第2课 初探互联网协议 教学设计-2026-2027学年鲁教版初中信息科技七年级上册

教 学 设 计 鲁教版（2024）信息科技七年级上册 · 第一单元 探索互联网的奥秘 · 第2课 · 初探互联网协议（第 1 课时 · 新授课） 学科 / 年级 信息科技 · 七年级 课型 新授课 教材位置 鲁教版（2024）信息科技七年级上册 第一单元 探索互联网的奥秘 · 第2课 课时 40 分钟 一、教学目标 【知识与技能】 • 能结合“收发快递”的例子解释分层思想的含义——将一个复杂任务逐层分解，每一层仅负责相对简单的任务，再将各层完成的任务重新组合； • 能说出TCP/IP协议是互联网最基本且最重要的协议簇，知道IP协议负责确定传输路径、TCP协议负责保证数据正确传输，认识网络接口层、网络层、传输层、应用层四层结构； • 能说出IP地址是用于在互联网上唯一标识设备的数字地址，知道IPv4地址由32位二进制数构成、按8位一组分4部分用“.”间隔表示（每部分取值0～255），了解IPv6地址由128位二进制数构成。 【过程与方法】 • 通过类比“物品快递过程”探究“数据如何准确传输”，经历“生活现象→分层思想→网络协议→IP地址”的迁移学习过程； • 通过查看本机IP地址的探究实践，学会获取与辨认IPv4地址的方法。 【情感态度】 • 结合“从IPv4到IPv6”知识拓展（我国IPv6活跃用户数达7.63亿、用户占比71.51%，规模居世界前列），感受我国互联网建设的成就，建立规范意识与科技自信。 二、教学重难点 重点：分层思想；TCP/IP协议的作用与四层结构；IP地址的作用与IPv4的表示方法。 难点：理解“为什么数据传输要分层”以及IP地址“唯一标识”的意义（没有地址就无法准确送达）。 突破：突破策略：全程用快递系统类比——打包贴标签→网点分拣→干线运输→派送，与四层结构逐一对应。 三、学情分析 学生已经认识了计算机网络的组成与分类，知道“网络能传信息”，但说不清“信息怎么传得又准又稳”。学生对快递收发流程非常熟悉（多数人家里常收快递），为本课的类比学习提供了很好的生活经验。七年级学生初次接触“协议”“二进制地址”等抽象概念，需要借助直观情境与动手查看本机IP来落地。 四、教学环节 时间分配：情境导入 4′ ｜ 分层思想与网络协议 10′ ｜ TCP/IP协议簇 10′ ｜ IP地址 9′ ｜ 当堂巩固 4′ ｜ 小结作业 3′　—— 合计 40′ 情境导入：数据怎么“认路”？　4′ 教师活动 ①出示第2课情境：现代生活中，人们可以将计算机、智能手机、平板电脑等终端设备接入互联网，与世界各地的朋友进行便捷、高效地交流；提问：在互联网中，这些终端设备是如何准确无误地相互识别，并进行数据传输的呢？②演示：给同学现场发一条消息，瞬间到达——这背后有一套所有计算机都必须遵守的“规则”；板书课题“初探互联网协议”。 学生活动 结合上节课“网络按协议实现信息通信”的定义，猜测“规则”的存在；明确本课任务：认识这套规则。 设计意图 承接上节课定义中“网络协议”一词设置悬念，直接指向本课核心概念。 当堂检验 抽2人说说“如果没有任何规则，两台计算机会遇到什么麻烦”。 环节一 · 分层思想与网络协议　10′ 教师活动 ①出示场景一“收发快递”，讲解物品快递过程：联系快递员上门取件、打包并贴上相应标签→包裹被送往本地快递网点→分拣后通过物流运输送到对方所在地的快递网点→由另一名快递员送至朋友手中； ▲ 教材图2-1　物品快递过程 ②组织思考讨论：物品快递的过程为什么要分成几个相对独立的环节？③归纳分层思想：每个环节相对独立、职责明确，通过相互间的协调配合共同完成任务——将一个复杂任务逐层分解，每一层仅负责相对简单的任务，然后再将各层完成的任务重新组合，这种方法称为分层思想，可有效降低整个系统的复杂性，增强可维护性、可扩展性以及安全性；④迁移讲解：计算机之间的通信过程与物品快递的过程类似，也采用了分层思想；为确保通信的高效与顺畅，将通信功能分解为不同的层级，并为每个层级制定了详细的通信规则和约定，即所谓的网络协议。 学生活动 看图复述快递的四个环节；讨论“独立环节”的好处（各司其职、出问题好查找、换一家物流也行）；理解“分层+每层规则”就是网络协议的由来。 设计意图 用学生最熟悉的快递流程建立分层思想的直观模型，为抽象的TCP/IP四层结构铺路。 当堂检验 口答：分层思想“先＿＿、再＿＿”，它给系统带来哪三个好处？ 环节二 · TCP/IP协议簇　10′ 教师活动 ①讲解：互联网的功能强大且多样，其内部运作涉及多种协议，其中最基本且重要的是TCP/IP协议；任何要接入互联网的计算机都必须遵循TCP/IP协议，并进行相应设置；②出示图2-2讲解：TCP/IP协议其实是由一组协议组成的协议簇，其中最为核心的是网际协议（IP）和传输控制协议（TCP）；IP协议负责确定传输路径，TCP协议负责保证数据正确传输； ▲ 教材图2-2　TCP/IP协议 ③结合图2-2自下而上认读四层：网络接口层、网络层、传输层、应用层，每一层均具有相对独立的功能，同时为上一层提供服务；对照快递类比：网络接口层≈运输车辆与道路，网络层≈分拣与“认路”，传输层≈核对包裹完好，应用层≈收发件人填写单据；④出示知识卡片“TCP和UDP”：TCP是面向连接的、可靠的传输层协议，提供错误控制、流量控制、拥塞控制等机制，常用于文件传输、网页浏览等；UDP是无连接的、不可靠的传输层协议，不提供错误控制和流量控制机制，适用于实时视频流、域名解析服务、物联网设备通信等对实时性要求较高的场景；⑤组织思考讨论：HTTP协议是互联网上应用最广泛的一种网络协议，请依据图2-2进行分析，它采用的是可靠的数据传输，还是不可靠的数据传输？ 学生活动 认读图2-2的四层与典型协议（HTTP、FTP、SMTP、Telnet、TFTP、TCP、UDP、IP、Ethernet、PPP）；听讲并完成“层—职责”连线；讨论HTTP基于TCP、采用可靠传输。 设计意图 把协议簇落到一张图上，用快递类比帮学生“对号入座”，突破四层结构这一重点。 当堂检验 填空：IP协议负责＿＿＿＿，TCP协议负责＿＿＿＿。 环节三 · IP地址　9′ 教师活动 ①出示场景二“线上沟通”与图2-3：小智和好友虽然远隔千里，但借助互联网仍能保持着紧密的联系——小智发送的信息为什么能传输到好友的计算机？ ▲ 教材图2-3　线上沟通 ②类比讲解：在快递物品时，需要知道收件人的地址，才能将物品准确送达对方手中；同样，在计算机网络中也需要知道目标计算机的网络地址；网络地址也称为IP地址（Internet Protocol Address），是一种用于在互联网上唯一标识设备的数字地址，每个设备连接到互联网时，都会被分配一个IP地址；③出示图2-4讲解IPv4：IP地址有IPv4和IPv6之分；IPv4地址由32位二进制数构成，按8位一组划分为4个部分，各部分之间用“.”间隔，并将每部分的8位二进制数换算成十进制数，每部分的取值范围为0～255，例如IP地址10.196.121.197实际上是32位二进制数； ▲ 教材图2-4　IP地址（IPv4点分十进制示例） ④讲解IPv6：IPv4理论上可以提供大约43亿个IP地址，已不能满足需求，IPv6应运而生；IPv6地址由128位二进制数构成，按16位一组划分为8个部分，用冒号隔开，每部分换算成4位十六进制数，如FE80:BB11:1122:CDEF:1234:AA99:7654:7410，可以提供大约3.4×10³⁸个地址；⑤组织探究实践：查看自己计算机的IP地址并填写在任务单横线上。 学生活动 讨论“信息找到好友”靠地址；对照图2-4读出二进制与十进制的对应关系；动手查看本机IP地址并互相朗读核对。 设计意图 用“收件人地址”类比突破“唯一标识”难点，动手实践让抽象地址变得可感可查。 当堂检验 判断本机地址是IPv4还是IPv6，说出判断依据（有无“.”分隔的4段0～255数字）。 环节四 · 当堂巩固　4′ 教师活动 ①出示教材学以致用三题：1.互联网中最基本且最重要的网络协议是（A.TCP/IP）；2.下列地址中符合IPv4协议标准的是（B.190.199.91.1）；3.查看本机IP地址时，除IP地址之外，还显示了子网掩码、网关及DNS等信息，查阅资料，了解它们的作用；②点评第2题：A项257超过255、C项25,32,10,251用逗号分隔、D项只有3部分。 学生活动 独立完成并同桌互批；听点评记住IPv4的三个判断要点（4段、点分隔、每段0～255）。 设计意图 当堂检测核心概念，即时反馈纠错。 当堂检验 统计正答率；抽1人汇报查阅到的子网掩码/网关/DNS作用。 小结作业 · 硕果累累　3′ 教师活动 ①齐回顾板书：分层思想（分解→组合）→网络协议（每层的规则）→TCP/IP（IP认路·TCP保真·四层）→IP地址（唯一标识·IPv4/IPv6）；②讲述知识拓展“从IPv4到IPv6”：截至2019年11月26日全球43亿个IPv4地址已分配完毕；我国IPv6活跃用户数达7.63亿、用户占比71.51%，规模居世界前列；预计2030年我国物联网连接规模将达百亿级；③指导对照“硕果累累”自评表逐项自评；布置分层作业。 学生活动 齐回顾知识链；感受IPv6规模与我国成就；完成自评；记下作业组别。 设计意图 以IPv4耗尽引出IPv6的讲解闭环，呼应信息科技“科技自立自强”的育人导向；预告下一课无线网络。 当堂检验 抽3人复述“TCP/IP四层”的名称，检查达成情况。 五、板书设计 初探互联网协议 收发快递 → 分层思想 → 网络协议 → TCP/IP → IP地址 分层思想 复杂任务逐层分解 每层只做简单任务 再重新组合 降低复杂性·可维护·可扩展·安全 TCP/IP协议簇 IP：确定传输路径 TCP：保证正确传输 四层：接口·网络·传输·应用 TCP可靠／UDP高效 IP地址 唯一标识设备 IPv4：32位·4段·点隔·0~255 IPv6：128位·8段·冒号·十六进制 ［留白区 本机IP展示］ —— 教学设计 · 完 —— 学科网（北京）股份有限公司 $