來也更簡單易懂。

二、學生分析

網絡技術的專業性比較強，單純講網絡技術就比較枯燥，學生不太愿意接受這樣的教學方式。但本節內容可以借鑒學生已有的經驗，采用學生比較愿意參與的快遞游戲方法，在游戲中掌握數據傳輸過程的基本特點后，再延伸到網絡數據傳輸的學習中來，學生不僅容易接受，對知識點理解得也會更透徹。

三、教學目標分析

(1)知識技能目標：掌握3種數據交換技術的過程及其各自的特點。

(2)過程方法目標：先通過快遞過程的分析，了解快遞可能存在的途徑方法及其各自的優缺點，然后進行知識遷移，明白3種數據交換的過程及其特點。

(3)情感態度價值觀：培養學生的自主探究精神；培養知識的遷移能力。

四、教學重點、難點分析及處理思路

3種數據交換技術傳輸數據的過程。解決方法是通過幫助快遞公司完成一項快遞任務來讓學生先了解貨物傳輸可能有的幾個過程，然后在比較中，了解各種傳輸的特點，再與數據傳輸的過程結合起來，達到理解數據傳輸過程的目的。

五、教學過程

1.引入

幾個DHL(中外運敦豪國際航空快遞有限公司)的廣告，內容為：

(1)度假過程中到處都可看到DHL公司在利用各種各樣的途徑為客戶送快遞；

教師進行簡單講解，該廣告的目的是讓學生感受現在發達的物流、快遞行業，可能學生很少接觸物流、快遞行業，所以對快遞行業一點不了解，而無法深入地參與到課堂討論中來。

(2)為了加快快遞送達的時間，用專機來完成；

(3)碰到堵車為了及時把客戶的快遞送達由自行車從巷子里走幫助送快遞。

六、自我評析

本堂課總體效果比較好，DHL廣告的引入激發了學生對課堂學習的興趣，經過貨物運輸的類比，學生掌握起來比較輕松，總體掌握情況較好。不足之處是學生設計的運送貨物的方法不能剛好符合教師的要求，講到教師要求到3種方式，而其他類似的重復的方法比較多，這樣課的銜接就不太完美，需要改進。

[1] 吳松年.有效教學藝術[M].北京：教育科學出版社，2008

稿件編號：P1105044

繆艷紅，本科，中教一級。

江蘇省武進高級中學。

這兩個廣告的目的是為了讓學生體驗多種多樣的快遞方式，從而給學生以完成下面教師給出的任務一些啟示。

2.布置任務

從以上的例子大家可以知道快遞的作用，以下為任務的布置：

任務內容：常州某個家具企業要參加上海的一個展覽會，要把他們最新制作好的整套家具盡快送到上海的展覽館，請你按照：(1)最短時間；(2)最省事；(3)最省錢等多種思路進行設計，一個組至少設計兩種方案，有兩種以上更好。

注意點：(1)因為路途不是太遠，所以要求都用汽車在公路上完成此運輸任務；(2)大家在設想時可以用極端的想法，就像物理中不計摩擦力一樣。

3.分組討論

每組五六個人，可采用頭腦風暴的方式，由組長負責記錄并對頭腦風暴內容進行整理，將整理結果先告知組員，由組員審核通過后，參與課堂競答和討論。

4.課堂競答討論

由每組組長介紹各組討論結果，教師在黑板上作記錄，其他組在此基礎上進行補充。

5.教師總結

對學生想出的辦法作歸類，大致歸成3類，見表1：

(1)最快捷的方法：路上一路綠燈，沒有任何交通阻塞，所有車輛、行人都為你讓路，就像外國政要來訪華的時候，不會去等紅燈一樣，從他出發的地方到目的地之間，交通警已經為他開好了路，在這樣的路上走肯定是最快捷的；

(2)最省事的方法：用一輛大車把整套完整的家具裝好后送到目的地，不需要重新進行組裝；

(3)最省錢的方法：把家具拆成板材，然后分成幾輛小車分別送到目的地，中間如果碰到堵車，可看情況走不同的路到達同一目的地，到了目的地再把家具組裝起來即可。

（2）我見這會稽城市中的人，有穿著那寬衫大袖的喬文假醋，詩云子曰，可不知他讀書也不曾！（元·無名氏《漁樵記》第一折

用學生熟悉的身邊事件作對比，這是突破教學難點的一種有效方法。使用這種方法的條件是二者之間具有較高的相似度。

現實生活中物品遞送過程中所遇到的問題有很多，與數據交換所面臨的問題有很大差距，在布置學生討論時，需要針對二者工作方式相近的地方，限定一些條件，讓可變因素相對集中，學生討論的結果才能相對集中。

若學生真的進行頭腦風暴，得出的結果可能五花八門，未必是教師后面總結的這三種方法。

如果教師硬把學生的思路拉到這三種方式上來，前面學生討論的作用又何在呢？

路上交通順暢，這是運輸的條件。某個個體選擇何種方法對運輸條件不會有根本影響。

這種方法因為拆卸、組裝增加了的工作流程，大車換小車降低了運輸效率，運輸成本會大大增加。

現實生活中運大件送家具時一般都是要把家具拆成散件的，但是散后的散件所占空間減小，更容易放進一輛車里。誰見過用一串車,每輛車只裝一塊木板送家具的？

這種類比的科學性值得商榷。

物理鏈路在任何方式下都是必須的，只不過報文交換不需要專門的、獨立的物理鏈路。

表1

最快捷的方法 最省事的方法 最省錢的方法從出發地到目的地的路全部實施交通管制，只有運送家具的車可以通過，家具運送完畢后道路恢復原樣供其他車輛通過。先將家具拆開，并在每個部分上面作上標記，如“大衣柜左邊第一扇門”，然后用幾輛車分別發送往目的地，幾輛車在路途中可分別選擇司機認為最好走的路到達目的地，到達目的地后按照每個部分的標記將家具拼裝起來，形成原來的一個整體。電路交換 報文交換 分組交換A設備到D設備的專用通道建立后再將報文數據一起從A發到D，報文數據發送完畢后，線路斷開可供其他數據交換使用將所有家具作為一個整體，裝上一輛大車，選擇暢通的線路一段一段通過，如遇堵車，則等道路暢通后再通過，最終到達目的地。在A設備處將所有報文數據作為一個整體一起發送，發送過程中盡量選擇暢通的線路走到下一中間設備如B，C，如果線路都堵，則先將數據存儲在中間設備上等待其他數據通過后再傳往下一設備，直到到達D設備。發送前在A處將報文數據分成幾部分，并且給它們加上“首部”——即家具上作的標記，然后分組選擇最通暢的線路經過B，C等中間設備分別發往D處，到達D處后按照“首部”信息，將數據重新組合成原來的報文數據。1.通話前先撥號建立連接。可能只要經過一個交換機；可能要經過多個交換機。2.通話過程中，通信雙方一直占用所建立的連接。3.通話結束后，掛機釋放連接(物理線路被斷開)。不需要事先建立物理鏈路1.將發送數據作為一個整體發給中間交換設備。2.中間設備將數據存儲起來，把整體數據發送給下一個中間交換設備。3.如此循環直至目的節點。?在發送端把要發送的報文分隔為較短的數據塊。?每個塊增加帶有控制信息的首部構成分組(包)。?依次把各分組發送到接收端?接收端剝去首部，抽出數據部分，還原成報文。實例：老式電話 實例：電報系統 實例：計算機網絡、IP電話

6.學生自主探究

剛才教師總結了3種不同的途徑，是否把大家的想法都包括進去了？是。其實網絡上用到的數據交換技術就是其中的1種，包括網絡數據傳輸的技術，數據交換技術一共有3種類型：電路交換、報文交換和分組交換。

學生自主探究學習：根據圖1所給出的3種不同的數據交換方法，結合教師前面總結的3種運送家具的方法，理解圖中的內容，并給予解釋，見表1。

自由探究一般需要從生活中的實際問題出發，經過抽象概括，轉換為學術問題，通過總結歸納實驗現象，得到初步假設，再經過搜集證據證實假設，用初步驗證假設的假設演繹出新的現象，再經過實驗驗證將假設的真實合理性。

如果學生只是通過閱讀材料，了解某項事實，這與探究學習的本質相差得還很遠。

傳統電話確切的含義是什么？除了IP電話以外的電話都是傳統電話嗎？過去我們利用MODEM通過電話線上網，使用的是什么數據交換技術？實際情況比較復雜，恐怕很難一概而論。

教師課后對教學效果的反思很客觀，認識非常清醒。

看來如何選取更適合的事例來講解數據交換的原理，還需要進一步研究、探索。

圖1

7.新課講授

學習結束后，學生跟著教師再一起理解一遍3種數據傳輸過程。不讓學生講是因為學生講可能不完整，這樣會浪費上課的時間，教師講的時候給學生說留一定的余地，不一口氣說完，適當給出一些問題，讓學生跟著說，教師不多予評價，以自問自答為主，一方面有助于激發他們參與的積極性，另一方面也會理解得更透徹。在講授過程中將數據交換技術與前面家具的運輸方法結合著講，學生更容易明白。

8.分組討論

分組討論3種數據交換技術各自的優缺點見表2，完成書上表3～6。注意：還是可以參考家具運輸過程給出的提示，并從通訊速度、線路使用率、對中間設備的要求考慮。

表2

通訊方式 數據交換技術 優點 缺點傳統電話 電路交換電報 報文交換IP電話 分組交換

9.教師歸納總結

討論結束后，教師對課堂內容作歸納總結。

10.反思性練習

學生在了解各種數據交換技術的基礎上做綜合練習：

閱讀資料判斷下列哪幾種說法是不正確的( )

A.IP電話是分組交換，傳統電話是電Z路交換

B.IP電話是共享線路而傳統電話是獨占線路

C.IP電話通話時不受帶寬、延遲、網絡擁堵的影響，通話質量高

D.通信的費用差別很大，IP電話比較便宜，尤其在打國際長途時更能體現出來