教科版信息技術(shù)選修-網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用數(shù)據(jù)交換技術(shù)教案發(fā)表

1、數(shù)據(jù)交換技術(shù)海南省儋州市那大二中 劉其政一、教學(xué)分析：本課題數(shù)據(jù)交換技術(shù)普通高中新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書教育科學(xué)出版社出版網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用選修課本第三章。第一節(jié)主要學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)的傳輸過程，大概了解了OSI模型和TCP/IP協(xié)議體系。續(xù)上一節(jié)深入學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)。數(shù)據(jù)交換技術(shù)包含了電路交換技術(shù)、報(bào)文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)。從實(shí)際現(xiàn)象中分析，學(xué)生理解電路交換并不難，電影中戰(zhàn)爭年代的老式電話足以說明電路交換的特點(diǎn)。電路交換與報(bào)文交換是技術(shù)領(lǐng)域“質(zhì)”的飛躍，報(bào)文交換與分組交換是技術(shù)領(lǐng)域“量”的飛躍。電路交換與報(bào)文交換可以認(rèn)為是不同本質(zhì)的數(shù)據(jù)傳輸形態(tài)，報(bào)文交換與分組交換是相同本質(zhì)的數(shù)據(jù)交換。

2、報(bào)文交換主要是改變傳統(tǒng)的電路交換，突出中間交換設(shè)備的“儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)”原理，而分組交換是如何體現(xiàn)報(bào)文交換的弱點(diǎn)“網(wǎng)絡(luò)延時(shí)”，明白了為什么出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)？分組交換的原理應(yīng)運(yùn)而生。整個(gè)教學(xué)思路主要從技術(shù)的發(fā)展與矛盾的引出，層層深入的揭開技術(shù)之迷。二、教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)目標(biāo)了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)的電路交換、報(bào)文交換、分組交換的工作原理，能進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)交換技術(shù)比較。過程與方法目標(biāo)使用數(shù)據(jù)交換技術(shù)的電路交換、報(bào)文交換、分組交換的工作原理解釋生活中技術(shù)問題，培養(yǎng)學(xué)生探究能力，合作能力、觀察能力。情感受態(tài)度價(jià)值目標(biāo)通過體驗(yàn)、感悟電路交換、報(bào)文交換、分組交換的工作原理的學(xué)習(xí)過程，體驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的過程和思維，體驗(yàn)突破技術(shù)，改造

3、技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)的成就感。三、教學(xué)重點(diǎn)電路交換、報(bào)文交換、分組交換三者的特點(diǎn)與區(qū)別，引導(dǎo)學(xué)生自主討論總結(jié)出IP電話為什么便宜？四、教學(xué)難點(diǎn)文交換技術(shù)為什么出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)？換技術(shù)是如何突破報(bào)文交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的弱點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速度。五、教學(xué)環(huán)境： 多媒體教室WIN2000系統(tǒng)powerpoint應(yīng)用程序六、教學(xué)過程：（一）導(dǎo)入（提出問題）師：前一節(jié)我們學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)的傳輸過程，知道數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸是以分層協(xié)議管理協(xié)作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，知道數(shù)據(jù)從一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過層層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的到封裝成數(shù)據(jù)包，放到發(fā)送端口做好發(fā)送的準(zhǔn)備，而另一臺(tái)計(jì)算機(jī)接收端將接收到的數(shù)據(jù)逆向地將接

4、收到的數(shù)據(jù)層層按協(xié)議恢復(fù)到原發(fā)送的狀態(tài)。但是發(fā)送端的數(shù)據(jù)放到網(wǎng)絡(luò)發(fā)送端口后在網(wǎng)絡(luò)上又是如何傳輸?shù)哪?？這將是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容 數(shù)據(jù)交換技術(shù)。數(shù)據(jù)交換技術(shù)包含了電路交換技術(shù)、報(bào)文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)。（二）、創(chuàng)設(shè)情景，開展探究、討論。 師：我們都從電影中看到過戰(zhàn)爭年代的老式（手搖式呼叫人工連接）電話，它的傳輸過程類似網(wǎng)絡(luò)中電路交換技術(shù)。請(qǐng)看圖示1： 圖示1 教師講解引導(dǎo)學(xué)生思考電路交換的三個(gè)過程，通過流程的現(xiàn)象討論分析：電路交換技術(shù)還可以用日常生活中打電話的例子來簡單進(jìn)行說明:1、小明打電話給小剛,首先是小明撥打小剛的電話,此時(shí)等候小剛接電話,一旦小剛接起電話后,表示已經(jīng)建立連接;其次雙方

5、進(jìn)行交流,即數(shù)據(jù)傳輸,最后雙方掛掉電話,即電路拆除。1)電路建立：在用戶A向D用戶傳輸任何數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。典型的做法是，A用戶向與其相連的B網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)提出請(qǐng)求，然后B用戶呼叫C網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，然后手工連接C節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。C節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備向D用戶呼叫并建立連接，這樣A與D之間就有一條專用電路ABCD，用于A用戶與D用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸。2)數(shù)據(jù)傳輸：電路ABCD建立以后，數(shù)據(jù)就可以從A用戶發(fā)送到B網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，再由B交換到C；C向D發(fā)送數(shù)據(jù)。在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。3)電路拆除：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方（A或D）發(fā)出拆除請(qǐng)求，然

6、后逐節(jié)拆除到對(duì)方節(jié)點(diǎn)。2、電路交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及其特點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失且保持原來的序列。2)缺點(diǎn)：在某些情況下，電路空閑時(shí)的信道容易被浪費(fèi)：在短時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)電路建立和拆除所用的時(shí)間得不償失。因此，它適用于系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。3)特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對(duì)用戶完全占用。電路交換效率不高。（三）、設(shè)計(jì)活動(dòng)，開展探究，類比移植，理論發(fā)現(xiàn)，自我知識(shí)構(gòu)建與內(nèi)化。師：提出問題。想改變電路交換存在的缺點(diǎn)在數(shù)據(jù)傳送開始之前不進(jìn)行線路連接怎么辦？師：我們請(qǐng)四位同學(xué)模擬一個(gè)信息傳輸?shù)慕虒W(xué)活動(dòng)：如上面圖示1：（說明場景

7、：網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)是一張桌子，A、B、C、D由四位同學(xué)代替，圖中的黑線可以由一條繩代替，形象的連起每個(gè)結(jié)點(diǎn)。）規(guī)則說明：教師給A一首現(xiàn)代詩（不要太長四十字?jǐn)?shù)左右就可），要求A同學(xué)將這首詩的內(nèi)容傳到D同學(xué)，如果圖中有線連接的就可以直接將紙上的內(nèi)容傳下一個(gè)目標(biāo)，如果沒有線連接的，必需抄一份，然后將抄好那一份的傳給下一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)上的同學(xué)只要接到上一節(jié)點(diǎn)同學(xué)的任務(wù)，就不能停歇，并將抄完的傳給下個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，直到?jīng)]有任務(wù)完成為止?；顒?dòng)方案1、A同學(xué)將整首詩傳給D結(jié)點(diǎn)的同學(xué)活動(dòng)過程關(guān)鍵：引導(dǎo)學(xué)生觀察活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)問題，討論活動(dòng)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸問題（數(shù)據(jù)傳輸慢的原因）如何提高數(shù)據(jù)傳輸速度。經(jīng)討論得出活動(dòng)方案2?；顒?dòng)

8、方案2、A同學(xué)將整首詩分為五段，并且按順序一段一段的傳給B結(jié)點(diǎn)同學(xué)學(xué)生通過現(xiàn)象思考問題：使用哪一種方案傳輸，這首詩到目標(biāo)點(diǎn)最快，為什么？學(xué)生閱讀教材思考這兩個(gè)活動(dòng)與報(bào)文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)有什么相似之處？（四）、探究結(jié)論：活動(dòng)方案1讓信息在抄送的過程中當(dāng)某個(gè)同學(xué)忙時(shí)，其它同學(xué)都在閑著等待，造成資源浪費(fèi)。信息不能連續(xù)的傳送到目標(biāo)結(jié)點(diǎn)，出現(xiàn)信息斷斷續(xù)續(xù)，造成信息延時(shí)即“網(wǎng)絡(luò)延時(shí)”活動(dòng)方案2使得信息在抄送的過程中盡可能是讓每個(gè)結(jié)點(diǎn)上的同學(xué)都有事做而忙碌不停，直到信息抄送完。信息綿綿不斷的傳送到目標(biāo)結(jié)點(diǎn)，提高了信息在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速度。設(shè)計(jì)意圖：兩個(gè)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)淺入淺出，層層深入的引導(dǎo)學(xué)生在不斷的

9、探究中發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律，尋找解決問題的途徑，沿著科學(xué)的方法自我構(gòu)建和完善知識(shí)體系。（五）、深入問題假設(shè)，學(xué)生大膽設(shè)想，深入討論：如果下一結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信息有抄錯(cuò)現(xiàn)象，怎么處理？假設(shè)代表不僅是中間設(shè)備兩個(gè)，而是多個(gè)呢？如果中間的C結(jié)點(diǎn)或B結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障呢？（如圖2） 圖示2教師引導(dǎo)理解概念：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)差錯(cuò)檢測(cè)，以及信息重發(fā)多路徑選擇，以確保單一路徑的不可靠性（六）、獨(dú)立思考、合作交流、綜合比較，應(yīng)用理論分析現(xiàn)實(shí)問題師：分組交換使得數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸速度和信息的吞吐量大大提高，雖然比不上電路交換速度快，但是語音信息數(shù)據(jù)以分組交換方式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸效果接近了電路交換的效果。現(xiàn)

10、實(shí)中的IP電話就是使用數(shù)據(jù)分組交換技術(shù)的具體體現(xiàn)。討論為什么打IP電話便宜？請(qǐng)做下面一道數(shù)學(xué)應(yīng)用題，并展開討論：題目：假設(shè)圖中網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)，A與D是用戶，B、C是電信部門，用戶有專線（我們的家庭電話線）連接交換平臺(tái)（電信部門）。交換平臺(tái)是這樣工作的：網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)具有服務(wù)功能：為用戶提供數(shù)據(jù)線路連接服務(wù)為用戶提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)：如果你使用連接電路傳輸信息方式那么，B、C每結(jié)點(diǎn)為用戶連接一次，費(fèi)用10元/小時(shí)。如果你使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，B、C每結(jié)點(diǎn)為用戶服務(wù)每小時(shí)2元/小時(shí)。問題：現(xiàn)在A欲與D進(jìn)行一小時(shí)的信息轉(zhuǎn)輸，求：使用兩種不同的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，各需多少錢？設(shè)計(jì)意圖：設(shè)計(jì)類比的實(shí)驗(yàn)過

11、程和現(xiàn)實(shí)生活中數(shù)學(xué)應(yīng)用的計(jì)算，將活動(dòng)過程形象的枯燥的理論移植于技術(shù)原理的內(nèi)涵，使得理論強(qiáng)的內(nèi)容更加容易讓學(xué)生接受和理解，學(xué)生將在不斷的深化討論探究中將知識(shí)自我內(nèi)化。借助自身使用經(jīng)驗(yàn)，領(lǐng)悟原理，有助于學(xué)會(huì)使用所學(xué)知識(shí)解釋生活中面臨的問題。并形成良好的科學(xué)價(jià)值觀和學(xué)習(xí)方法。（七）、學(xué)生開展課堂學(xué)習(xí)過程反思通過學(xué)習(xí)，我們了解了傳統(tǒng)電話、電報(bào)和IP電話分別采用的是不同的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。思考這三種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，填表：通訊方式 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 傳統(tǒng)電話 電報(bào) IP 電話 教師提示：可從以下幾個(gè)方面來比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，通訊速度、線路使用率、對(duì)中間設(shè)備的要求。 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生代表上臺(tái)陳述。（八）、教師點(diǎn)評(píng)、小結(jié)。 點(diǎn)評(píng)：數(shù)據(jù)交換技術(shù)理論性極強(qiáng)，概念較多。本課設(shè)計(jì)中，教師關(guān)注到了技術(shù)學(xué)習(xí)基于學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的理念，采用類比形式設(shè)計(jì)了兩個(gè)活動(dòng)，一是“抄