第5课《网络协议分层设》教学设计 -2026-2027学年人教版初中信息科技七年级全一册

网络协议分层设 教学设计 教学目标 信息意识：能从给定编码与错误解码例解释共同规则的作用，举出协议还涉及分包、设备标识或资源定位的一项。 计算思维：能依相同映射完成编码—解码闭环，指出规则不一致的原因与修正；在配送例中区分角色职责和必要交接信息。 数字化学习与创新：能依据TCP/IP四层功能表匹配任务、层次与协议，说明各层需要协作，并从有限模拟记录作有边界的判断。 信息社会责任：能按约定核对结果，区分模拟与实测、类比与真实网络，不因节选未列某层协议就断定该层不存在。 教学重难点 重点：理解通信双方需要共同规则，认识TCP/IP四层的功能分工及协议对应。 难点：用可逆闭环发现规则不一致；理解分工仍需交接协作，避免把物流角色、层数和设备一一对应，并正确解释模拟节选的有限证据。 教学过程 导入 教师：只出示001 010，先不提供字符映射。学生个人写出能否唯一确定原意，并说明判断依据；不要求前课或课前操作。 教师提问：只看到001 010，还没有给字符映射，能唯一确定原意是哪两个汉字吗？ 学生：可答不能，需要知道双方约定；也可能凭印象猜两个汉字。 教师：请猜测的学生指出每组对应汉字的依据，说明位串本身没有给出本题字符约定。若学生不懂二进制，只补充本课以0、1表示数据，不讲计算方法。 教师总结：不能唯一确定，含义必须依据约定。把数据传过去与把原意正确理解，是相互联系的两个问题。 新授 教师：展示通信链条：信息→数据→信号（经介质传输）→数据→信息。信息由人表达为数据，数据转换成信号经过介质传到对端，再恢复数据与信息。让学生指明哪一步承载实际跨距离传送。 教师提问：发送方和接收方都看到同一组0、1，是否必然理解为同样内容？怎样使本次纸面通信可以核对？ 学生：可答还需一致规则，可以给双方相同的对照表，并在解码后核对原意。 教师：本课自编映射，每字符固定3位，用空格隔开各组；只查表，不做进制运算。发送端和接收端先使用相同的表A，表内字符与位串一一对应，可以反向查回。这不是ASCII、Unicode等真实编码标准，而是本课纸笔模型。 字符 十进制标记 二进制位串 学 1 001 习 2 010 快 3 011 乐 4 100 教师：先验证：学习→1、2→001 010→1、2→学习。按相同映射编码再解码，恢复原意，构成一次闭环。请学生沿四个查表方向复核“学习”，再独立编码“学习快乐”，写出位串并按同表还原。 教师提问：“学习快乐”依次对应哪些标记和位串？接收者用表A怎样还原？ 学生：可答1、2、3、4；001 010 011 100；反向查得1、2、3、4，再还原“学习快乐”。 教师：若分组被连成一串或漏掉前导0，让学生按每字符3位重新划组并对表核对。本活动只练共同约定与可逆查表，不要求推导进制转换。 教师：在正确闭环后，保持发送端用表A，仅把接收端改用完整的表B。发送者仍发送表示“学习”的001 010。 字符 十进制标记 二进制位串 学 2 010 习 1 001 快 3 011 乐 4 100 教师提问：接收者按表B会读成什么？重复发送同一位串能自行修正表不一致吗？应先改哪里？ 学生：可答“习学”；简单重发同一位串仍按同一错误约定解释，不能修正。应先统一映射，例如两端都用表A，再核对解码结果。 教师：请学生圈出两表前两行的不同，再写修正方案。区分位串被改变与解释规则不一致；本例是后者。 教师总结：网络协议为通信双方规定共同规则。规则不止编码与解码，还涉及怎样分包传输、怎样标识设备、怎样定位网络资源。分别用“按什么规则拆与收”“分清通信对象”“找到需要的资源”作简短解释，不扩展技术细节。 教师：呈现购物配送六角色表。学生选厂家与物流机构，在纸上分别写任务及一种必要信息，体会复杂任务怎样分工。 角色 任务 必要信息 电商 确认订单 厂家信息、购买者信息 厂家 备货交给物流机构 购买者信息、商品信息 物流机构 把商品送到快递站 购买者信息、调度信息 快递站 分派快递员 购买者信息、快递员信息 快递工作人员 将商品交给购买者 购买者信息 购买者 核对并确认订单 订单、厂家、商品等信息 教师提问：厂家和物流机构的任务有什么不同？若物流机构没有收到应去哪个快递站的调度信息，分工能否自行保证完成配送？ 学生：可答厂家备货交物流，需要商品或购买者信息；物流机构送到快递站，需要购买者或调度信息。缺调度信息会妨碍按安排配送，需要补齐并核对交接。 教师：如果有人认为“每人做好自己的一小段就行”，让其检查缺少快递站安排时，下一环节是否知道该送往哪里。 教师总结：分层把复杂任务分解，让各部分承担职责，并通过必要信息交接协作完成整体任务。物流只是分工协作的类比，不对应网络层数、具体协议或线路；不能把六角色当成网络六层。 教师：按从上到下呈现TCP/IP四层表，逐层指出负责的任务和列举协议。TCP/IP是协议族，不是只有TCP和IP两种协议。 层次 本课主要职责 协议或接口 应用层 负责数据的使用 HTTP、HTTPS、FTP 传输层 处理数据完整性、可靠性等传输问题；不同协议服务不完全相同 TCP、UDP 网络层 处理数据包 IP 网络接口层 负责实际传输二进制数据 以太网等通信网络接口 教师总结：传输层职责是本课概括，不同传输协议提供的具体服务不完全相同，不能据此认为TCP和UDP提供完全相同的可靠保障。层是功能分工，不是安排四台电脑各占一层；各层需要协作。 讨论/练习 教师：用一次网页访问作功能匹配情境，不访问真实网站或抓包。给出四项：使用获取到的网页数据；处理相应的端到端传输问题；处理数据包；实际传送二进制数据。请每人对照四层表写所属层次。 教师提问：四项描述分别属于哪层？为什么不能理解为四台电脑依次各做一层？ 学生：可依次答应用层、传输层、网络层、网络接口层；层表示功能分工，各层按规则协作，不等于四台设备。传输层描述是职责概括，不同协议的具体服务不完全相同。 教师：给出下列三行模拟协议栏，学生只阅读本材料，不操作命令。以上是自编教学模拟协议栏节选，非本机实测，非完整连接输出；无需运行命令，不含个人地址或端口。 记录 协议 1 TCP 2 UDP 3 TCP 教师提问：出现了哪两种协议？对照四层表属于哪层？这三行能展示完整四层或证明没有用到应用层协议吗？ 学生：可答TCP、UDP，属于传输层；不能，协议栏只是节选，未列出的不代表不存在，也不能当成某台真实设备的结论。 教师：让把“没看见”当作“不存在”的学生先复述材料标注的模拟、节选范围，再修正结论。 教师：阅读另一种分层模型OSI：从上到下：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。它同样体现分工协作，但层次划分不同；不要求背英文全称，不把物流六角色填进七层，也不把名字相同的层推成全部功能完全相同。 教师：学生独立完成三道随堂练习，再订正自己的依据。为保证独立可读，仍给出所需映射与记录：表A为学—1—001、习—2—010、快—3—011、乐—4—100，固定3位、空格分组；模拟记录为1 TCP、2 UDP、3 TCP。 教师提问：按表A，001 010表示什么？只从上述三行TCP/UDP节选能证明没有用到应用层吗？购物六角色是否意味着TCP/IP有六层且逐一对应？ 教师总结：分别是“学习”；不能，记录不完整且为教学模拟，不能据未出现断定不存在；不是，物流只类比分工与协作，本课TCP/IP为四层。 小结 教师提问：请学生用共同规则、功能分工、层间协作三个词说明本课认识。离堂判断：分层后，各层可以互不配合吗？ 教师总结：协议规定共同规则；分层把复杂问题分工处理；各层仍需按规则协作，不能互不配合。编码表、自编节选与配送都是理解支架，要说明其使用边界。 作业 必做：图书馆把预约图书送到班级取书点，登记员核对预约、分拣员按取书点分书、配送员送达核对。可用信息为预约者编号、书名、取书点编号、配送清单。任选两个角色写任务和所需信息；若取书点已改却未通知配送员，说明后果及修改办法。用纸笔完成，下次提交。 参考答案：登记员核对预约，需预约者编号与书名；分拣员按取书点分书，需取书点编号与配送清单；配送员送达核对，需取书点编号与配送清单。任选两项即可。信息未同步可能送错或延误，应更新取书点并核对交接信息。其他表述只要角色、任务、信息对应，修正能回应不同步条件，均可接受。 选做：将HTTP、TCP、IP、以太网分别归入本课四层，说明协议族怎样由不同协议等共同协作。与必做一并纸面提交，无需运行工具。 参考答案：依次为应用层、传输层、网络层、网络接口层。TCP/IP是协议族，包含承担不同职责的多种协议等，各层按共同规则协作，不是只有两种协议或互不联系。 板书设计 网络协议分层设 共同规则：编码/解码、分包传输、设备标识、资源定位等 通信：信息 → 数据 → 信号（经介质）→ 数据 → 信息 分层：复杂任务分工＋必要信息交接＋协作 TCP/IP：应用层—数据使用；传输层—传输问题 网络层—处理数据包；网络接口层—实际传二进制 不同传输协议的服务不完全相同；节选未列不等于不存在 物流六角色只类比分工；OSI七层是另一种划分 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $