高中信息技術(shù)實驗教學(xué)模式設(shè)計與實施
——以《簡單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計和組建》一課為例

江海濤 江蘇省梅村高級中學(xué)

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確提出“設(shè)立信息技術(shù)實驗室”，這就強化了實驗教學(xué)的重要地位和作用。高中信息技術(shù)學(xué)科知識具有極強的可操作性，適合通過操作體驗的過程培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，但高中信息技術(shù)課程曾經(jīng)是“只見技術(shù)不見人”，偏重信息技術(shù)應(yīng)用軟件操作，缺乏實踐可操作性。如今，雖然教師普遍認(rèn)同了高中信息技術(shù)實驗的價值，但高中信息技術(shù)實驗教學(xué)并不是有了實驗設(shè)備就夠了，還需要有恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計作為支撐。只有采用正確的教學(xué)模式，高中信息技術(shù)實驗課才能夠獲取良好的教學(xué)效果。

● 教學(xué)模式

高中信息技術(shù)實驗教學(xué)強化了從“訓(xùn)練”到“實操”的價值轉(zhuǎn)變。在實驗教學(xué)中，信息技術(shù)教師要從以往的信息技術(shù)訓(xùn)練者轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓夹g(shù)實操的組織者和引導(dǎo)者，學(xué)生要從以往的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓夹g(shù)學(xué)習(xí)的主動決策者，通過信息技術(shù)感知體驗獲得直接經(jīng)驗，進(jìn)而通過領(lǐng)悟交流獲得間接經(jīng)驗。筆者根據(jù)多年的高中信息技術(shù)實驗教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)歸納了教學(xué)模式（如圖1），該模式具體包括如下四個環(huán)節(jié)：①課堂導(dǎo)入——結(jié)合生活情境，導(dǎo)入實驗任務(wù)；②學(xué)生實驗——分析實驗任務(wù)，開展實驗活動；③討論交流——討論實驗數(shù)據(jù)，交流實驗結(jié)果；④實驗總結(jié)——形成實驗結(jié)論，完成實驗報告。

圖1 高中信息技術(shù)實驗課程教學(xué)模式

● 教學(xué)案例

下面，筆者以《簡單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計和組建》一課為例，詳細(xì)介紹高中信息技術(shù)實驗教學(xué)模式的具體實施過程。

1.課堂引入

導(dǎo)入是學(xué)生實驗活動的起點，教師不要以直接指派任務(wù)的方式安排實驗，而應(yīng)從生活中常用的信息技術(shù)情境開始，激發(fā)學(xué)生主動實驗操作的欲望和動機。在強大實驗動機的激發(fā)下，學(xué)生才能夠真正全身心地投入實驗。

在《簡單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計和組建》一課中，筆者首先從網(wǎng)絡(luò)入手，闡釋了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的價值與作用，讓學(xué)生明確一個好的簡單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以更方便快捷地實現(xiàn)多人共享互聯(lián)網(wǎng)，讓網(wǎng)絡(luò)無處不在。接著，引出實驗任務(wù)：體驗簡單網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和功能，動手組建有線和無線局域網(wǎng)，了解常見網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能，知道互聯(lián)網(wǎng)的接入方式，理解網(wǎng)速、帶寬等知識。

2.學(xué)生實驗

在《簡單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計和組建》一課中，筆者首先引導(dǎo)學(xué)生思考，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中如何才能確定兩個設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)是聯(lián)通的。通過驅(qū)動性問題引發(fā)學(xué)生的深度思考，帶動后續(xù)實驗任務(wù)。

活動1：使用交換機組建局域網(wǎng)

學(xué)生參考教材上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，利用交換機組建簡單局域網(wǎng)絡(luò)，并完成實驗報告。實驗步驟：①使用雙絞線將兩臺電腦連接到交換機上。②查看兩臺電腦的IP地址。③嘗試將兩臺電腦的IP地址由自動獲取改為手動獲取，并設(shè)置IP地址和子網(wǎng)掩碼。④分別用ping命令向?qū)Ψ诫娔X發(fā)送數(shù)據(jù)包（如圖2）。⑤完成實驗數(shù)據(jù)報告（如下表）。

實驗數(shù)據(jù)報告

圖2 網(wǎng)速測試實驗數(shù)據(jù)

活動2：連接無線局域網(wǎng)，并配置無線路由器

實驗步驟：①連接無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。②設(shè)置計算機的IP地址：觀察路由器型號及路由器的IP地址，將相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄至實驗報告（附表）中；若無線路由器啟用DHCP服務(wù)器，則設(shè)置計算機的IP地址為“自動獲得IP地址”；若無線路由器不啟用DHCP服務(wù)器，則設(shè)置計算機的IP地址與無線路由器的IP地址為同一網(wǎng)段。③訪問路由器：在瀏覽器的地址欄中輸入無線路由器的IP地址，如http：//192.168.1.1，輸入用戶名和密碼進(jìn)行訪問，并做好記錄。④設(shè)置路由器的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并記錄。⑤設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)。打開“無線設(shè)置”，利用“基本設(shè)置”，可修改SSID號，并做好記錄。在完成更改后，單擊“保存”按鈕保存更改。進(jìn)行“無線安全設(shè)置”，考慮到無線局域網(wǎng)的使用安全問題，認(rèn)證類型選擇“WPA-PSK/WPA2-PSK”，加密算法選擇“AES”，并設(shè)置密碼，點擊保存，做好記錄。⑥修改路由器參數(shù)，并重啟路由器（若要使修改生效，必須重啟路由器）。⑦恢復(fù)路由器出廠設(shè)置。

活動3：驗證無線網(wǎng)絡(luò)

教師發(fā)布活動任務(wù)，組織學(xué)生展開驗證與組間互評。學(xué)生以小組為單位動手驗證，依次檢測其他小組組建的情況，開展組間互評，并完成實驗報告。實驗步驟：①使用無線客戶端登錄到本組設(shè)置的無線路由器中，訪問互聯(lián)網(wǎng)。②使用無線客戶端登錄到其他組的無線路由器中，訪問互聯(lián)網(wǎng)。

3.討論交流

學(xué)生實驗操作只是載體，更重要的是讓學(xué)生掌握相關(guān)信息技術(shù)知識，理解信息技術(shù)原理，提升信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，在實驗完成后，教師可引導(dǎo)和組織學(xué)生就實驗數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果進(jìn)行深入討論，加深對網(wǎng)絡(luò)原理的理解和遷移。

例如，在《簡單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計和組建》一課中，可主要討論以下實驗問題：①無線局域網(wǎng)的傳輸帶寬是有限的，并且該帶寬是被無線接入點所有用戶共享的。如果用戶傳輸?shù)奈募?shù)據(jù)量較大，就會產(chǎn)生很大的網(wǎng)絡(luò)流量。如何避免帶寬被某用戶全部占用？②在公共場所，若使用不知來源的免費Wi-Fi，是否有安全風(fēng)險？③生活中，在哪些環(huán)境中適合使用無線網(wǎng)絡(luò)？

4.實驗總結(jié)

在學(xué)生實驗活動結(jié)束后，教師要及時帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實驗總結(jié)，讓學(xué)生在實驗中獲得從感性認(rèn)識到理性經(jīng)驗的提升。在實驗總結(jié)階段，教師要引導(dǎo)學(xué)生對實驗問題進(jìn)行深度分析，得出正確的實驗結(jié)論，進(jìn)而實現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的升華。

例如，在《簡單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計和組建》一課中，筆者引導(dǎo)學(xué)生分析、總結(jié)“簡單網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和組建”實驗的過程和收獲；簡述無線局域網(wǎng)的組建方法與步驟，并交流網(wǎng)速測試實驗的數(shù)據(jù)；討論部分型號的無線路由器有轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則、安全功能等選項，能否利用這些選項提高無線局域網(wǎng)的安全性，并嘗試應(yīng)用相關(guān)技術(shù)。

● 教學(xué)反思

1.有利于學(xué)生理解信息科學(xué)原理與知識

以往的高中信息技術(shù)課程偏重培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)操作能力，但高中新課標(biāo)強調(diào)了信息技術(shù)課程的“科”“技”并重。因此，信息科學(xué)原理與知識不能夠僅依賴講授，還要讓學(xué)生通過實驗操作將感悟轉(zhuǎn)化為科學(xué)性知識。同時，信息技術(shù)學(xué)生實驗課作為科學(xué)課程范疇，其學(xué)習(xí)過程必須保證科學(xué)性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

2.強調(diào)學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)解決問題

信息技術(shù)實驗課最重要的目標(biāo)是教會學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)解決實際問題。因此，高中信息技術(shù)實驗教學(xué)要讓學(xué)生完整經(jīng)歷從問題導(dǎo)入到收集數(shù)據(jù)解決問題再到得出結(jié)論的問題解決過程。

3.始終以學(xué)習(xí)者為中心進(jìn)行教學(xué)

實驗課改變了以往學(xué)生被動訓(xùn)練的局面，讓學(xué)生在實踐中培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。高中信息技術(shù)實驗課必須始終堅持以學(xué)生為主體，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，每一環(huán)節(jié)的活動設(shè)計都應(yīng)從激發(fā)學(xué)生的興趣入手，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生分組合作交流，思考解決，要讓學(xué)生參與到實踐中來，進(jìn)而豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和經(jīng)歷。