单元1 任务4 认识传输介质（教案）-《计算机网络应用基础》（高教版）【上好课】

《单元1 初识计算机网络》教案 课 题 单元1 初识计算机网络 任务4 认识传输介质 课 型 新授课 课 时 2课时（90分钟） 授课班级 计算机网络技术及相关专业 授课时间 ________年____月____日 授课教师 ________ 教材分析 本任务4选自《计算机网络应用基础》单元1“初识计算机网络”中的任务4“认识传输介质、网络接口及网络设备”。内容在认识计算机网络、认识数据通信、了解网络体系结构的基础上，进一步把网络中的通信线路、接口和设备落实到具体实物。教学内容包括双绞线、同轴电缆、光纤等传输介质，RJ-45 接口、光纤接口、USB 接口等网络接口，以及网卡、集线器、交换机、路由器等常用网络设备的功能、特点和适用场景。本任务既是认识网络硬件的基础，也是后续学习局域网组建、综合布线和网络设备配置的重要准备。 学情分析 学生经过学习，能够说明计算机网络的组成、数据通信过程和网络分层思想，知道传输介质、通信设备在网络中的作用，也能初步理解数据在不同层次中传输和处理。但学生对具体实物的识别能力还不够稳定，容易把传输介质、接口和设备混为一谈，也容易混淆交换机、集线器和路由器的功能差异。学生日常接触家庭路由器、网线、无线网卡、交换机端口等设备，具备一定感性经验，但缺少从“介质特点—接口类型—设备功能—应用场景”进行系统判断的能力。教学中应结合实物图片、网络连接案例和小组制作水晶头活动，引导学生把前面所学的网络组成、数据通信和分层模型落实到真实网络硬件中。 学习目标 【知识目标】了解传输介质的种类，掌握双绞线、同轴电缆和光纤的结构特点、优缺点及适用场景；认识 RJ-45 接口、光纤接口、USB 接口等常见网络接口；掌握网卡、集线器、交换机、路由器等常用网络设备的功能和作用；理解交换机与集线器、交换机与路由器的主要区别。 【能力目标】能识别常见传输介质、网络接口和网络设备；能根据应用场景选择合适的传输介质；能说明直通线缆和交叉线缆的连接对象；能比较集线器、交换机、路由器的工作层次、转发依据和典型用途；能按步骤完成或描述双绞线水晶头制作与测试过程。 【素养目标】形成规范识别网络硬件、合理选择设备和介质的工程意识，培养动手实践、团队协作、规范操作和安全施工意识。 学习重难点 【教学重点】双绞线、同轴电缆、光纤的特点和适用场景；RJ-45 接口和常见光纤接口的识别；网卡、集线器、交换机、路由器的功能；交换机与集线器、交换机与路由器的区别。 【教学难点】依据实际应用场景选择合适的传输介质；理解光纤通过光的全反射传输光信号；区分交换机基于 MAC 地址转发、路由器基于 IP 地址转发的工作机制；规范完成双绞线水晶头制作与测试。 教学方法 任务驱动法、小组讨论法、讲授法。 以“家庭或校园网络如何把设备连接起来”为任务主线，通过教师讲授明确传输介质、接口和设备知识，通过小组讨论与实践完成介质选择、设备辨析和水晶头制作。 课前准备 教师准备：教材、课件、双绞线、同轴电缆、光纤或图片样品、RJ-45 水晶头、网线钳、网络测试仪、网卡、集线器、交换机、路由器图片或实物。 学生准备：复习网络组成、数据传输和网络层次；观察家庭或教室网络中使用的网线、接口和设备。 教学媒体 课件、投影设备、教材。 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 【课程导入】 结合课件导入情境提问：“我们每天上网查资料、视频聊天、玩网络游戏，电脑上的数据是通过什么传到远方服务器的？家里的多台电脑和手机又是怎样连接到互联网的？” 【联系旧知】 回顾通信线路和通信设备是网络组成的重要部分，数据需要通过信道传输，不同层次协议协同完成通信。引导学生认识：真实网络通信离不开传输介质、网络接口和网络设备。 【提出任务】 请学生观察教室或家庭网络连接，初步列出看到或听说过的网线、接口和设备，并思考它们分别承担什么作用。 学生结合家庭宽带、校园网、电脑网口、路由器和交换机等经验回答问题。 回顾已学的网络组成、信道和协议分层知识。 小组讨论并列举常见传输介质、网络接口和网络设备，如双绞线、光纤、RJ-45 接口、网卡、交换机、路由器等。 从学生熟悉的联网场景出发，把抽象的网络通信落实到可观察、可触摸的硬件对象，为学习传输介质、接口和设备功能建立问题情境。 活动二： 调动思维 探究新知 【传授新知】 讲解知识点一：传输介质。双绞线由成对绝缘铜导线按一定密度互相缠绕构成，成本低、易安装维护，但传输距离较短、抗干扰能力较弱，分为非屏蔽双绞线 UTP 和屏蔽双绞线 STP，常用于家庭网络、办公网络、校园局域网等。同轴电缆由内导体、绝缘层、外导体和护套组成，抗干扰能力较强、传输距离适中，但布线灵活性较差，常用于有线电视和部分监控系统。光纤由玻璃或塑料制成，通过光的全反射原理传输光信号，具有带宽大、速率高、抗干扰强、低损耗、适合长距离传输等优点，但成本较高、连接维护难度较大，分为单模光纤和多模光纤。 讲解知识点二：介质选择。三类介质没有绝对好坏，只有是否适合。选择时要综合考虑传输距离、带宽要求、抗干扰能力、成本、维护难度和应用场景。 讲解知识点三：网络接口。RJ-45 接口常用于双绞线连接；直通线缆两端线序一致，常用于不同类型设备之间连接；交叉线缆两端线序不同，常用于相同类型设备之间直接连接。常见光纤接口包括 SC、LC、ST、FC，可用于数据中心、运营商网络、光纤到户、机房维护、长距离骨干网络等场景。 【课堂提问】 哪种传输介质抗干扰能力最强？普通办公室更适合 UTP 还是 STP？基于什么依据选择光纤而不是双绞线？ 学生观察课件图片或实物，识别双绞线、同轴电缆和光纤。 比较三类传输介质的优缺点和适用场景，完成介质选择讨论。 根据课件内容说出 RJ-45 接口、直通线缆、交叉线缆及常见光纤接口的用途。 通过讲授和对比分析，帮助学生建立“介质特点—接口类型—适用场景”的判断思路，突破只凭名称识别、不能结合场景选择的学习难点。 活动三： 小组合作 实践应用 【传授新知】 讲解知识点一：网卡。网卡是计算机与网络连接的接口，负责把计算机数据转换为网络信号发送出去，并把接收到的网络信号转换为计算机能识别的数据；可按接口类型、总线插槽接口和传输速率分类。 讲解知识点二：集线器。集线器是多端口中继器，工作在物理层，可以连接多个设备形成局域网；但所有端口共享带宽，采用广播方式转发数据，效率低、安全性差、冲突较多。 讲解知识点三：交换机。交换机是多端口网桥，工作在数据链路层，能根据目的 MAC 地址把数据转发到特定端口，性能、安全性、可扩展性和管理能力优于集线器。 讲解知识点四：路由器。路由器用于连接不同网络，工作在网络层，基于 IP 地址转发数据，可选择最佳路径，并可提供 NAT、防火墙等功能。交换机主要连接局域网内设备，路由器主要连接不同网络。 【小组任务】 4-5 人一组制作双绞线水晶头，按“剥线—排线序—修剪线芯—插入水晶头—压制水晶头—测试”的步骤操作，完成后用网络测试仪检测，并在小组间交流制作经验。 【随堂检测】 完成课件练习：哪种传输介质抗干扰能力最强？交换机和集线器工作原理是否相同？简述路由器的功能。 学生根据课件和实物识别网卡、集线器、交换机、路由器。 小组比较交换机与集线器、交换机与路由器的工作层次、转发依据和应用场景。 按步骤制作水晶头并进行测试，记录问题和改进方法，完成随堂练习。 通过设备辨析和动手实践，培养学生识别网络设备、理解设备功能、规范完成网络连接操作的能力，把理论知识转化为真实网络组建中的操作经验。 课堂小结 本节课学习了传输介质、网络接口及网络设备。传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤；双绞线成本低、易安装，适合局域网；同轴电缆抗干扰能力较强，常用于有线电视和部分监控系统；光纤带宽大、速率高、抗干扰强，适合长距离和高速传输。常见网络接口包括 RJ-45 接口和 SC、LC、ST、FC 等光纤接口。常用网络设备包括网卡、集线器、交换机和路由器：网卡负责计算机与网络之间的数据/信号转换，集线器工作在物理层并广播转发，交换机工作在数据链路层并基于 MAC 地址转发，路由器工作在网络层并基于 IP 地址连接不同网络。 作业布置：观察家庭或校园网络，记录所使用的传输介质、网络接口和网络设备；说明每种介质或设备的作用；比较交换机与路由器的区别，并思考在家庭网络连接互联网时为什么通常需要路由器。 板书设计 单元1 初识计算机网络 任务4 认识传输介质、网络接口及网络设备 一、传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤 二、介质选择：距离、速率、抗干扰、成本、维护、场景 三、网络接口：RJ-45 接口、光纤接口、USB 接口 四、网络设备：网卡、集线器、交换机、路由器 五、设备区别：集线器广播转发；交换机基于 MAC 地址转发；路由器基于 IP 地址连接不同网络 六、实践步骤：剥线—排线序—修剪线芯—插入水晶头—压制—测试 教学反思 本课把前面任务中“网络组成、数据通信、分层体系结构”的知识落实到传输介质、网络接口和网络设备实物中。课后重点反思：学生能否准确识别双绞线、同轴电缆和光纤并说明适用场景；能否区分 RJ-45 接口和常见光纤接口；能否说明集线器、交换机和路由器的工作层次及转发依据；水晶头制作是否做到线序正确、压接牢固、测试通过。 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 学科网（北京）股份有限公司 $