《計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ) 》（王崇剛）教案 （理論部分） 計算機網(wǎng)絡(luò)概述（三）計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展新技術(shù)

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課題計算機網(wǎng)絡(luò)概述（三）——計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展新技術(shù)課時2課時（90min）教學目標知識技能目標：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)的概念（2）了解物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展（3）了解物聯(lián)網(wǎng)的特點（4）掌握物聯(lián)網(wǎng)的分類（5）了解物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景（6）了解云計算的概念（7）了解云計算的特點（8）了解5G技術(shù)的研發(fā)歷程（9）掌握5G技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)（10）了解5G技術(shù)的優(yōu)點思政育人目標：能夠認識到計算機網(wǎng)絡(luò)的使用價值，體會計算機網(wǎng)絡(luò)為生活所帶來的便利，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)，以適應(yīng)信息時代的發(fā)展并且能夠為促進計算機網(wǎng)絡(luò)新發(fā)展貢獻自己的力量。教學重難點教學重點：正確看待計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展新技術(shù)教學難點：體會科技進步所帶來的計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)對于生活的影響教學方法問答法、討論法、講授法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材、文旌課堂APP教學設(shè)計第1節(jié)課：傳授新知（25min）第2節(jié)課：傳授新知（30min）課堂小結(jié)（3min）教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖第一節(jié)課考勤

（3min）【教師】清點上課人數(shù)，記錄好考勤【學生】班干部報請假人員及原因培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況問題導入（7min）【教師】引入新課科技的發(fā)展，改變了人們的生活方式，我們可以足不出戶，在網(wǎng)上購買各種商品。尤其是每年的雙11購買量更是驚人。2018“雙十一”全球狂歡購物節(jié)天貓最終成交額達2135億大關(guān)，京東累計下單金額1598億，再次創(chuàng)造新的紀錄。那么多的商品是怎么實現(xiàn)快速分揀呢？請看視頻《無人之路》?！窘處煛坎シ乓曨l《無人之路》【學生】聆聽、觀看、思考、討論【教師】通過學生的回答引入要講的知識如此智能的技術(shù)正是在物聯(lián)網(wǎng)的支持下才得以實現(xiàn)。讓我們一起學習物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識?！緦W生】聆聽、思考通過問題導入的方法，引導學生主動思考，激發(fā)學生的學習興趣傳授新知

（25min）【教師】要求學生通過文旌課堂APP掃描二維碼播放“物聯(lián)網(wǎng)”視頻，并講解物聯(lián)網(wǎng)一、物聯(lián)網(wǎng)?【教師】提出問題，課堂互動請同學仔細閱讀課本，思考什么是物聯(lián)網(wǎng)。?【學生】聆聽、思考、回答問題【教師】通過大家的發(fā)言，引入新的知識點，帶領(lǐng)學生認識物聯(lián)網(wǎng)1．物聯(lián)網(wǎng)的概念內(nèi)涵：物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthings），顧名思義，就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。目前，物聯(lián)網(wǎng)的精確定義并未統(tǒng)一。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）比較準確的定義是：物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)（傳感器、射頻識別系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等）、條碼與二維碼、全球定位系統(tǒng)，按約定的通信協(xié)議，將物與物、人與物、人與人連接起來，通過各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進行信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng)絡(luò)。分析：物聯(lián)網(wǎng)的定義包含兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)；二是其用戶終端延伸和擴展到了任何物體之間，使任何物體之間都可以進行信息交換和通信。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)”?！緦W生】聆聽、思考、記憶【教師】結(jié)合教材講解物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展2．物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展國際方面：（1）物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾·蓋茨1995年出版的《未來之路》一書。該書提出了“物—物”相連的物聯(lián)網(wǎng)雛形。（2）1999年，首次提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。（3）2003年，提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。（4）2005年《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。（5）2008年后，為了促進科技發(fā)展，將目光放在了物聯(lián)網(wǎng)上。（6）2009年提出形成“物聯(lián)網(wǎng)”，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。（7）2009年首次提出“智慧地球”概念。（8）2009年公布了名為“智慧的地球”的最新策略。我國：目前物聯(lián)網(wǎng)已被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”。（1）2011年，物聯(lián)網(wǎng)列入“十二五”國家重點專項規(guī)劃。（2）2014年9月，“首屆全球傳感器高峰論壇暨物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用峰會”在江蘇無錫召開，本次峰會發(fā)布了《2014中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度藍皮書》，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比以往更接近實用化，已逐步由實驗室走向市場?！緦W生】聆聽、思考、記憶【教師】結(jié)合教材講解物聯(lián)網(wǎng)的特點3．物聯(lián)網(wǎng)的特點（1）物聯(lián)網(wǎng)是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。（2）物聯(lián)網(wǎng)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。（3）物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實施智能控制?！緦W生】聆聽、思考、記憶?【教師】提出問題，課堂互動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)兩者之間有什么區(qū)別與聯(lián)系呢。?【學生】聆聽、思考、回答問題【教師】結(jié)合教材講解物聯(lián)網(wǎng)的分類4.物聯(lián)網(wǎng)的分類物聯(lián)網(wǎng)可分為私有物聯(lián)網(wǎng)（PrivateIoT）、公有物聯(lián)網(wǎng)（PublicIoT）、社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)（CommunityIoT）和混合物聯(lián)網(wǎng)（HybridIoT）4種。私有物聯(lián)網(wǎng)：一般面向單一機構(gòu)內(nèi)部提供服務(wù)；公有物聯(lián)網(wǎng)：基于互聯(lián)網(wǎng)向公眾或大型用戶群體提供服務(wù)；社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)：向一個關(guān)聯(lián)的“社區(qū)”或機構(gòu)群體（如一個城市政府下屬的各委辦局）提供服務(wù)；混合物聯(lián)網(wǎng)：是上述的兩種或以上的物聯(lián)網(wǎng)的組合，但后臺有統(tǒng)一運維實體?！緦W生】聆聽、思考、記憶【教師】結(jié)合教材講解物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景5．物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，從日常的家庭個人應(yīng)用，到工業(yè)自動化應(yīng)用，以至軍事反恐、城建交通。物聯(lián)網(wǎng)比較典型的應(yīng)用包括水電行業(yè)無線遠程自動抄表系統(tǒng)、數(shù)字城市系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)、危險源和家居監(jiān)控系統(tǒng)、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)等。應(yīng)用場景舉例：（1）校園一卡通系統(tǒng)校園一卡通取代了學生在校學習和生活中所使用的各種卡證，使學生僅需持有一張小小的RFIDIC卡，即可在食堂、超市、水房、圖書館、教務(wù)處、宿舍等多個場景中完成生活消費、學籍管理、身份認證、網(wǎng)上交費等多種操作，真正實現(xiàn)了“一卡在手，走遍校園”。（2）智能家居智能家居指以住宅為平臺，集成與家居生活有關(guān)的設(shè)施構(gòu)建的現(xiàn)代化的居住環(huán)境。智能家居可通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)各設(shè)施的互聯(lián)互通，形成一個小型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，這些設(shè)施會收集并實時共享環(huán)境信息，并根據(jù)這些信息智能地調(diào)節(jié)自身狀態(tài)。例如，回到家時，燈光會自動開啟，并根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)亮度；環(huán)境系統(tǒng)檢測到室內(nèi)濕度太高，會自動啟動空調(diào)采取除濕措施；智能監(jiān)控使得用戶通過手機就能隨時隨地查看獨自在家的小朋友和寵物。（3）智能交通物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用包括車輛定位與調(diào)度、交通狀況感知、交通智能化管控、停車管理等。例如，可以通過檢測設(shè)備（如攝像頭）自動檢測道路擁堵情況，并利用人工智能自動調(diào)配紅綠燈，或者向車主預告擁堵路段、推薦最佳行駛路線?！緦W生】聆聽、思考、記憶通過教師的講解和演示，幫助學生了解物聯(lián)網(wǎng)課堂互動（5min）【教師】提出問題，要求學生討論并回答問題假設(shè)你現(xiàn)在是某市的市長，現(xiàn)在要對你所在的城市進行物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，舉例說說物聯(lián)網(wǎng)在市政管理方面、消費電子方面、綠色能源方面、車聯(lián)網(wǎng)方面等方面如何應(yīng)用?！緦W生】思考、討論、回答問題通過練習題鞏固所學知識，加深對知識點的理解評價修正（2min）【教師】點評學生的回答，并總結(jié)、鞏固知識點【學生】聆聽、思考、記憶通過形成性檢測進行強化矯正第二節(jié)課問題導入（5min）【教師】引入新課：不一樣的“云”要求學生列舉自然界中云的不同類型，并且說出他們的特點。如：“天上鉤鉤云，地上雨淋淋”、“魚鱗天，不雨也風顛”、“早霞不出門，晚霞行千里”等引入新課：云計算【學生】聆聽、思考、回答問題通過問題導入的方法，引導學生主動思考，激發(fā)學生的學習興趣傳授新知（30min）【教師】結(jié)合教材講解云計算一、云計算1.云計算的基本概念狹義云計算：指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需資源。廣義云計算：指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需服務(wù)；這種服務(wù)可以和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，也可是其他服務(wù)。服務(wù)方式：IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺即服務(wù)）和SaaS（軟件即服務(wù)）。IaaS、PaaS和SaaS分別在基礎(chǔ)設(shè)施層、軟件開放運行平臺層和應(yīng)用軟件層實現(xiàn)。2.云計算的特點（1）資源配置動態(tài)化。（2）需求服務(wù)自助化。（3）以網(wǎng)絡(luò)為中心。（4）資源的池化和透明化?！緦W生】聆聽、思考、記憶?【教師】提出問題，課堂互動列舉日常生活當中云計算的應(yīng)用場景。?【學生】聆聽、思考、回答問題【教師】講解5G技術(shù)，播放視頻：走進5G時代移動通信技術(shù)是指在便攜式智能移動終端（如智能手機、平板電腦等）上通過無線的方式（Wi-Fi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)）實現(xiàn)通信的技術(shù)。與針對PC的傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，移動通信技術(shù)具有組網(wǎng)靈活、使用方便、終端種類多樣等優(yōu)點。5G是最新一代移動通信技術(shù)，也是最前沿、最火熱的新一代信息技術(shù)。二、5G技術(shù)1.5G技術(shù)的研發(fā)歷程（1）2009年，華為就已經(jīng)展開了相關(guān)技術(shù)的早期研究，并在之后的幾年里向外界展示了5G原型機基站。（2）2013年11月6日，預言在2020年用戶會享受到20Gbps的商用5G移動網(wǎng)絡(luò)。（3）2013年5月13日，韓國三星電子有限公司宣布已成功開發(fā)第5代移動通信（5G）的核心技術(shù)。（3）2014年5月8日，開始測試凌駕現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)1000倍網(wǎng)絡(luò)承載能力的高速5G網(wǎng)絡(luò)，傳輸速度可望提升至10Gbps。（4）2015年3月1日，英英國已成功研制5G網(wǎng)絡(luò)，并進行100米內(nèi)的傳送數(shù)據(jù)測試。（5）2015年3月3日，歐盟的5G網(wǎng)絡(luò)將在2020年～2025年之間投入運營。（6）2015年9月7日，美國移動運營商Verizon無線公司宣布，從2016年開始試用5G網(wǎng)絡(luò)，2017年在美國部分城市全面商用。我國在2016年～2018年進行了5G技術(shù)研發(fā)試驗，分為5G關(guān)鍵技術(shù)試驗、5G技術(shù)方案驗證和5G系統(tǒng)驗證三個階段實施?！緦W生】聆聽、思考、記憶?【教師】提出問題，課堂互動思考：移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程。1.1G時代：只能語音傳輸2.2G時代：手機能上網(wǎng)了3.3G時代：隨時隨地無線上網(wǎng)4.4G時代：比撥號上網(wǎng)快2000倍5.5G時代：萬物互聯(lián)?【學生】聆聽、思考、回答問題【教師】結(jié)合教材講解5G技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)2.5G技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)5G的實現(xiàn)主要依靠大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)。大規(guī)模天線陣列：是提升系統(tǒng)頻譜效率的最重要技術(shù)手段之一，對滿足

5G

系統(tǒng)容量和速率需求起到重要的支撐作用。超密集組網(wǎng)：通過增加基站部署密度，可實現(xiàn)百倍量級的容量提升，是滿足

5G

千倍容量增長需求的最主要手段之一。新型多址：通過發(fā)送信號的疊加傳輸來提升系統(tǒng)的接入能力，可有效支撐

5G

網(wǎng)絡(luò)千億設(shè)備的連接需求。全頻譜接入：通過有效利用各類頻譜資源，可有效緩解

5G

網(wǎng)絡(luò)對頻譜資源的巨大需求。新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：基于SDN、NFV和云計算等先進技術(shù)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可實現(xiàn)以用戶為中心的更靈活、智能、高效和開放的5G新型網(wǎng)絡(luò)?！緦W生】聆聽、思考、記憶【教師】結(jié)合教材講解5G技術(shù)的優(yōu)點3.5G技術(shù)的優(yōu)點（1）從用戶體驗看，5G具有更高的速率、更寬的帶寬，預計5G網(wǎng)速將比4G提高10倍左右，能夠滿足消費者對虛擬現(xiàn)實、超高清視頻等更高網(wǎng)絡(luò)體驗的需求。（2）從行業(yè)應(yīng)用看，5G具有更高的可靠性，更低的時延，能夠滿足智能制造、自動駕駛等行業(yè)應(yīng)用的特定需求，拓寬融合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間，支撐經(jīng)濟社會創(chuàng)新發(fā)展。（3）從發(fā)展態(tài)勢看，5G已于2019年在我國正式商用，且在持續(xù)高速發(fā)展，大有取代4G，占據(jù)行業(yè)主導地位之勢。4.5G技術(shù)的應(yīng)用場景舉例（1）5G+遠程醫(yī)療--遠程診斷類（2）5G+教育（3）智慧城市【學生】聆聽、思考、記憶?【教師】提出問題，課堂互動思考：5G將會給我們的生活帶來哪些改變。?【學生】聆聽、思考、回答問題結(jié)合教材講解幫助學生了解云計算與5G技術(shù)課堂互動（5min）【教師】提供練習題，并找學生進行講解思考、討論、完成練習、講解通過練習題鞏固所學知識，加深對知識點的理解，通過講解不僅能夠幫助學生強化知識點，同時可以培養(yǎng)學生的口語表達能力課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G等計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的不斷發(fā)展，計算