本節(jié)課是人教版（2024）信息科技七年級(jí)全一冊(cè)的重要一課，處于學(xué)生逐步深入了解互聯(lián)網(wǎng)底層邏輯的關(guān)鍵階段。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層作為網(wǎng)絡(luò)通信的核心架構(gòu)知識(shí)，為學(xué)生揭開數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)纳衩孛婕?，幫助學(xué)生理解互聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜系統(tǒng)如何有條不紊地運(yùn)行。教材通過形象比喻、實(shí)例剖析引入這一抽象概念，契合七年級(jí)學(xué)生從直觀到抽象的認(rèn)知規(guī)律，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)故障排查、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)等知識(shí)學(xué)習(xí)搭建基石。
二、學(xué)情分析
經(jīng)過前期課程學(xué)習(xí)，學(xué)生已對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、影響有一定認(rèn)知，但網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層涉及相對(duì)抽象的計(jì)算機(jī)底層知識(shí)，對(duì)七年級(jí)學(xué)生思維能力提出較高挑戰(zhàn)。學(xué)生雖具備一定邏輯思維基礎(chǔ)，但面對(duì)復(fù)雜的協(xié)議分層結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)包傳輸流程等內(nèi)容，容易產(chǎn)生畏難情緒。不過，他們好奇心旺盛，對(duì)新鮮事物求知欲強(qiáng)，教師可利用這一特點(diǎn)，結(jié)合生活實(shí)例、趣味演示，將抽象知識(shí)具象化，引導(dǎo)學(xué)生逐步攻克學(xué)習(xí)難點(diǎn)。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能目標(biāo)：學(xué)生能清晰闡述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的基本概念，包括分層的目的、意義；準(zhǔn)確說出 OSI 七層模型與 TCP/IP 四層模型的主要層次結(jié)構(gòu)、功能及每層典型協(xié)議，如 HTTP 位于應(yīng)用層、IP 協(xié)議處于網(wǎng)絡(luò)層等；能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，簡單解釋日常上網(wǎng)過程中數(shù)據(jù)在各層的封裝與解封裝過程，初步具備網(wǎng)絡(luò)故障初步排查的理論基礎(chǔ)。
過程與方法目標(biāo)：通過觀察網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包抓包演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的科學(xué)探究能力；以小組合作搭建簡易網(wǎng)絡(luò)模型活動(dòng)，提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、動(dòng)手實(shí)踐以及知識(shí)遷移運(yùn)用能力，將理論知識(shí)落地到模擬網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建場景中。
情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：讓學(xué)生感受網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層設(shè)計(jì)的精妙之處，激發(fā)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)底層技術(shù)探索的熱情；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定運(yùn)行背后是無數(shù)精準(zhǔn)協(xié)議協(xié)同工作，樹立尊重知識(shí)、勇于鉆研的價(jià)值觀。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：深入淺出講解 OSI 七層模型與 TCP/IP 四層模型架構(gòu)，重點(diǎn)剖析每層核心功能，如傳輸層的可靠傳輸與流量控制、數(shù)據(jù)鏈路層的幀封裝與差錯(cuò)檢測；引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)據(jù)在不同層之間的傳遞關(guān)系，借助動(dòng)畫、實(shí)例等可視化手段呈現(xiàn)抽象的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程。
教學(xué)難點(diǎn)：幫助學(xué)生領(lǐng)悟網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層設(shè)計(jì)思想，理解為何分層能提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可維護(hù)性、兼容性與擴(kuò)展性；針對(duì)學(xué)生理解難點(diǎn)，如網(wǎng)絡(luò)層尋址、傳輸層端口號(hào)作用等抽象概念，設(shè)計(jì)巧妙比喻、互動(dòng)環(huán)節(jié)，突破思維困境，讓學(xué)生真正掌握核心要點(diǎn)。
五、教學(xué)方法
講授法、演示法、小組合作法、類比教學(xué)法
六、教學(xué)準(zhǔn)備
多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析軟件（如 Wireshark）、模擬網(wǎng)絡(luò)搭建套件、教學(xué)課件、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D卡片、學(xué)習(xí)任務(wù)單
七、教學(xué)過程
（一）導(dǎo)入
教師播放一段網(wǎng)絡(luò)視頻通話的動(dòng)畫，視頻中兩個(gè)人跨越不同城市、使用不同設(shè)備卻能流暢交流，畫面穿插顯示數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中飛速穿梭的示意線條。提問學(xué)生：“同學(xué)們，在網(wǎng)絡(luò)世界里，我們的數(shù)據(jù)就像一個(gè)個(gè)小信使，能準(zhǔn)確無誤地從發(fā)送端跑到接收端，大家想不想知道它們是怎么做到的？”
展示一個(gè)快遞寄送流程圖片，將快遞從寄件人手中到收件人手中需經(jīng)過收件、分揀、運(yùn)輸、派送等多環(huán)節(jié)，類比引出網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸也類似有一套嚴(yán)謹(jǐn)流程，進(jìn)而導(dǎo)入本節(jié)課主題 —— 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層。
（二）知識(shí)新授
利用 PPT 詳細(xì)講解 OSI 七層模型：從最頂層應(yīng)用層講起，以日常瀏覽網(wǎng)頁為例，說明應(yīng)用層是用戶直接交互的界面，HTTP 協(xié)議負(fù)責(zé)生成用戶請(qǐng)求網(wǎng)頁的消息；到表示層處理數(shù)據(jù)加密、解密，展示網(wǎng)上銀行交易數(shù)據(jù)加密傳輸保障安全的案例；再到會(huì)話層建立、維護(hù)、管理會(huì)話，舉例多人在線游戲會(huì)話保持確保游戲連貫；講解過程中結(jié)合生活實(shí)例，讓學(xué)生理解各層作用。
過渡到 TCP/IP 四層模型，對(duì)比 OSI 模型簡化之處：重點(diǎn)闡述網(wǎng)絡(luò)層，通過動(dòng)態(tài)演示 IP 數(shù)據(jù)包在不同網(wǎng)絡(luò)路徑轉(zhuǎn)發(fā)尋找最佳路由，解釋網(wǎng)絡(luò)層如何利用 IP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通；講解傳輸層 TCP 和 UDP 協(xié)議差異，現(xiàn)場模擬發(fā)送少量丟包不敏感的音頻數(shù)據(jù)用 UDP，傳輸重要文件用 TCP 確?？煽總鬏?，讓學(xué)生直觀感受協(xié)議選擇對(duì)數(shù)據(jù)傳輸影響。
（三）演示實(shí)驗(yàn)
教師打開網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析軟件（Wireshark），在教室網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下捕獲數(shù)據(jù)包，篩選出如訪問學(xué)校官網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)包。
投屏展示捕獲數(shù)據(jù)包詳情，向?qū)W生講解數(shù)據(jù)包在各層頭部信息添加、修改過程，如以太網(wǎng)幀頭部源 MAC 地址、目的 MAC 地址，IP 包頭部源 IP、目的 IP，TCP 段頭部端口號(hào)等，讓學(xué)生親眼見證數(shù)據(jù)封裝真實(shí)場景，深化對(duì)知識(shí)理解。
（四）小組合作實(shí)踐
將學(xué)生分成小組，每組 4 - 5 人，發(fā)放模擬網(wǎng)絡(luò)搭建套件與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D卡片，任務(wù)是根據(jù)給定拓?fù)鋱D搭建一個(gè)簡單的局域網(wǎng)模型，包含兩臺(tái)計(jì)算機(jī)、一臺(tái)交換機(jī)、一臺(tái)路由器。
小組搭建過程中，需討論各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層中哪些功能實(shí)現(xiàn)，如交換機(jī)主要工作在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)，路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行路由選擇；教師巡視指導(dǎo)，解答設(shè)備連接、配置等技術(shù)問題，確保實(shí)踐順利推進(jìn)。
（五）成果展示與交流
每組選派代表上臺(tái)，展示搭建好的局域網(wǎng)模型，對(duì)照模型講解小組對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層理解，包括各層協(xié)議在模型中的體現(xiàn)、數(shù)據(jù)傳輸模擬路徑等，用簡單易懂語言向全班匯報(bào)實(shí)踐成果。
其他小組提問、補(bǔ)充，教師適時(shí)點(diǎn)評(píng)，強(qiáng)化重點(diǎn)知識(shí)，糾正理解偏差，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化。
（六）課堂總結(jié)
與學(xué)生一起回顧本節(jié)課所學(xué)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層關(guān)鍵內(nèi)容，包括 OSI 與 TCP/IP 模型架構(gòu)、核心功能、典型協(xié)議以及數(shù)據(jù)包傳輸流程，以思維導(dǎo)圖形式在黑板呈現(xiàn)，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系。
引導(dǎo)學(xué)生思考網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層在未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展（如 5G、物聯(lián)網(wǎng)）中的持續(xù)作用，鼓勵(lì)學(xué)生課后繼續(xù)深入探索網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提升信息素養(yǎng)。
八、教學(xué)反思
在教學(xué)中，要充分考慮學(xué)生抽象思維不足問題，盡量多運(yùn)用生活實(shí)例、可視化手段輔助教學(xué)；演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)要提前確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境穩(wěn)定、軟件操作熟練，避免因技術(shù)故障影響教學(xué)效果；小組合作實(shí)踐要注重小組均衡，對(duì)動(dòng)手能力弱小組加強(qiáng)輔導(dǎo)，及時(shí)收集學(xué)生反饋，優(yōu)化后續(xù)教學(xué)，讓學(xué)生扎實(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層知識(shí)，開啟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)探索大門。

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第5課 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層設(shè)

版本： 人教版（2024）

年級(jí)： 七年級(jí)全一冊(cè)

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