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”中“通信网络”板块的起始课。教材对通信网络在信息系统中的作用给出了两个层次的定位：从单次使用看，通信网络支撑“发送使用请求—接受反馈”的过程；从系统建设看，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。同时，教材将数据交换技术作为核心知识展开，介绍了电路交换、报文交换和分组交换三种方式，并明确指出“三种数据交换技术各有特点”，电路交换适合实时交互，报文交换适合实时性要求不高的整块传输，分组交换则兼有前两者的优点。

这个编排提示了一个重要的教学判断：通信网络的价值，是在“数据怎么走”的具体机制中显现的。如果只讲“网络很重要”而不进入交换方式的内部逻辑，学生得到的只是一句口号。因此本节课以“数据交换”为明线，以“通信网络作为系统的通道与纽带”为暗线，让学生在“设计运输方案”的任务中，自己“发明”出三种交换方式，并理解它们各自“为谁而生”。

（二）学情分析

高一学生每天都在使用网络，但认知停留在“有信号就能用”的表层：

问题	具体表现	对教学的影响
把“网络”当作“Wi-Fi”	认为“有Wi-Fi就是有网络”，看不到背后的交换设备和传输规则	需要把“看不见的路”变成一个可设计的任务，让交换设备“出场”
三种交换方式完全陌生	没听过“分组”“报文”，容易把数据想象成“一整块东西直接飞过去”	需要从“运输”的生活经验出发，让三种方式被学生自己“逼”出来
“分组”的难点在“凭什么能拼回去”	能理解“拆开”，但很难自发想到“首部里必须有序号”	需要制造一个“拼图块乱序到达”的冲突，让序号从问题中长出来

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、在线直播、文件传输等日常场景中识别出“数据正在被网络运输”，形成“看到一个系统能用，会想它的数据走了一条什么路”的习惯；对“不同应用需要不同传输方式”有主动判断的意识，不把“网速慢”笼统地当作唯一问题。

2. 计算思维:能够将数据交换过程抽象为“发送—传输—接收”的模型，理解电路交换、报文交换、分组交换分别对应三种不同的资源分配策略；能通过“运输方案设计”的任务，自己推导出三种交换方式的核心机制与适用边界；能重点理解分组交换中首部（地址+序号） 和接收端重组的必要性，用流程图表达“拆包—独立转发—按序重组”的过程。

3. 数字化学习与创新:能够在小组协作中用表格对比三种交换方式，用流程图呈现分组交换的数据流向；能用“运输方案”的生活类比来解释技术选择，把抽象机制转化为可交流的设计论证。

4. 信息社会责任:通过讨论“网络带宽有限时，谁的数据先走”的校园情境，初步认识通信网络作为公共资源的属性，理解“效率”和“公平”在资源分配中可能存在的张力；形成“技术选择不只是快慢问题，也涉及对使用者的影响”的基本判断。

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作用（通道与纽带）；三种数据交换方式的核心机制与适用场景	用“校园数据运输公司”一条任务线，让学生在“设计方案—否定方案—改进方案”中自己“发明”三种交换方式
难点	分组交换中“拆开之后凭什么能拼回去”——首部中的序号是“拆包”这个动作本身要求的必要条件，不是“额外加的”	用“拼图块乱序到达”的冲突，让学生先感受“拼不回去”的困境，再自己说出“需要编号”

四、教学方法与资源

主要方法：任务驱动法（“运输方案设计”贯穿全课）、冲突探究法、对比归纳法。

辅助方法：生活类比法（运输货物）、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“运输方案设计区”和“三种交换方式对比表”）、“运输任务卡”（每组三张，对应三个递进需求）、简易动画或板贴（展示“拆包—转发—重组”过程）。

 

五、教学过程

环节一：导入——“一场直播，卡在了哪里”（5分钟）

教师活动	学生活动	设计意图
展示一个校园场景：校园歌手大赛决赛，学生会用手机直播。 刚开始画面流畅，弹幕也正常；到了投票环节，大量同学同时发送弹幕，画面开始卡顿、弹幕延迟。提问：“终端没坏，服务器没坏，问题出在‘中间’的哪里？”	观察，自由发言。可能说“人太多了”“网络堵了”“带宽不够”。	用学生真实经历过的“卡顿”开场，让“数据运输”的问题从体验中浮现。
追问：“如果让你来设计‘数据在网络中怎么走’，你会怎么设计？是让每个人的数据都挤在同一条路上，还是想别的办法？”	初步思考，出现分歧。	把“网络问题”转化为“运输方案设计”的问题，为全课任务定调。

过渡语：“今天我们不背概念。我们开一家‘数据运输公司’，你就是方案设计师。有三种‘货物’要运，每种货物都有不同的要求。你要为每一种，设计一套运输方案。”

环节二：任务一——“直播视频”需要什么运输方案（10分钟）

任务卡1：运输一批不能中断的直播视频流。要求：从摄像头到观众屏幕，画面必须连续、实时，不能“等一等再播”。

教师活动	学生活动	设计意图
任务1：设计“直播流”的运输方案 ——要求学生用“修路/派车”的思路，写出方案要点：要不要提前准备通道？通道能不能给别人用？	小组讨论，写出方案。典型方案：“提前建一条专用通道，从头到尾只给这一路直播用”“不管有没有数据，通道都留着”。	让学生自己“发明”电路交换的核心逻辑：建立独占通道、实时传输、资源独享。
请一组分享，教师用板书提炼“电路交换”的三个关键词：建立通道 → 独占使用 → 释放。追问：“这个方案，用在直播上好不好？如果用在‘发消息’上呢？”	回答：直播好（连续、实时）；发消息不好（就发几个字，还要建一条通道，太浪费）。	让学生自己说出电路交换的适用边界：为持续、实时的流而设计，不适合突发、零散的数据。