3.2.1 信息系统与通信网络教学设计2026-2027学年人教/中图版高中信息技术必修2

3.2.1 信息系统与通信网络 教学设计

教材版本：人教/中图版（2019）高中信息技术必修2《信息系统与社会》
课时安排：1课时（45分钟）
授课对象：高一年级

一、教材与学情分析

（一）教材分析

本节是第三章“信息系统的基础设施”的第二课。3.1节学生认识了终端，本节开始追问：终端和后台之间，靠什么“连起来”。

教材围绕几个核心问题展开：通信网络在信息系统中起什么作用、局域网与广域网的区别、数据交换技术（电路交换、报文交换、分组交换）的基本原理、网络拓扑与IP地址/协议的基础知识，以及带宽和接入方式对信息系统的影响。其中“数据交换技术”是教材着墨最多的部分，电路交换、报文交换、分组交换三者的对比构成了本节的知识主体。

教材在“作用”部分的表述值得注意：从普通使用的角度看，通信网络支撑着“发送使用请求→接收反馈信息”的过程；从系统建设的角度看，通信网络把多个信息系统连接起来，形成功能更强大的整体。这意味着“作用”不是一句话能概括的，它至少有两个层次——对单次使用的“通道”作用，和对系统整体的“纽带”作用。教学如果把这两个层次压缩成“网络很重要”，学生就错过了本节最核心的认知。

数据交换技术部分，教材对三种方式的处理是“各有适用场景”的对比逻辑，而不是“哪个更先进”的等级逻辑。这提示教学应避免让学生形成“分组交换最好”的单一印象，而要让他们看到不同交换方式对应不同需求。-1

（二）学情分析

高一学生每天都在使用通信网络，但认知停留在“有网就能用”的层面：

问题	具体表现	对教学的影响
把“网络”当作“Wi-Fi信号”	认为“有Wi-Fi就是有网络”，看不到网络背后的设备、线路和规则	需要把“信号”和“网络”拆开，让学生看到“连起来”需要什么
“作用”停留在“能上网”	说不出通信网络对信息系统到底做了什么，只知道自己“在用网”	需要用一个“断网后的系统”做对比，让作用从“缺失”中显形
数据交换技术完全陌生	没听过“分组交换”，容易把“数据”想象成“一整块东西直接飞过去”	需要用一个生活化的包裹类比，让“打包—转发—重组”的过程变得可感

二、教学目标（基于学科核心素养）

1. 信息意识：能够从校园一卡通、扫码支付、在线学习等日常信息系统中识别出“通信网络正在支撑什么”，形成“看到一个功能能用，会想它靠什么连起来”的习惯；对“带宽不足、网络中断”时系统的表现保持敏感，能判断“是终端的问题还是网络的问题”。

2. 计算思维：能够用“请求—传输—响应”的链条描述通信网络在单次使用中的作用，理解通信网络同时承担着“通道”（支撑一次交互）和“纽带”（连接多个信息系统形成更大整体）的双重角色；能通过对比电路交换、报文交换、分组交换的机制，理解分组交换的“拆包—独立转发—重组”思想如何提高线路利用率、适应突发性数据流量，并能用流程图或表格表达三种交换方式的关键差异。

3. 数字化学习与创新：能够在小组协作中用表格对比三种数据交换方式，用简易流程图画出“一条消息从发送到接收”在网络中的路径；能借助生活类比（如寄快递、打电话）来解释技术概念，把抽象机制转化为可交流的表达。

4. 信息社会责任：通过讨论“网络中断对信息系统的影响”“带宽分配是否公平”等贴近校园的问题，初步认识通信网络作为公共基础设施的属性；形成“网络资源有限，使用需要顾及他人”的基本意识，不把“占带宽”当作纯粹的个人自由。

三、教学重难点

类型	内容	突破策略
重点	通信网络在信息系统中的双重作用（通道+纽带）；三种数据交换方式的核心差异	用“一个系统，两种断网”的对比让“通道”和“纽带”分别显形；用“寄快递”类比贯穿分组交换的讲解
难点	理解分组交换“为什么要把数据拆开、拆开后怎么还能还原”——学生容易把“分组”理解为“切成几块分别发”，而忽略首部（地址+序号） 和接收端重组这两个关键机制	用“寄一套拼图”的类比制造认知冲突：如果拼图块分开寄、到达顺序打乱，收件人凭什么能拼回去？让“序号”的必要性从问题中长出来

四、教学方法与资源

主要方法：任务驱动法、对比探究法、生活类比法。

辅助方法：断网情境法（制造“缺失体验”）、流程图可视化、小组讨论。

教学资源：多媒体课件、学习任务单（含“三种交换方式对比表”和“拼图重组推演区”）、校园一卡通跨场景使用截图（食堂+图书馆+门禁）、网络拓扑示意图（简化）、带宽对比示意（4G/5G/Wi-Fi的通俗对比）。

五、教学过程

环节一：导入——“一张卡，为什么到处都能用”（5分钟）

教师活动	学生活动	设计意图
展示三张截图：食堂刷脸扣款、图书馆刷脸借书、宿舍刷脸进门。提问：“同一张脸（同一个身份数据），为什么在三个完全不同的地方、三套看起来不一样的设备上，都能被认出来？”	观察，自由发言。可能说“因为是一个系统”“数据是通的”“后台都连着”。	从学生每天经历的“跨场景一致性”切入，让“连起来”成为可感知的事实，而不是抽象概念。
追问：“如果这三个地方各自断网，哪些还能用？哪些立刻停？”	思考后回答：食堂可能还能离线记账（之前讨论过），图书馆借书大概率停，门禁如果离线白名单可能还能开。	用“断网”制造功能的缺失，让通信网络的作用从“缺失”中显形。

过渡语：“一个信息系统‘能用’，不只是因为终端在、后台在，还因为中间有一条‘看不见的路’把它们连起来。今天我们就来看看这条路是什么、怎么走。”

环节二：通信网络的“双重身份”——通道与纽带（10分钟）

教师活动	学生活动	设计意图
任务一：画一条“请求—响应”的路 ——以“在图书馆刷脸借书”为例，要求小组用箭头和关键词画出：从脸对准摄像头，到屏幕显示“借阅成功”，数据经过了哪些“站”。	小组绘制草图。可能画出：终端→校园网→图书馆服务器→数据库→返回。	先让学生把“看不见的路”画出来，为“作用”的讨论提供可视化素材。
请一组分享，教师在黑板上整理。追问：“在这条路上，通信网络具体在做什么？”	回答：“把请求送过去”“把结果送回来”。	引出第一层作用：通道——支撑单次交互。
展示一张“多系统连接”示意图：校园一卡通系统同时连接食堂系统、图书馆系统、门禁系统、财务系统、教务系统（用于身份核验）。追问：“在这张图里，通信网络还是‘通道’吗？它还在做什么？”	观察后回答：“把不同的系统连在一起”“让一个系统能用另一个系统的数据”。	引出第二层作用：纽带——连接多个信息系统，形成功能更大的整体。

通信网络在信息系统中的双重作用：

作用层次	在做什么	例子