4.4 探秘即时信息传输过程—— 互联网TCPIP协议 教学设计-　 -2024-2025学年 安徽版（2024）初中信息科技七年级上册

4.4 探秘即时信息传输过程—— 互联网TCP/IP协议 教学设计 一、教学内容 本项目是“探秘互联网工作过程”的最后一个项目，是互联网通信的基础。教学内容包括互联网数据通信的分层思想、传递过程及原理，认识TCP/IP四层模型的概念和工作模式。本课在教材中具有承上启下的作用，使学生对网络的认识从日常应用逐步上升到运行原理和技术本质的初步了解，再到规划和搭建网络、负责任使用网络的层面上，是稳步提升学生核心素养、扎实原理基础的重要一课。 二、教学基础 本节课的教学对象是七年级学生，他们好奇心强，具备一定的观察能力、分析能力和自主 探究学习能力。他们对于动手实践有一定的热情，对探秘即时信息传输过程的实验教学会比较 感兴趣。同时，在前面的学习中学生已经学习了“互联网互联与互通”“互联网HTTP 协议”“互 联网SMTP/POP3 协议”有关知识，对于互联网的有关协议已经有了一定的认识，但是TCP/IP 协议是网络中最重要的协议，学生对于TCP/IP协议的工作流程，即时信息传输过程中的编码、 传输、解码等工作原理还不了解。因此教师在教学时要细心耐心，让学生通过多种学习方法去 构建本节课的知识体系。 三、问题梳理 1. 素养问题 ● 什么是编码和解码? ● 互联网TCP/IP协议的工作原理? 2. 项目问题 ● 信息是如何在网络中被编码和解码的？ ● TCP/IP协议是如何实现分层处理数据的？ ● 信息在网络中的传输过程？ 四、教学目标与重难点 1．教学目标 （1） 项目目标 通过实验探究即时信息传输过程，了解网络信息的传输原理。 （2）素养目标 了解互联网中的信息编码、传输、解码的原理。 掌握TCP/IP在信息发送与接收过程中分层处理数据的过程。 2．教学重点和难点 （1）教学重点 认识互联网中的信息编码、解码。 掌握信息在网络中的传输过程。 （2）教学难点 理解TCP/IP协议的工作原理。 五、教学策略（教学规划、实验规划） 本项目采用的是验证性实验教学，将本节实验教学环节确定为“明确目的——实验准备——实验实施——实验评价——实验提升”等5个环节。 本次教学以提出问题为导向，明确“网络信息的传输原理”为实验目的，通过引导学类比学习实验前置知识，进行实验探究信息编码、信息传输以及信息解码，实验探究环节总共安排3个实验探究，在进行实验的同时记录分析，进行小结，根据实验结果去评估实验效果，最终撰写实验报告单。本节课的主体是学生，把课堂还给学生，教师只起到引导作用，在学习的过程中，教师提供相应的学习支架进行辅助。 六、环境与资源 1. 实验设备 计算机、路由器、交换机等。 2.实验软件 即时通信软件(如QQ、 微信)、网络分析软件(科来网络分析系统软件。 3.学习资料 TCP/IP协议相关资料、微课、学生学习手册、课件、抓取的数据包等。。 七、教学评价 评 价 维 度 评价标准 星数 学科知识 了解互联网中的信息编码、传输、解码的原理。 ☆☆☆☆☆ 掌握TCP/IP协议在信息发送与接收过程中分层处理数据的过程。 ☆☆☆☆☆ 实验活动 正确执行实验步骤，3个实验活动都能完成，实验结果准确性高，撰写的实 验报告质量高，可借鉴性高。 ☆☆☆☆☆ 项目目标 通过实验探究即时信息传输过程，初步认识互联网信息的传输原理。 ☆☆☆☆☆ 8、 教学过程 实验环节 实验内容 设计意图 明确目的 1. 播放视频. 观看视频，回想自己日常使用即时通信软件(如微信、 QQ等)的情景。 2.思考问题 为了沟通研学行程，李明同学通过即时通信软件，向北京的表哥发送了一条“你好” 的信息。那么,这条你好信息是如何通过互联网在成千上万的数字设备中准确找到彼此, 并将信息发送给对方呢? 3.明确实验目的 探秘即时信息传输过程 学生在问题的驱动下，积极思考，激发学生解决问题的内驱力。 实验准备 活动1:了解网络中数据传输条件 类比分析：你从网络平台购买的商品是如何通过快递寄送到你手里的?结合生活经验， 小组成员讨论后在图中填一填（学习手册P105）。 提出问题：计算机间的数据传输需要用到的网络设备有哪些? 讨论交流：小组内头脑风暴，完成学生手册P105硬件填写。 活动2:了解网络协议的作用 类比理解：什么是网络协议？分层解决问题的好处 自主学习：网络协议中最重要的协议是什么？它作用是什么?（微课），完成学生手册P106连线。 讨论交流：TCP/IP 协议的作用 活动3.梳理互联网数据传输流程 交流讨论：类比分析包裹邮寄流程，完成学生手册P107。 教师合适的问题引导，有助于学生快速进入实验准备状态。 通过类比，让 学生更直观地 理解抽象的即 时通信数据发送过程，为项 目实施做好规 划。 通过让学生理解网络协议中 分层结构的优 势，培养学生 逐级分解化简的思想，有助 于学生解决复 杂的问题。 让学生讨论交 流，自主学习， 培养学生的自主学习能力和 协作意识。 实验实施 实验1： 信息是如何在网络中被编码和解码的？（重点） 1. 使用编码解码工具进行实验，深化编码解码原理理解。 2. 记录实验结果 3. 实验小结 实验2 TCP/IP协议是如何实现分层处理数据的？（难点） 1.利用网络分析软件进行实例验证互联网协议的原理。 实验步骤：第一步掌握科来网络分析软件的操作方法（参考微课）；第二步利用科来网络分析软件验证QQ或微信发送即时信息过程中互联协议的原理。 2. 记录实验结果 验证TCP/IP协议四层结构记录QQ或微信传输过程中使用到的协议并完成学生手册P108内容。 3.互联网数据传输过程（微课） 4.实验小结 实验3： 信息在网络中的传输过程？ 1.分析讨论。 2.网络数据传输过程拼图。 3.实验小结。 数字化工具的应用有在提升学生数字化应用能力的同时效提高实验准确性。 通过采取合适 的个性化学习工具和平台去探究即时信息 传输过程，培养学生的信息意识和数字化学习与创新能 力。 通过验证性实验来探究TCP/IP协议的工作流程及即时信息的传输原理，强调理论与实践相结合。 简单的游戏拼图激发学生的学习兴趣同时有效突破重点。 实验评价 1.交流讨论总结实验成果。 2.综合评价 根据实验结果评估实验的有效性和可靠性，分享经验并评价。 引导学生总结梳 理 知 识 结 构、强化重难 点。 通过自评、互评和师评，学会取长补短。 实验提升 分层作业让不同层次的学生都能得到提高与发展。 九、学习反思 本节实验活动课内容主要是揭示网络协议的原理，原理知识抽象难懂。真实情境问题更能激发学生的学习热情，学生积极性高，游戏与硬件资源现结合的小实验，让学生体验数字的传递过程，进而引出网络中信息是如何发送与接收的这个问题。接着通过层层递进的实验探究使学生逐步掌握协议的工作原理。实验课设计引导学生逐步体会互联网是如何将复杂的问题简化为一系列简要步骤并重新组合，有助于发展学生的计算思维。由于本节课知识点较为密集，学生需要较长时间吸收，造成课堂教学时间紧张，如何提高课堂课堂效率需要继续深究。 ( 22 ) ( 23 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$