《數據的傳輸過程》教學案例

王園一

● 教材分析

本課教學內容是教育科學出版社出版的高中《網絡技術應用（選修）》第三章第二節網絡通信的工作原理中的第一課“數據的傳輸過程”，內容包括網絡協議、OSI層次模型、TCP/IP協議體系和網絡中數據的傳輸，內容比較抽象，學生很難通過實踐操作或親身體驗來獲取新知識，但卻是網絡的基礎內容。本節內容在教材中起承上啟下的作用，只有在理解網絡數據傳輸過程的基礎上，才能更好地理解數據交換技術的作用，才可以更好地理解網絡服務。

● 學情分析

本課學習對象為江蘇省無錫市太湖高級中學高一年級學生。隨著因特網的發展與應用范圍的擴大，因特網提供的各種功能學生已經比較熟練。學生們喜歡網絡游戲、QQ聊天，收發E-mail，但是真正能了解網絡數據通信工作原理的學生卻寥寥無幾。本課利用成語猜謎游戲、Flash動畫、模擬操作等手段來提高學生學習的積極性，讓抽象的知識變得有趣、有意義，便于理解和掌握。

● 教學目標

知識與技能目標：理解OSI模型及TCP/IP協議的基本知識，理解網絡中數據傳輸的過程。

過程與方法目標：通過動畫演示與實踐對比理解OSI參考模型及網絡中數據的傳輸過程，通過實例操作體驗互聯網中TCP/IP協議收發E-mail的過程。

情感態度與價值觀目標：感受通信技術在網絡互聯中的核心價值，體驗人類在解決問題的過程中表現出來的智慧。通過實例操作體驗來提升學生解決問題的能力。

● 教學重點、難點

重點：OSI參考模型各功能層的功能；TCP/IP協議的核心內容及其特點。

難點：結合實例，分析網絡中數據傳輸的過程。

● 整體思路

從教學內容來看本節課是一節純理論的課程，而且內容比較抽象。首先，在導入時讓5位學生完成一個游戲：通過形體語言傳輸一個成語信息，最終得到一個錯誤數據。借助此游戲來分析數據傳輸過程中數據出錯的原因。通過“游戲導入、問題設疑”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協議的層次結構埋下伏筆。其次，采用事件驅動的方式。在理論內容講授的過程中形式不能過于平緩，適當地讓學生參與到授課過程中及時捕捉學生的情緒。從OSI層次模型到TCP/IP協議模型的過渡穿插一個驗證計算機上安裝的TCP/IP協議的過程，教師在此基礎上具體講解TCP/IP協議的各功能層的作用及數據傳輸過程。最后，選擇學生最熟悉的網絡應用E-mail的傳送過程為實踐操作，體驗模擬E-mail在網絡中的發送和接收的工作過程，理解網絡通信的工作原理。

● 教學準備

準備好一個方便學生形體展示的成語；為方便教學同步，準備好學生的操作素材，并下發到學生桌面；投影儀。

● 教學過程

1.游戲導入，問題設疑

教師請5位學生完成一個游戲：通過形體語言傳輸一個成語信息“畫龍點睛”，最終得到一個錯誤數據。借助此游戲來分析數據傳輸過程中數據出錯的原因。

我們有什么辦法可以讓這個成語在數據傳輸的過程中不出錯呢？

歸納總結：①發送方和接收方有形體動作約定。如用雙方約定好的形體動作來表達一個數據信息等（表示層）。②相鄰兩人之間有數據傳遞的約定。如上一個同學拍下一個同學的肩約定有數據傳輸等（會話層）。③保證形體動作在傳送過程中不走樣，即數據在傳輸的過程中不出錯（傳輸層）。④保證數據朝正確的路徑傳遞下去（網絡層）。

設計意圖：通過對疑問的解答，在學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：網絡中數據的傳輸也是一個復雜的過程，在計算機網絡中為了有效地傳遞數據，傳輸過程中一定也需要一種共同的約定，這里的約定就是“協議”；為完成一次數據的傳輸過程，要將網絡的各部分功能劃分成功能層來完成一個任務。

教師展示OSI開放系統互聯參考模型，展示各功能名稱、層次和各功能的功能。

師：結合剛才的成語猜謎游戲，理解各功能層的功能。

學生反饋，用自己的話描述出各功能層的功能。

設計意圖：結合成語猜謎游戲，使學生更易于理解網絡數據傳輸過程的層次型結構，在此基礎上再介紹OSI模型的產生背景及其各層次的功能，學生會更易于接受。

3.驗證體驗，過渡新知

（1）基本任務

學生觀看“OSI七層參考模型的信息流向動畫”，反饋并得出數據流向。

（2）進階任務

師生共同驗證計算機中安裝的TCP/IP協議，來引出本部分的內容。

教師展示TCP/IP協議的結構，并與OSI模型相比較。

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

生：TCP協議確認數據傳輸及進行糾錯處理，工作在傳輸層；IP協議負責數據的傳輸、路由及地址選擇，工作在網際層。

設計意圖：從基本任務到進階任務，避免了只有教師平鋪直敘式的講授所帶來的情緒轉移，能夠起到吸引學生注意力的作用。同時，在純理論課中體現學生主動參與的學習方法。

4.實踐操作，體會抽象

學生在教師的指導下完成一個實踐操作“Web頁面下E-mail傳輸工作在TCP/IP協議中的工作過程”，體會層次化的TCP/IP協議模型在實際應用中的工作原理。使學生把學到的理論形象地建立在腦海中。

學生完成表1，并將完成后的Word文檔，上傳到FTP服務器上。

說明：將表2中的各個圖片填入表1中的合適位置。

設計意圖：利用學生熟悉的“利用FTP交作業”的例子，鞏固應用層的功能，便于學生理解。通過課堂練習，啟發學生自主思考、探究發現，達到良好的教學目的，既提高了學生的參與度，也使學生更有成就感。

5.回顧梳理，鞏固提升

（1）回顧梳理

師：計算機網絡通信是通過分層實現，每一層都遵守協議，上層對下層提出要求，下層完成上層提出的要求。發送方封裝信息，接收方拆封信息。

教師引導學生回顧OSI參考模型各功能層的功能、TCP/IP協議的核心內容及其特點。

師：OSI參考模型只是一種理想的概念模型，在網絡技術的發展實踐中，更多的是諸如TCP/IP協議等協議在發揮作用。我們要結合生活中的網絡應用實例，理解TCP/IP協議的各層功能和作用。

（2）鞏固提升

師：單擊“測試題”的網址，根據自己所在班級和學號登錄。根據網頁的評分功能，對出錯的題目進行改正。

學生活動：根據自己的班級學號登錄、測試。若有錯誤，查看課本內容再改正。

設計意圖：根據學測需要，考查學生對知識的掌握情況。此練習可根據教學時間，做彈性安排。

● 教學反思

數據的傳輸過程這部分內容比較抽象，學生很難通過實踐操作或親身體驗來獲取新知識，但卻是網絡的基礎內容。這節課以讓學生進行成語猜謎游戲導入，激發學生的學習熱情，通過成語傳遞的過程分析，很自然地和網絡中數據的傳輸過程進行比較，幫助學生理解和掌握本節課的重點、難點。課堂練習貼合生活實踐，用學生親身經歷的收發電子郵件的例子，便于學生理解和鞏固TCP/IP協議的核心內容及其特點。