任务三 认识数据通信技术（教案）《计算机网络基础与应用》（重庆大学出版社第5版）【上好课】

《计算机网络基础与应用》(重庆大学出版社第5版)教案 课 题 认识数据通信技术 课 型 理论 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课选自《计算机网络基础与应用》（重庆大学出版社第5版）模块一“计算机网络基础”任务三。前两个任务已经介绍了计算机网络的定义、功能、分类和拓扑结构，学生对网络有了整体认识；本课在此基础上解决"数据究竟是怎么在网络里传过去的"这一问题，是从宏观认识走向微观原理的关键一步，也为后续学习网络体系结构、TCP/IP协议栈等内容铺路。 教材内容涵盖信号基础、通信系统五要素、三种通信方式、带宽与基带宽带、模数转换、信道复用与同步传输、三种数据交换技术，概念密集且抽象度较高。教学中不宜逐条罗列定义，应围绕"打一次电话"这条主线把零散概念串起来，借助动画演示和生活实例降低理解门槛。 学情分析 授课对象为高职一年级计算机类专业学生。他们每天都在用手机打电话、刷视频、发微信，对数据通信有丰富的感性经验，但说不清背后的技术原理，容易把"能上网"等同于"懂通信"。 学生动手意愿强，对纯理论讲授耐心有限，喜欢看动画、做对比、参与讨论。已经具备基本的计算机操作能力，但在抽象概念辨析上容易出问题——模拟信号和数字信号分不清、半双工和全双工混着用、三种交换技术记不住区别，是往届学生反映最多的三个卡点。教学中要多拿生活实例做类比，用表格对比和框图绘制帮他们把概念理清楚。 学习目标 知识目标： 1. 理解模拟信号与数字信号的特征、区别及相互转换方式； 2. 掌握通信系统信源—发送设备—信道—接收设备—信宿五大组成要素； 3. 区分单工、半双工、全双工三种通信方式并了解典型应用； 4. 了解带宽、基带、宽带的基本概念； 5. 掌握模数转换采样—量化—编码的基本流程； 6. 认识信道复用与同步传输的作用； 7. 理解电路交换、报文交换、分组交换的基本原理。 技能目标： 1. 能区分单工、半双工、全双工三种通信方式并列举生活实例； 2. 能对比电路交换、报文交换、分组交换的特点及适用场景； 3. 能说明调制解调器在数模信号转换中的作用及工作过程。 情感目标： 1. 培养严谨分析通信问题的科学思维和工程意识； 2. 了解我国通信技术从1G空白到5G领跑的发展历程，增强民族自豪感和爱国情怀。 学习重难点 重点： 1. 模拟信号与数字信号的特征及区别； 2. 通信系统五大组成要素及各部分作用； 3. 单工、半双工、全双工三种通信方式的区分与实例； 4. 电路交换、报文交换、分组交换的原理与适用场景。 难点： 1. 模数转换中采样—量化—编码的过程理解； 2. 分组交换与报文交换的本质区别； 3. 半双工与全双工在实际通信场景中的辨析。 教学方法 案例分析、讲授法、小组讨论法 课前准备 1.查找相应网站资料，课堂演示使用。 2.学生课前预习。 教学媒体 电子课件、多媒体视频 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】 1. 情景设问：展示手机打电话完整流程示意图，抛出问题——我们语音通话时，人的声音是怎样变成信号、跨越距离传到对方手机上的？由此引出课题：认识数据通信技术。 2. 下发课堂任务单，逐条解读三维学习目标，明确本节课的重点和难点。 【新知识传授】 1. 播放三段配套教学短视频：打电话通信全过程科普短片、模拟与数字信号对比动画、模数转换采样量化编码演示短片。 2. 梳理本节课三大知识模块：信号基础与通信系统基本概念；信道复用与同步传输；数据交换技术。 【练一练】 观看视频后提问：①通信系统五大组成部分分别是什么？②对讲机属于哪一种通信方式？③数字信号转模拟信号这个过程叫什么？ 1. 接收并查看课堂任务单，了解学习目标，带着目标进入学习。 2. 观看视频，观察通话通信流程、两种信号形态、模数转换的完整过程。 3. 积极回答口头提问，结合手机通话、广播、对讲机等生活实例，分享对数据通信的初步理解。 4. 明确本节课学习目标和重难点。 1. 用手机通话这个学生每天都在做的事情提问导入，让学生带着真实问题进入课堂，而不是被动听定义。 2. 任务单提前把三维目标摆出来，学生知道这节课要学会什么，听课有方向。 3. 科普动画把抽象的信号、通信系统和模数转换过程变成看得见的画面，降低理论入门难度，为后面的系统讲解做铺垫。 活动二： 调动思维 探究新知 【新知识传授】模块一 信号基础与通信系统基本概念 ① 模拟信号：时间和幅值连续的电磁波，抗干扰能力弱；数字信号：0/1二进制离散脉冲，抗干扰能力强。 ② 通信系统五要素：信源、发送设备、信道、接收设备、信宿。用快递包裹做类比——寄件人是信源，打包是发送设备，运输线路是信道，拆包是接收设备，收件人是信宿。 ③ 三种通信方式：单工（只能单向，如广播）、半双工（双向但不能同时，如对讲机）、全双工（双向同时，如手机通话上网）。 ④ 带宽、基带、宽带基础概念讲解。 ⑤ 模数转换三步骤：采样→量化→编码，结合动画逐帧讲解每个步骤在做什么。 【练一练】 1. 单选题：将数字信号转换为模拟信号的过程称为（ ）A.解调 B.调制 C.采样 D.编码 2. 简答题：什么是全双工通信？列举一个生活中的应用实例。 1. 认真听讲，在草稿纸上记录信号特点、通信五要素、三种通信方式和模数转换要点。 2. 独立完成书面习题，写完后同桌互相核对答案，交流错题。 3. 对模拟/数字信号、三种通信方式等概念有混淆的地方主动举手请教。 4. 自主整理课堂笔记，搭建数据通信基础知识框架。 1. 结合通话、广播、对讲机等生活实例循序渐进地讲，不堆砌定义，学生更容易跟上。 2. 随堂习题匹配课件例题，当堂检测信号和通信系统基础知识点的掌握情况，发现问题及时补。 3. 同桌互查既能帮学生发现自己没注意到的错误，也让老师从共性错题里判断要不要调整讲课节奏。 4. 引导学生自己整理笔记，逐步构建数据通信的知识体系，而不是只抄黑板。 活动三： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 模块二 信道复用与同步传输： ① 信道复用——一条物理信道同时传输多路信号，提高线路利用率； ② 同步传输——保证收发双方信号时序对齐，不丢数据。 模块三 数据交换技术： ① 电路交换：建立连接→通信→释放连接，通话期间线路独占； ② 报文交换：整个报文存储转发，不需要提前建立线路； ③ 分组交换：把报文切成短分组再转发，是互联网的核心交换技术。 【小组实操任务】 ① 小组手绘通信系统简易框图； ② 模拟项目：小组分析三种交换技术，对比优缺点，匹配对应的适用业务场景； ③ 小组小型辩论：计算机互联网优先使用电路交换还是分组交换。 【练一练】 ① 信道复用技术主要带来什么好处？ ② 分组交换对比报文交换，主要优势是什么？ 巡视各组，指导通信框图绘制，引导小组完成交换技术对比分析，解答疑问，监督进度，鼓励组间交流。 1. 4人一组分工完成：通信系统框图绘制、交换技术对比分析、辩论素材整理。 2. 小组内部讨论练习题答案，统一发言逻辑。 3. 对照课件梳理信道复用和同步传输的特点，列表对比三种交换技术的优缺点。 4. 推选小组代表上台展示通信系统框图，讲解交换技术对比结果，分享辩论结论，同时吸收其他小组的观点修正自己的认识。 5. 理论概念遇到卡点主动向老师求助。 1. 把课堂从"老师讲"变成"学生做"，手绘框图和对比表逼着学生把概念真正理一遍，而不是停留在"听懂了"。 2. 辩论环节让学生自己去论证分组交换为什么是互联网的核心，比老师直接给结论印象深得多。 3. 小组协作覆盖读图、思辨、对比归纳多种能力，不同特长的学生都能找到参与点。 4. 在模拟项目研讨中验证和巩固本节课知识点，逐步具备基础通信技术的分析能力。 活动四： 巩固练习 素质提升 【知识点总结】 1. 整体梳理本节课知识脉络：模拟信号与数字信号特点；通信系统五要素；单工/半双工/全双工；带宽基带宽带；模数转换采样—量化—编码；信道复用与同步传输；电路交换、报文交换、分组交换。 2. 点评小组绘制的通信系统框图和交换技术对比结果，强调高频易错点：① 调制和解调方向搞反；② 半双工与全双工分不清；③ 三种交换技术的特点和适用场景混淆；④ 模数转换三个步骤记不住。 3. 布置课后作业：① 制作思维导图梳理本节课知识体系；② 完成课件配套练习题；③ 拓展任务——列举生活中3个通信实例，分别说明使用什么通信方式和交换技术。 【分组讨论】 讨论话题：结合手机打电话和浏览网页两种业务，分别分析适合哪一种交换技术，说出理由。 1. 跟随教师完整复盘全部知识点，补充通信系统框图和课堂笔记，标记本节课易错点。 2. 认真听取小组成果点评，修正框图和概念理解中的错误。 3. 全员参与分组话题讨论，整理小组统一分析结论。 4. 记录课后作业，规划完成顺序。 5. 课后独立完成思维导图、习题和通信实例拓展任务。 1. 课堂复盘把信号基础、通信系统、信道复用、三种交换技术串成一条线，当堂完成知识检测和巩固。 2. 针对性地点出高频错误，直接纠正学生对基础概念的认知误区，比泛泛说"大家要注意"有效。 3. 结合手机通话和网页浏览两个真实场景做拓展讨论，把理论知识迁移到生活分析中，同时落实严谨科学思维和民族自豪感的德育目标。 4. 思维导图、纸笔框图、小组对比推演多层任务覆盖全部教学板块，锻炼空间思维和语言表达。 课堂小结 作业布置 课堂小结： 作业布置： 1. 基础作业：制作本节课思维导图，梳理"认识数据通信技术"的完整知识体系；完成课件配套练习题。 2. 拓展任务：列举生活中3个通信实例（如手机通话、看电视、微信视频等），分别说明其使用的通信方式和交换技术，下节课分享。 板书设计 任务三 认识数据通信技术 一、信号基础 模拟信号：连续、抗干扰弱 数字信号：离散(0/1)、抗干扰强 模数转换：采样 → 量化 → 编码 二、通信系统五要素 信源 → 发送设备 → 信道 → 接收设备 → 信宿 （类比：寄件人→打包→运输→拆包→收件人） 三、通信方式 单工：广播 半双工：对讲机 全双工：手机通话 四、数据交换技术 电路交换：建立→通信→释放（线路独占，适合通话） 报文交换：整个报文存储转发 分组交换：切分短分组转发（互联网核心） 教学反思 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 $