第8课 路由路径靠算法 教案 2024-2025学年人 教版（2024）初中信息技术七年级全一册

课题 第8课　路由路径靠算法 共1课时 第1课时 课型 新课 应到人数 实到人数 主备人 Xinxijishu886 备课时间 月 日 授课时间 月 日 教学内容及教材分析 本节课是人教版《初中信息技术七年级（上册）》第二单元《直播网络我来建》第8课，课题为《路由路径靠算法》。教材围绕路由算法的核心概念和原理进行组织，通过清晰的逻辑结构和丰富的实例，逐步引导学生从基础到深入理解路由路径的选择机制。教材注重理论与实践的结合，不仅讲解了各种路由算法的理论基础，还提供了实际的网络场景和模拟实验，帮助学生将知识应用于具体问题。然而，教材在算法的数学推导和实际网络配置方面可能较为抽象，需要教师补充具体案例和实操指导，以增强学生的理解和操作能力。 课标要求 学生对网络路由的概念可能已有初步了解，但对于路由算法的具体原理和操作细节可能感到陌生。了解找到通信路径的方法。了解路由服务自主可控的重要意义。了解路由器的主要功能，会追踪所用计算机访问目的地时经过的路径。 教 学 目 标 信息意识：使学生理解路由路径和算法的基本概念。了解常见的路由算法（如最短路径算法、距离向量算法等）的基本原理。 计算思维：掌握路由器如何根据算法选择最优路径。能够分析并解释简单的路由决策过程。初步具备配置和使用简单路由设备的能力（可通过模拟软件实现）。 数字化学习与创新：激发学生对信息技术的兴趣和探索欲。培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。 信息社会责任：学让学生了解网络安全和规范使用网络资源的重要性，增强学生的信息安全意识和社会责任感。 教学重点 知道域名和 IP 地址的关系，理解域名解析过程。 教学难点 了解我国在根服务器相关领域的成就、了解域名解析服务自主可控的意义。 教学方法 讲解法，练习法，指导探究，操作法 学习方法 合作交流法，动手实践 教学工具 多媒体网络电脑教室、网线、无线路由器等硬件设备、教师自制课件。 教 学 过 程 教 学 过 程 教 学 内 容 二次备课 复习巩固： 教师首先通过一段视频或动画展示互联网中的数据包如何在全球范围内传输，引导学生思考：“当我们在网上发送一条消息或下载一个文件时，这些数据是如何从我们的电脑到达目的地的呢？” 新课导入： 提出问题：“在这个过程中，数据包需要经过多个路由器才能到达最终的目的地。那么，路由器是如何决定数据包应该走哪条路径的呢？是不是随机选择的？还是有什么规律或算法在起作用？” 通过学生的思考和讨论，教师自然引出本节课的主题——《路由路径靠算法》。并简要介绍路由算法在网络通信中的重要性，为后续学习奠定基础。 新课教学： 在互联网通信中，不同位置的网络设备到底是如何找到通信路径的呢？本课介绍寻找通信路径的服务——路由服务。 学习活动1 有同学绘制了图 8.1 来展示心目中的互联网，并认为：互联网由不同的网络互相连接而成；位于中心的网络是网状的，这样更健壮；家庭或学校中的计算机网络一般位于互联网边缘。 有同学绘制了右图来展示心目中的互联网，并认为: 1．互联网由不同的网络互相连接而成； 2．位于中心的网络是网状的，这样更健壮； 3．家庭或学校中的计算机网络一般位于互联网边缘。 对于这位同学绘制的图和他的观点，你有什么看法？ 活动的目标是引导学生形成对互联网的整体认知，只有头脑中有了不同网络互联这个整体印象，后面介绍路由服务才有意义。如果仅局限在本地网络，路由服务的作用是体现不出来的。 一、路由的作用 经过前面的学习，大家知道互联网由不同网络连接而成，网络通信时需要使用与图 8.2 类似的 IP 数据包（域名会转换成 IP 地址）。但 IP 数据包到底是如何到达目的地的呢？ 域名要经过域名解析，转换成 IP 地址，才能真正用于互联网数据通信；正是由于 IP 数据包中有目的地 IP 地址，路由服务才能发挥作用。路由器工作在网络层，处理的都是 IP 数据包。 互联网中的路由服务，就是来解决这一问题的。路由服务由数量众多的路由器协同实现，这些设备收到 IP 数据包后，会根据其中的目的地 IP 地址，计算出下一个要到达的位置。这样一步一步，最终到达目的地。 学习活动2 一、路由的作用 实验目的　查看访问一个网站时需要经过的路由器 实验条件　可联网的计算机 实验步骤 1．执行ipconfig命令，观察窗口中的显示。其中“默认网关”一行中标注的地址，就是通信时经过的第一个路由。它是 2．执行tracert www.gov.cn命令，观察屏幕显示可以发现，到达这个网站经过了 个路由器。 实验结论 找出通信路径一般需要（□多个　□一个）路由器彼此配合。 使用 tracert 命令追踪通信路径时，需要与相关设备进行交互。网络中的一些设备，出于安全等因素的考虑，会拒绝回应tracert 的部分请求或全部请求。这时，相应的位置也会显示为星号。 不同地区、不同时刻执行同样的命令，可能会因网络状况的变化，得到不同的通信路径或不同的 IP 地址。 网络中的一些设备，出于安全等因素的考虑，会拒绝回应tracert的部分请求或全部请求。这时，相应的位置也会显示为星号。 显示效果 二、路由与算法 对于路由器来说，工作时依据的是路由表。路由器收到 IP 数据包后，会根据目的地 IP 地址，在表中找出记录好的传输路径，然后把 IP 数据包转发出去。有多条传输路径可以到达目的地时，路由器会根据权重等信息，选择更优的路径（图 8.4）。 图 8.4路由工作示意图 查路由表对学生来说不难理解，但路由器如何获得这张表，如何维护这张表呢？获得和维护这张表可以由人来完成，当网络发生变化，也由人更改路由表来适应新的变化。此外，也可以由路由器彼此交换信息自动更新路由表，涉及的算法非常复杂。学生适当了解即可。 学习活动3 根据图 8.5 展示的信息，按要求展示路由过程。 192.168.10.2 跟 192.168.20.7 通信，可选择的通信路径：192.168.10.2—R1—R2—192.168.20.7 192.168.10.2 跟 192.168.30.7 通信，可选择的通信路径：192.168.10.2—R1—R2—R3—192.168.30.7 192.168.10.2 跟 192.168.40.7 通信，可选择的通信路径：192.168.10.2—R1—R2—R4—192.168.40.7 三、与路由相关的安全问题 路由服务是基本的互联网服务之一。网络传输过程中，IP 数据包要借助路由服务进行传输。所以，控制了路由服务就意味着控制了网络传输过程。路由服务的安全，关系着整个网络的安全。 学习活动4 阅读下面的资料，从国家网络安全和个人信息安全两个角度梳理与路由服务相关的安全问题。 自主可控事关国家网络安全。如果不法分子通过路由器破坏通信路径、窃听通信数据，将引发安全风险，甚至严重威胁我国信息安全。因此，路由器硬件生产、软件开发、算法设计等各个层面的自主可控，是关系国家网络安全的大事。早在 2017 年，相关部门就已把路由器列为网络关键设备，并制定了相应的技术规范。 合理使用事关个人信息安全。越来越多的家庭开始使用路由器共享上网，越来越多的人开始利用机场、酒店等场所的路由器上网……无论是网络的组建者还是使用者，都应了解相关的安全知识，提升保障信息安全的意识。 教学时，可安排学生只选取一个角度进行梳理，然后通过交流讨论、教师点评等环节，帮助他们形成整体认识。 对于学有余力的学生，可以引导他们自行搜索因路由服务问题引发的网络安全事件，并通过简单分析，帮助他们理解路由服务自主可控的重要性。 教 学 过 程 课堂练习: 有同学说：“域名解析服务决定数据去哪，路由服务决定数据如何去。”对于这个观点，你怎么看？ 域名解析服务器可以将域名转变为 IP 地址，分配 IP 数据包的去向。路由器会分析 IP 数据包中的目的地等信息，经过计算后，指明通信路径。 课堂小结: 1．路由服务是互联网的基本服务之一。 2．路由器是提供路由服务的设备。 3．路由器根据IP数据包中的目的地IP地址，通过查表寻找传输路径。 4．路由服务自主可控事关国家网络安全。 作业布置: 做信息科技学生手册58页的任务单 板书 设计 第8课 路由路径靠算法 一、路由的作用 二、路由与算法 三、与路由相关的安全问题 组长审批意见及签字 签字： 年 月 日 教学反思 课后签字 签字： 年 月 日 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$