高中信息技術(shù)-數(shù)據(jù)交換技術(shù)教學設(shè)計學情分析教材分析課后反思

《數(shù)據(jù)交換技術(shù)》教學設(shè)計【教學目標】1、知識與技能： （1）掌握3種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的過程；（2）了解三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的用途；（3）比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點。2、過程與方法： 先通過火箭運輸方案的分析，了解火箭運輸可能存在的途徑方法及其各自的優(yōu)缺點，然后進行知識遷移，明白3種數(shù)據(jù)交換的過程及其特點。 3、情感態(tài)度價值觀： 培養(yǎng)學生的自主探究精神；培養(yǎng)知識的遷移能力。4、重點、難點：重點3種數(shù)據(jù)交換技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)的過程及應(yīng)用。難點比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點?！窘虒W過程】一、創(chuàng)設(shè)情景，引入課題展示電報、電話、手機、網(wǎng)絡(luò)圖片。如果你有一位同學去國外讀書，你想同他進行聯(lián)系，會選擇哪種通訊方式？為什么？展示4種通信方式資費標準：電報：0.14元/字電話：本地市話主叫：小區(qū)內(nèi)：0.11元/分鐘；小區(qū)外：0.40元/分鐘；小區(qū)內(nèi)長途0.25元/分鐘。長途直撥：按分鐘計費，按港澳臺和國際分為兩檔資費：（1）港澳臺：1.88元/分鐘；（2）國際：6.88元/分鐘。IP電話：電話號碼前+17951國家和地區(qū)資費標準（元/分鐘）中國香港、美國本土等0.39中國澳門、中國臺灣等0.69英國、法國、俄羅斯等1.69ADLS寬帶：20M，720元兩年，大約0.04元/分鐘學生填寫通訊費用表。普通電話IP電話網(wǎng)絡(luò)濟南市市中區(qū)0.40.04北京0.250.04美國6.880.390.04思考一下這三個問題：同一根電話線接入家中，為什么電話費(最低0.11元/分鐘)比上網(wǎng)費（0.04元/分鐘）高？為什么打本市小區(qū)外的電話每分鐘0.4元，比國內(nèi)長途（0.25元）還貴？甚至比往美國（0.39元）打電話還貴？為什么往美國打國際長途，在號碼前+17951話費就由每分鐘6.88元將為0.39元？（學生思考討論提出見解，對學生的答案進行點評）我們以往美國打國際長途為例來分析一下，在打電話這個信息傳遞過程中，電話直撥和IP電話兩種方式信息的發(fā)送方、接收方、信息內(nèi)容都一樣，為什么費用不一樣？說明信息在傳遞過程中使用的傳輸方式是不一樣的。上圖是通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，兩臺設(shè)備要想進行通信，最簡單的辦法是在在兩臺設(shè)備之間連接一條物理線路直接進行數(shù)據(jù)傳輸。但實際上這是不可能的，我們不可能為所有需要通信的設(shè)備都連接一條物理線路?，F(xiàn)代通信都是通過網(wǎng)絡(luò)來連接所有通信設(shè)備的，當信息通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸時，就要用到數(shù)據(jù)交換技術(shù)，今天我們就來認識一下數(shù)據(jù)交換技術(shù)，了解一下數(shù)據(jù)是如何通過一個個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的轉(zhuǎn)接從發(fā)送方到達接受方的。二、教學過程1、火箭運輸數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)在電線進行傳輸，我們看不進也摸不到，我們先看一通過鐵路運輸火箭的例子。鐵路網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)，都是由一個個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接而成，他們的運輸方式也很類似。所以我們先看看鐵路是如何運輸貨物的，再來認識通信網(wǎng)絡(luò)是如何傳輸數(shù)據(jù)的。問題：有一火箭需通過鐵路從制造廠(上海)運到發(fā)射場（徐州），現(xiàn)有三種方案：專列專線、專列非專線、非專列非專線?，F(xiàn)要求大家從重點速度、線路利用率、費用三個方面討論這三種方案的優(yōu)劣。甲線（專列專線）：使用專用火車來運輸火箭，并使用專線，從制作廠到發(fā)射場線路其他車次不得占用。乙線（專列非專線）：使用專用火車來運輸火箭，但不使用專線，該火車按照正常的火車時刻表，服從鐵路部門的調(diào)度。如：現(xiàn)按照正常的車次進入第一個站點停靠，聽候調(diào)度，有合適的線路才能繼續(xù)往下一站點，如此循環(huán)，直至將火箭運到目的地。丙線（非專列非專線）：不使用專列和專線來運輸，而是將火箭拆分，與普通貨物一樣進行運輸，到達發(fā)射場重新組裝。講解它們的運行過程，比較他們的優(yōu)缺點。優(yōu)點缺點甲線（專線專列）速度最快線路利用率最低，費用最高乙線（專線非專列線路利用率較高，費用較低速度最慢丙線（非專線非專列）線路利用率最高，費用最低，速度較快需要拆分和組裝（小結(jié)：在這三種方案中是通過提高線路的利用率來有效地降低費用的。）在現(xiàn)實生活中要運輸貨物有這么三種方案，同樣，在網(wǎng)絡(luò)中要傳輸大量的數(shù)據(jù)。也有三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)，他們的工作原理和我們剛才討論的三種運輸方案有許多相似的地方，大家在學習的時候可以用來做類比。2、數(shù)據(jù)交換技術(shù)預習課本，認識數(shù)據(jù)交換技術(shù)，和火箭運輸方案類比，分析數(shù)據(jù)是如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)?。完成學案。1組分析電路交換技術(shù)，2組分析報文交換技術(shù)，3組分析分組交換技術(shù)。1、數(shù)據(jù)交換技術(shù)和火箭運輸中的線類似？2、描述數(shù)據(jù)從A到B的運輸過程。3、應(yīng)用：4、數(shù)據(jù)交換技術(shù)的特點：（一）電路交換技術(shù)首先，1組講解電路交換技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸過程、應(yīng)用和特點。然后，動畫展示“建立電路—傳輸數(shù)據(jù)—拆除電路”數(shù)據(jù)傳輸過程。應(yīng)用：老式電話視頻：電話數(shù)據(jù)傳輸過程。最后，動畫展示電路交換技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸過程，分析電路交換技術(shù)特點：優(yōu)點：1、建立臨時專用物理通道，通信可靠性高；2、數(shù)據(jù)實時傳遞，延遲小。缺點：1、線路雙方獨占，空閑大，線路利用率低，費用高；2、要求通信的雙方必須同時工作。（二）報文交換技術(shù)首先，2組講解報文交換技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸過程、應(yīng)用和特點。然后，動畫展示報文數(shù)據(jù)整體“存儲—轉(zhuǎn)發(fā)”數(shù)據(jù)傳輸過程。應(yīng)用：電報視頻：電報發(fā)報過程。最后，動畫展示報文交換技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸過程，分析報文交換技術(shù)特點：優(yōu)點：1、無需專用線路，“節(jié)點—節(jié)點”的線路可被多個報文共享，線路的利用率提高，費用降低。2、節(jié)點采用“存儲—轉(zhuǎn)發(fā)”方式傳輸數(shù)據(jù)，容易實現(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換、速率匹配，可以實現(xiàn)不同終端之間通信。接收方和發(fā)送方無需同時工作。缺點：1、報文在每個交換節(jié)點均需經(jīng)歷“存儲—轉(zhuǎn)發(fā)”過程，網(wǎng)絡(luò)的延遲增大。（三）分組交換技術(shù)首先，3組講解分組交換技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸過程、應(yīng)用和特點。然后，動畫展示數(shù)據(jù)分組“存儲—轉(zhuǎn)發(fā)”數(shù)據(jù)傳輸過程。應(yīng)用：IP電話、計算機網(wǎng)絡(luò)視頻：TCP/IP協(xié)議原理最后，動畫展示分組交換技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸過程，分析分組交換技術(shù)特點：優(yōu)點：1、分組小且固定，使后一個分組存儲可以與前一個分組轉(zhuǎn)發(fā)并行，不同分組可以使用不同線路傳輸，延遲較小2、不同站點的分組可以交織在同一線路上傳輸，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，線路利用率最高，費用最低缺點：1、數(shù)據(jù)需要分組和重組，由于傳輸路線不固定，可能出現(xiàn)失序、丟失或重復分組現(xiàn)象；2、對每個分組增加來源、目的地址和分組編號等信息，使信息量增加5%—10%。3、課堂小結(jié)數(shù)據(jù)交換技術(shù)原理特點應(yīng)用電路交換技術(shù)（專列專線）專業(yè)物理通道延遲最小費用最高同時在線老式電話報文交換技術(shù)（專列非專線）報文整體“存儲—轉(zhuǎn)發(fā)”延遲最大費用較低不同終端通信電報分組交換技術(shù)非專列非專線報文分組“存儲—轉(zhuǎn)發(fā)”延遲較小費用最低分組重組IP電話計算機網(wǎng)絡(luò)疑問解答：（1）、同一根電話線接入家中，為什么電話費(最低0.11元/分鐘)比上網(wǎng)費（0.04元/分鐘）高？（2）、為什么打本市小區(qū)外的電話每分鐘0.4元，比國內(nèi)長途（0.25元）還貴？甚至比往美國（0.39元）打電話還貴？（3）、為什么往美國打國際長途，在號碼前+17951話費就由每分鐘6.88元將為0.39元？4、體驗數(shù)據(jù)交換技術(shù)傳輸5張紙，從第一排同學傳到最后一排同學，假設(shè)每位同學轉(zhuǎn)發(fā)一張紙需要時間都是1秒。電路交換：專線傳輸，專線上每一個同學收到一張紙就開始轉(zhuǎn)發(fā)給下一個同學。報文交換：整體存儲轉(zhuǎn)發(fā)，每一個同學收齊5張紙之后，轉(zhuǎn)發(fā)給下一排一個同學。分組交換：分組傳輸，6張紙（增加10%）隨機發(fā)放，每一個同學收到一張紙就開始轉(zhuǎn)發(fā)給下一排空閑同學。每小組演示一種。5、當堂訓練1、下列不屬于數(shù)據(jù)交換技術(shù)的是()A．電路交換B．電報交換C．分組交換D．報文交換2、城市電話網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸時，在源節(jié)點與目的節(jié)點之間有一條臨時專用物理連接線路。這種市電話話網(wǎng)采用()技術(shù)。A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數(shù)據(jù)交換3、IP電話、電報和專線電話分別使用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)是()A．電路交換技術(shù)、報文交換技術(shù)和分組交換技術(shù)B．分組交換技術(shù)、報文交換技術(shù)和電路交換技術(shù)C．報文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)和電路交換技術(shù)D．電路交換技術(shù)、分組交換技術(shù)和報文交換技術(shù)4、電子郵件的收發(fā)使用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)是()A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數(shù)據(jù)交換5、與電路交換相比較，分組交換主要有以下特點（）A、實時性差，線路利用率低，B、實時性差，線路利用率高C、實時性好，線路利用率高D、實時性好，線路利用率低6、現(xiàn)在需要選擇一種實時性好，交互性強的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，可以選擇（）A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數(shù)據(jù)交換學情分析網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的專業(yè)性比較強，單純講網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就比較枯燥，學生不太愿意接受這樣的教學方式。但本節(jié)內(nèi)容可以借鑒學生已有的經(jīng)驗，首先分析鐵路運輸火箭的方法，掌握貨物傳輸過程的基本特點后，再延伸到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶W習中來，通過火箭運輸方法和三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)對比，學生不僅容易接受，對知識點理解得也會更透徹。效果分析本節(jié)課通過普通電話、IP電話、網(wǎng)絡(luò)費用的對比，激發(fā)學生對于通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的興趣。通過火箭運輸和數(shù)據(jù)交換技術(shù)的對比，讓學生深刻理解數(shù)據(jù)是如何在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間進行轉(zhuǎn)接的，突破教學重點。通過對火箭運輸方案和數(shù)據(jù)交換技術(shù)分析，觀看電話數(shù)據(jù)傳輸過程、電報發(fā)報過程、TCP/IP協(xié)議工作原理視頻，理解三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點，突破教學難點。通過傳紙游戲讓學生體驗三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)，加深對數(shù)據(jù)傳輸過程和優(yōu)缺點的認知。教材分析《數(shù)據(jù)交換技術(shù)》是科教版高中信息技術(shù)選修課程《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》第三章第二節(jié)的內(nèi)容。在網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理中，本節(jié)教學的主要目的是讓學生了解網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過程，經(jīng)過上節(jié)課的學習，學生已經(jīng)了解了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的大致傳輸過程，知道數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸采用的是層次性結(jié)構(gòu)，每層又都有相互約定的協(xié)議，在發(fā)送數(shù)據(jù)端將要發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過層層協(xié)議放到發(fā)送端口做好發(fā)送的準備，而另一接收端將接到的數(shù)據(jù)逆向地、將接收到的數(shù)據(jù)，層層按協(xié)議恢復到原發(fā)送的狀態(tài)。但是發(fā)送端的數(shù)據(jù)放到網(wǎng)絡(luò)發(fā)送端口后在網(wǎng)絡(luò)上又是如何傳輸?shù)浇邮斩说哪?？這就是本節(jié)課要學習的內(nèi)容―數(shù)據(jù)交換技術(shù)。數(shù)據(jù)交換其實分為3種技術(shù)，要深入了解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換過程必須結(jié)合學習另外兩種交換技術(shù)才能掌握得更清楚。3種交換技術(shù)單純講內(nèi)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評測練習1、下列不屬于數(shù)據(jù)交換技術(shù)的是()A．電路交換B．電報交換C．分組交換D．報文交換2、城市電話網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸時，在源節(jié)點與目的節(jié)點之間有一條臨時專用物理連接線路。這種市電話話網(wǎng)采用()技術(shù)。A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數(shù)據(jù)交換3、IP電話、電報和專線電話分別使用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)是()A．電路交換技術(shù)、報文交換技術(shù)和分組交換技術(shù)B．分組交換技術(shù)、報文交換技術(shù)和電路交換技術(shù)C．報文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)和電路交換技術(shù)D．電路交換技術(shù)、分組交換技術(shù)和報文交換技術(shù)4、電子郵件的收發(fā)使用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)是()A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數(shù)據(jù)交換5、與電路交換相比較，分組交換主要有以下特點（）A、實時性差，線路利用率低，B、實時性差，線路利用率高C、實時性好，線路利用率高D、實時性好，線路利用率低6、現(xiàn)在需要選擇一種實時性好，交互性強的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，可以選擇（）A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數(shù)據(jù)交換課后反思本節(jié)課的總體效果比較好，用通訊費用的差別調(diào)動學生的學習興趣和積極性，從學生容易理解的火箭運輸，到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸，從形象到抽象，充分調(diào)動學生思維。經(jīng)過火箭運輸?shù)念惐?，傳紙游戲的體驗，學生對于三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的傳輸過程和優(yōu)缺點，掌握起來比較輕松，總體掌握情況較好。同時也培養(yǎng)了學生借助自身使用經(jīng)驗，思考原理、領(lǐng)悟原理、關(guān)注技術(shù)的意識。不足之處是沒有讓學生自主設(shè)計的火箭的運輸方法，對于運輸過程的掌握不夠深刻，這節(jié)課的銜接也不太完美，對于技術(shù)的進步過程沒有滲透，需要改進。課標分析網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用的典型代表，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在改變著人們的工作、生活與學習方式。在信息社會中，因特網(wǎng)已經(jīng)成為人們進行信息交流的強有力工具?！毒W(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》模塊介紹網(wǎng)絡(luò)的基本功能和因特網(wǎng)的主要應(yīng)用。要求學生掌握網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識和基本應(yīng)用技能。在教