第四单元 探索2 数据的传输过程 教学设计 2025-2026学年苏科版七年级 信息科技上册

该初中信息科技教学设计聚焦数据传输过程及TCP/IP协议，通过展示数据传输技术变迁图提问导入，以信件邮寄过程为类比支架，引导学生理解网络协议的分层思想及作用。 特色在于生活情境类比与模拟实践结合，学生观看视频后动手参与编码、分包、传输等步骤，培养计算思维（分解复杂问题）和信息意识（协议认知），提升实践能力，教师可依托活动设计实现高效教学。

学校七年级信息科技学科教案 教学 内容 第四单元 探索2 数据的传输过程 上课时间 总第 课时 教学 目标 （1）通过类比信件的邮寄过程，知道互联网中的数据传输需要遵守网络协议一TCP/IP 协议，进而理解TCP/IP 协议中的分层思想。 （2）通过模拟数据的传输过程，了解互联网将数据传输的问题简化为编码、分包、传输、重组和解码等步骤，进而理解TCP 协议和IP协议是如何支持数据传输的。 （3）在有效、安全使用互联网的基础上，加深对互联网本质和技术原理的理解。 教学重点、难点 教学重点：了解互联网将数据传输的问题简化为编码、分包、传输、重组和解码等步骤。 教学难点：理解TCP/IP 协议中的分层思想及其是如何支持数据传输的。 教学 准备 多媒体网络教室，配备台式计算机或平板电脑。 教学流程 （一）提出问题，导入新课 教师活动：展示教材图4-4，引导学生思考数据传输技术的变迁。这些不同形式的数据在互联网中是如何传输的？ 设计意图：提出基本问题，引发学生深入思考，引导学生关注互联网数据传输背后的原理。 （二）小组合作，掌握新知 1.类比信件的邮寄过程，初探数据的传输过程 教师活动：其实数据的传输过程与信件的邮寄过程十分相似。现在我们把A网络中的某台计算机当作A城市的小红，B网络中的某台计算机当作B城市的小蓝。小红和小蓝需要写信交流，思考他们之间的信件邮寄过程是怎样的。 学生活动：观看视频，结合生活经验，将纸质信件的邮寄过程补充完整。 教师活动：邮政系统在信件邮寄的过程中发挥了重要作用，它是如何保证信件邮寄成功的？ 学生活动：互联网传输数据的过程相对复杂，因此 TCP/IP 协议的设计者创造性地提出了分层思想。分层思想是指在构建互联网体系时，将复杂的通信问题分配到不同层中，每层解决相对简单的问题，层层相叠，从而解决复杂的网络通信问题。按照分层思想，每一层协议负责实现不同的功能。 2.模拟数据传输过程，理解 TCP/IP 协议 活动介绍：分组活动，A1组作为A网络中的1号计算机、B1组作为B网络中的1号计算机...以此类推。A1与B2、A2与B3、A3与B4、A4与B5、A5与B1互为通信对象。每个小组既是发送端也是接收端。 （1） 发送端发送数据。互联网应用中的数据表现形式多样，本节课我们选择发送文本形式的数据。 步骤1：从下方的字中选择两个字组成词语，作为待发送的数据。 （2） 编码。计算机能够像人一样识别出这是词语，图片还是视频吗？ 学生活动：思考并回答。 教师活动：在互联网中，数据都会被转化为1和0组成的二进制数并进行传输，这个过程就是编码。 教师活动：本节课我们要传输的是一个词语。一个常用汉字在计算机中通常使用2字节（16位）或3字节（24位）来表示，具体如何表示取决于编码标准。为了便于活动的开展，我们假设一个汉字使用随机的4位二进制数来表示。 步骤2：从下方的编码表中找到所选词语对应的二进制编码，将编码绘制在便笺纸上。注意编码的方向应为“从左往右”。 （3）分包。思考在纸质信件邮寄的过程中，寄信人将内容写在信纸上后要做什么事情。 教师活动：将信纸装入信封。当信纸过厚，一个信封装不下时，应该怎么办？当数据在网络传输过程中有大小限制时，可以采取分包的方式。介绍IP协议可以将数据分割成若千个数据包，使数据的传输更高效。 （4）封装。与信纸要装入信封并写上地址类似，数据也要放入“信封”，同时附加上重要的信息，这个过程就是封装。数据的封装过程更加复杂，它需要多次将数据放入“信封”，并附加上重要信息。 （5）IP地址。如何标识网络中的每一台计算机？引出IP地址的概念一IP地址是计算机在网络中的唯一标识，它是IP协议提供的一种统一地址格式。IPv4地址由四个0~255的十进制整数组成，整数之间用“.”分隔，如192.168.0.1 步骤3：假设一个数据包的大小为4位二进制数（即每个纸袋只能装人一张便笺纸）。 根据要求对数据进行分包，并将对应的二进制编码准确封装：便笺纸分别装入不同的纸袋，并在所有纸袋上写上目的IP地址（接收端的IP地址）与源IP地址（发送端的IP地址）。 （6）传输设备（路由器）。与信件要经过邮局中转类似，数据虽然在两端之间传输，但中间也可能经过中转一一路由器。负责中转的路由器会检查数据的目标地址，并将数据发送到下一个路由器，直至数据到达目的地。 学生活动：老师扮演“路由器”，A组、B组各选一名学生扮演“传输员”（只能负责本网络中的数据传输）。两名“传输员”按照要求完成传输工作——①收齐本网络中所有需要传输的数据。②交给老师，由老师中转（路由器）。③将数据传输至本网络中正确的计算机地址。 （7）解封装。现在每个小组都已经收到了装有便笺纸的纸袋，思考下一步应该做什么，引导学生思考“在纸质信件的邮寄过程中，收信人拿到信封后要做什么事情”。 学生活动：与收信人确定地址、拆开信封类似，数据到达接收端后也要读取附加信息、拆开“信封”，这个过程就是解封装。 教师活动：数据的解封装过程更复杂，它需要经历多次拆开“信封”的步骤，才能得到数据。 （8） 重组、解码、接收端接收数据。将所有数据包解封装后，还需要做什么？ 学生活动：接收端要将接收到的各个数据包排列，逐个恢复为原来的样子，这个过程就是重组。 步骤4：将所有的数据包解封装、重组，并根据编码表，将重组好的二进制编码恢复成原始的词语，这个过程就是解码。 （9）TCP 协议。 问题1：不知道数据的排列顺序，导致重组后的词语与原本想要传递的词语不一致。解决方法：写上排列序号。 问题2：“传输员”在传输过程中不小心将某个纸袋弄丢，导致该小组的词语重组失败。解决方法：还需另一名“校验员”核对纸袋总数。 教师活动：为保证数据重组的准确率，在封装的时候就可以为每个待发送的数据包贴上序号标签，以便接收方按正确的顺序重组所有数据包，这个功能由 TCP 协议提供。介绍TCP 协议的作用一对于在传输过程中丢失或出错的数据，TCP 协议还会要求发送方重新发送，从而保证数据准确、可靠地传输到接收方。 （三）课堂小结，回顾新知 教师活动：引导学生回顾本节课所学的知识。 （1）互联网的数据传输需要遵守网络协议，其中最基本的协议是TCP/IP 协议。 （2）互联网将数据传输的问题简化为编码、分包、传输、重组和解码等步骤. （3）IP 协议负责定位和发送数据（把数据包送到正确的目标机器），TCP 协议负责可靠传输数据（确保数据包完整、有序、无误地送达目的地）- 教师活动：互联网中除了常见的IP协议、TCP 协议，还有许多其他协议，如HTTP 协议。HTTP协议是一种从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议，又称超文本传输协议。HTTP 协议是因特网上进行信息交互的基础，它不仅可以保证正确、快速地传输超文本文档，还从设计上保证了尽可能少地消耗Web服务器和网络带宽资源。感兴趣的同学课后可以继续了解这些协议的功能，同时也可以思考如何根据具体需求选择合适的协议。 设计意图：学生能够在教师的引导下，结合板书回顾本节课的所学知识，了解“分层”“分包”“重组”等重要思想。 学科网（北京）股份有限公司 $