第1课 高效传输秘籍－漫谈TCPIP和包交换 课件+导学案 2024—2025学年清华大学版（2024）B版初中信息技术七年级上册

单元基本信息 单元教学主题 第二单元 互联网时代来临 单元课时 5 单元项目情境与任务 随着网络的发展，家庭中接入互联网的设备也必然越来越多，小清的新家装修正面临这个难题。请你组建一个小组，帮助小清设计并模拟搭建一个家庭网络。 单元学习目标 1.知识技能 （1）知道网络信息交换的方式及原理，能够说出不同信息交换方式的优缺点。 （2）知道IP与IP地址，能够说出IPv4的局限性及其被IPv6代替的因素。 （3）知道互联网接入方式以及互联网的组成，能够完成简单的网络连接工作。 2.素养指向 （1）信息意识：能够认识到互联网对人类社会的影响，并应用于项目问题的解决。 （2）计算思维：能够根据小清家庭以及当地物价的具体情况，设计出解决问题的方案。 （3）数字化学习与创新：能够通过网络收集、整理与使用相关资料，协同解决相关项目问题。 （4）信息社会责任：能够主动运用网络知识帮助他人解决简单的网络连接、安全等问题。 单元教学整体规划 项目活动 对应课题 拟解决的项目子问题或子任务 课时 项目筹备 第1节高效传输秘籍——漫谈TCP/IP和包交换 规划项目实施方案 1 知识探究 了解网络信息交换的方式及原理，以为搭建小型网络储备知识 第2节告诉我地址——从IPv4到IPv6的传奇 了解IP与IP地址，以为设备接入互联网储备知识 1 第3节接人互联网——终端、服务器、路由器 移动互联 了解互联网成员及其功能，为动手连接网络设备储备知识 1 整理展示 第4节跨学科活动：搭建小型网络 科学规范地模拟并搭建家庭小型网络 2 项目实施 课题名称 第1课 高效传输秘籍——漫谈TCP/IP和包交换 课时目标 1.合理进行项目分工，能够基于小组成员情况与任务需求进行规划。 2.知道网络中不同的信息交换方式及其原理，能够说出不同交换方式的优缺点。 3.了解TCP/IP的数据包传输基本过程，能够与小组同学模拟其传输过程。 教学准备 信息科技实验室、求证实验器材 导学过程 意图说明 一、项目筹备 1.展示单元项目情境： 随着网络的发展，家庭中接入互联网的设备也必然越来越多，小清的新家装修正面临这个难题。请你组建一个小组，帮助小清设计并模拟搭建一个家庭网络。 2.提出单元项目任务：你会如何规划项目方案？ （1）提供项目方案范例 学习知识 实施步骤 预期成果 （1）学习教材中的相关知识 （2）学习家用电器使用的基本方法及注意事项。 （3）学习连接网线、配置网络的方法。 （4）自学图文编辑软件或视频编辑软件的操作方法。 （5）学习宣讲文稿的具体要求与撰写方法。 （1）需求分析：收集包括家电与家具在内的各种智能家居设备信息，完成智能家居设备网络连接需求表。 （2）网络设计图规划：根据智能家居设备信息及预算情况，完成网络设计图规划。 （3）选择网络服务提供商：查询当地网络服务提供商的价格、网速等相关维度的情况，填写对比分析表，并进行对比选取。 （4）连接配置路由器：根据路由器产品说明书，对其进行电源线、网线等线材的连接，并登录路由器配置网络。 （5）连接智能设备：将各类智能家居设备通过有线或无线的方式接入互联网。 （6）设置家庭网络安全：对路由器进行相关设置，提升家庭网络的安全性。 （1）智能家居设备网络连接需求表 （2）家庭网络设计方案图 （3）家庭网络设备需求清单 （4）网络服务提供商的对比分析表 （5）成功接入互联网的家庭网络 （2）引导开展自主规划 　　　——要求以小组为单位，基于自身情况进行规划，并将结果填入下表1、表2。 表1 项目实施规划 学习知识 实施步骤 预期成果 表2 小组合作分工 姓名 角色 职责 （3）各小组汇报展示交流 　　　——展示小组规划成果，交流规划缘由。 二、知识探究 1.项目子问题或任务引入 ——了解网络信息交换的方式及原理，以为搭建小型网络储备知识 2.探究内容与要求 （1）方法引导：按照认识事物一般规律，由概念到原理，由简单到复杂 （2）主要内容： ①计算机网络都有哪些信息交换方式？——概念 ②三种网络信息交换方式的原理是什么？——原理 ③TCP/IP是如何实现高效传输的？——应用 3.知识习得 （1）自主阅读：以书本P35-40为主，网络知识作补充 （2）知识梳理： ①计算机网络中的信息交换方式有____________、____________、____________。 ②三种交换方式的优缺点有哪些？请在书本P37的表2.1.1中完成。 ③TCP/IP是基于____________交换原理实现了数据的高效传输。 4.核心素养培育 （1）学会分析：三种信息交换方式各有什么优缺点？ 辅助分析支架：电路交换通信速度_____，但整个网络的__________很低。报文交换不需要通信双方连接_______________，但可能出现____________或____________等现象。分组交换将报文分割成多组容量更小的___________分批次传输。 （2）学会解释：为什么TCP/IP的数据包传输很高效？ 辅助分析支架：TCP/IP是基于___________原理实现的。IP负责确认网络位置并____________转交给TCP处理；TCP要求建立通信连接以实现可靠传输，该过程可分为_________________，_________________，_________________三个环节。 （3）学会求证：建立TCP连接时“三次握手”的必要性。 ——教师引领学会求证： ①求证技能： 三次握手的证明方法通常包括理论分析和实际演示。可以采用多种方法来证明TCP建立连接时三次握手的必要性，例如： 理论证明：通过逻辑推理和协议规范进行解释； 反证法：先假设三次握手不是必要的，然后推导如果缺少三次握手，会出现哪些问题； 反例证明：研究网络故障案例，分析在没有使用三次握手的情况下真实出现的问题； 类比证明：通过恰当的类比实验，证明三次握手的必要性。 ②求证活动： 小组讨论并推选代表进行陈述。 观察建立TCP连接的类比实验活动（具体操作见课件） （4）对学科方法、工具或作品进行评价反思 ①网络信息传输方式的发展，给我们带来了哪些积极影响？ ②从证明三次握手的必要性实验中，谈谈你对遵守规则的理解？ 三、习题测试 1. 分组交换与另外两种交换方式相比，其优点不包括（） A. 丢包率低 B. 有专用通道 C. 可实现分批传输 D. 线路利用率高 2. 下列选项中，不属于TCP/IP特点的是（） A. 基于分组交换实现 B. 三次握手 C. 四次挥手 D. 可重复的IP地址 四、小结回顾 请同学按照下列提示进行总结回顾： 1.学到了哪些知识与技能？ 2.提升了哪些方面的能力？ 3.生成了怎样的观点？ 五、布置作业 1.项目实施作业 请各小组对项目探究的阶段成果进行整理并提交，整理内容： （1）了解小清的需求并完成小组分工表 2.课后挑战作业（对应教材中的“挑战”部分） 略，书本P40-41 通过范例来帮助学生降低自主规划的的难度 学科网（北京）股份有限公司 $$ 信息技术 七年级 上册 高效传输秘籍——漫谈TCP/IP和包交换 1 项目筹备 主要内容 /00 /01 /02 网络的信息交换方式 TCP/IP的数据包传输 2 项目筹备 随着网络的发展，家庭中接入互联网的设备也必然越来越多，小清的新家装修正面临这个难题。请你组建一个小组，帮助小清设计并模拟搭建一个家庭网络。 3 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 项目筹备 你会如何规划项目方案？ 学习知识 实施步骤 预期成果 （1）学习教材中的相关知识 （2）学习家用电器使用的基本方法及注意事项。 （3）学习连接网线、配置网络的方法。 （4）自学图文编辑软件或视频编辑软件的操作方法。 （5）学习宣讲文稿的具体要求与撰写方法， (1)需求分析：收集包括家电与家具在内的各种智能家居设备信息，完成智能家居设备网络连接需求表。 （2)网络设计图规划：根据智能家居设备信息及预算情况，完成 网络设计图规划。 （3）选择网络服务提供商：查询当地网络服务提供商的价格、网速等相关维度的情况，填写对比分析表，并进行对比选取。 （4）连接配置路由器：根据路由器产品说明书，对其进行电源线、网线等线材的连接，并登录路由器配置网络。 （5）连接智能设备：将各类智能家居设备通过有线或无线的方式接入互联网。 （6）设置家庭网络安全：对路由器进行相关设置， 提升家庭网络的安全性。 （1）智能家居设备网络连接需求表 （2）家庭网络设计方案图 （3）家庭网络设备需求清单 （4）网络服务提供商的对比分析表 （5）成功接入互联网的家庭网络 4 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 项目筹备 你会如何分配小组任务？ 5 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 项目筹备 以小组为单位，基于自身情况进行规划，并将结果填入下表1、表2。 6 知识探究 主要内容： ①计算机网络都有哪些信息交换方式？——概念 ②三种网络信息交换方式的原理是什么？——原理 ③TCP/IP是如何实现高效传输的？——应用 自主阅读：以书本P35-40为主，网络知识作补充 7 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 知识梳理 ①计算机网络中的信息交换方式有____________、____________、____________。 ②三种交换方式的优缺点有哪些？请在书本P37、38的表2.1.1中完成。 ③TCP/IP是基于____________交换原理实现了数据的高效传输。 电路交换 报文交换 分组交换（包交换） 交换方式 优点 缺点 电路交换 报文交换 分组交换 分组交换（包交换） 8 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 学会分析 学会分析：三种信息交换方式各有什么优缺点？ 辅助分析支架：电路交换通信速度_____，但整个网络的__________很低。报文交换不需要通信双方连接_______________，但可能出现____________或____________等现象。分组交换将报文分割成多组容量更小的___________分批次传输。 快 通信效率 专用通信线路 网络拥塞 数据丢失 数据包 9 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 学会解释 学会解释：为什么TCP/IP的数据包传输很高效？ 辅助分析支架：TCP/IP是基于___________原理实现的。IP负责确认网络位置并____________转交给TCP处理；TCP要求建立通信连接以实现可靠传输，该过程可分为_________________，_________________，_________________三个环节。 分组交换 （包交换） 封装数据包 建立TCP连接 传输数据包 断开TCP连接 10 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 学会求证 学会求证：建立TCP连接时“三次握手”的必要性。 ①求证技能：三次握手的证明方法通常包括理论分析和实际演示。可以采用多种方法来证明TCP建立连接时三次握手的必要性，例如理论证明：通过逻辑推理和协议规范进行解释；反证法：先假设三次握手不是必要的，然后推导如果缺少三次握手，会出现哪些问题；反例证明：研究网络故障案例，分析在没有使用三次握手的情况下真实出现的问题；类比证明：通过恰当的类比实验，证明三次握手的必要性。 11 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 学会求证 ②求证活动： 小组讨论并推选代表进行陈述。 观察建立TCP连接的类比实验活动 12 建立TCP连接的类比实验活动 通信双方需要确保两件事： 1.对方能收到我的消息 2.我能收到对方的消息 A、B两位同学分别在纸盒两端，纸盒表示“互联网”，两侧各伸出了两条滑槽，分别表示发送通道和接收通道，学生将表示“包”的滚珠放进发送通道，另一侧学生在接收通道观察是否收到了“包”。 探究通信双方都确保1、2两项内容，至少需要几次通信。 ？ ！ ？ ！ 13 建立TCP连接的类比实验活动 通信双方需要确保两件事： 1.对方能收到我的消息 2.我能收到对方的消息 当我收到了对方的“？”小球时，在“我能收到对方的消息”处打勾； 当我收到了对方的“！”小球时，在“对方能收到我的消息”处打勾； ？ ！ ？ ！ “！”与“？”小球能否合并成一个一起发送？所以至少需要_______次握手。 3 1.对方能收到我的消息 2.我能收到对方的消息 同学A 同学B 14 建立TCP连接的类比实验活动 ？ ！ ？ ！ 将某滑槽设置缺口，可以用于模拟线路故障而导致的数据包丢失的情况 15 01 准备过程 02 整体结构 03 重点说明 04 名词解释 评价反思 对学科方法、工具或作品进行评价反思 ①网络信息传输方式的发展，给我们带来了哪些积极影响？ ②从证明三次握手的必要性实验中，谈谈你对遵守规则的理解？ 16 习题测试 1. 分组交换与另外两种交换方式相比，其优点不包括（） 丢包率低 B. 有专用通道 C. 可实现分批传输 D. 线路利用率高 2. 下列选项中，不属于TCP/IP特点的是（） A. 基于分组交换实现 B. 三次握手 C. 四次挥手 D. 可重复的IP地址 B D 17 小结回顾 请同学按照下列提示进行总结回顾： 1.学到了哪些知识与技能？ 2.提升了哪些方面的能力？ 3.生成了怎样的观点？ 18 布置作业 1.项目实施作业 请各小组对项目探究的阶段成果进行整理并提交，整理内容： （1）了解小清的需求并完成小组分工表 2.课后挑战作业（对应教材中的“挑战”部分） 略，书本P40-41 19 $$