《數據交換技術》教學設計【教學目標】1、知識與技能： （1）掌握3種數據交換技術的過程；（2）了解三種數據交換技術的用途；（3）比較三種數據交換技術的優缺點。2、過程與方法： 先通過火箭運輸方案的分析，了解火箭運輸可能存在的途徑方法及其各自的優缺點，然后進行知識遷移，明白3種數據交換的過程及其特點。 3、情感態度價值觀： 培養學生的自主探究精神；培養知識的遷移能力。4、重點、難點：重點3種數據交換技術傳輸數據的過程及應用。難點比較三種數據交換技術的優缺點。【教學過程】一、創設情景，引入課題展示電報、電話、手機、網絡圖片。如果你有一位同學去國外讀書，你想同他進行聯系，會選擇哪種通訊方式？為什么？展示4種通信方式資費標準：電報：0.14元/字電話：本地市話主叫：小區內：0.11元/分鐘；小區外：0.40元/分鐘；小區內長途0.25元/分鐘。長途直撥：按分鐘計費，按港澳臺和國際分為兩檔資費：（1）港澳臺：1.88元/分鐘；（2）國際：6.88元/分鐘。IP電話：電話號碼前+17951國家和地區資費標準（元/分鐘）中國香港、美國本土等0.39中國澳門、中國臺灣等0.69英國、法國、俄羅斯等1.69ADLS寬帶：20M，720元兩年，大約0.04元/分鐘學生填寫通訊費用表。普通電話IP電話網絡濟南市市中區0.40.04北京0.250.04美國6.880.390.04思考一下這三個問題：同一根電話線接入家中，為什么電話費(最低0.11元/分鐘)比上網費（0.04元/分鐘）高？為什么打本市小區外的電話每分鐘0.4元，比國內長途（0.25元）還貴？甚至比往美國（0.39元）打電話還貴？為什么往美國打國際長途，在號碼前+17951話費就由每分鐘6.88元將為0.39元？（學生思考討論提出見解，對學生的答案進行點評）我們以往美國打國際長途為例來分析一下，在打電話這個信息傳遞過程中，電話直撥和IP電話兩種方式信息的發送方、接收方、信息內容都一樣，為什么費用不一樣？說明信息在傳遞過程中使用的傳輸方式是不一樣的。上圖是通信網絡結構示意圖，兩臺設備要想進行通信，最簡單的辦法是在在兩臺設備之間連接一條物理線路直接進行數據傳輸。但實際上這是不可能的，我們不可能為所有需要通信的設備都連接一條物理線路。現代通信都是通過網絡來連接所有通信設備的，當信息通過網絡進行傳輸時，就要用到數據交換技術，今天我們就來認識一下數據交換技術，了解一下數據是如何通過一個個網絡節點的轉接從發送方到達接受方的。二、教學過程1、火箭運輸數據通過網絡在電線進行傳輸，我們看不進也摸不到，我們先看一通過鐵路運輸火箭的例子。鐵路網和通信網絡，都是由一個個網絡節點連接而成，他們的運輸方式也很類似。所以我們先看看鐵路是如何運輸貨物的，再來認識通信網絡是如何傳輸數據的。問題：有一火箭需通過鐵路從制造廠(上海)運到發射場（徐州），現有三種方案：專列專線、專列非專線、非專列非專線。現要求大家從重點速度、線路利用率、費用三個方面討論這三種方案的優劣。甲線（專列專線）：使用專用火車來運輸火箭，并使用專線，從制作廠到發射場線路其他車次不得占用。乙線（專列非專線）：使用專用火車來運輸火箭，但不使用專線，該火車按照正常的火車時刻表，服從鐵路部門的調度。如：現按照正常的車次進入第一個站點停靠，聽候調度，有合適的線路才能繼續往下一站點，如此循環，直至將火箭運到目的地。丙線（非專列非專線）：不使用專列和專線來運輸，而是將火箭拆分，與普通貨物一樣進行運輸，到達發射場重新組裝。講解它們的運行過程，比較他們的優缺點。優點缺點甲線（專線專列）速度最快線路利用率最低，費用最高乙線（專線非專列線路利用率較高，費用較低速度最慢丙線（非專線非專列）線路利用率最高，費用最低，速度較快需要拆分和組裝（小結：在這三種方案中是通過提高線路的利用率來有效地降低費用的。）在現實生活中要運輸貨物有這么三種方案，同樣，在網絡中要傳輸大量的數據。也有三種數據交換技術，他們的工作原理和我們剛才討論的三種運輸方案有許多相似的地方，大家在學習的時候可以用來做類比。2、數據交換技術預習課本，認識數據交換技術，和火箭運輸方案類比，分析數據是如何在網絡中傳輸的。完成學案。1組分析電路交換技術，2組分析報文交換技術，3組分析分組交換技術。1、數據交換技術和火箭運輸中的線類似？2、描述數據從A到B的運輸過程。3、應用：4、數據交換技術的特點：（一）電路交換技術首先，1組講解電路交換技術數據傳輸過程、應用和特點。然后，動畫展示“建立電路—傳輸數據—拆除電路”數據傳輸過程。應用：老式電話視頻：電話數據傳輸過程。最后，動畫展示電路交換技術數據傳輸過程，分析電路交換技術特點：優點：1、建立臨時專用物理通道，通信可靠性高；2、數據實時傳遞，延遲小。缺點：1、線路雙方獨占，空閑大，線路利用率低，費用高；2、要求通信的雙方必須同時工作。（二）報文交換技術首先，2組講解報文交換技術數據傳輸過程、應用和特點。然后，動畫展示報文數據整體“存儲—轉發”數據傳輸過程。應用：電報視頻：電報發報過程。最后，動畫展示報文交換技術數據傳輸過程，分析報文交換技術特點：優點：1、無需專用線路，“節點—節點”的線路可被多個報文共享，線路的利用率提高，費用降低。2、節點采用“存儲—轉發”方式傳輸數據，容易實現代碼轉換、速率匹配，可以實現不同終端之間通信。接收方和發送方無需同時工作。缺點：1、報文在每個交換節點均需經歷“存儲—轉發”過程，網絡的延遲增大。（三）分組交換技術首先，3組講解分組交換技術數據傳輸過程、應用和特點。然后，動畫展示數據分組“存儲—轉發”數據傳輸過程。應用：IP電話、計算機網絡視頻：TCP/IP協議原理最后，動畫展示分組交換技術數據傳輸過程，分析分組交換技術特點：優點：1、分組小且固定，使后一個分組存儲可以與前一個分組轉發并行，不同分組可以使用不同線路傳輸，延遲較小2、不同站點的分組可以交織在同一線路上傳輸，提高了網絡吞吐量，線路利用率最高，費用最低缺點：1、數據需要分組和重組，由于傳輸路線不固定，可能出現失序、丟失或重復分組現象；2、對每個分組增加來源、目的地址和分組編號等信息，使信息量增加5%—10%。3、課堂小結數據交換技術原理特點應用電路交換技術（專列專線）專業物理通道延遲最小費用最高同時在線老式電話報文交換技術（專列非專線）報文整體“存儲—轉發”延遲最大費用較低不同終端通信電報分組交換技術非專列非專線報文分組“存儲—轉發”延遲較小費用最低分組重組IP電話計算機網絡疑問解答：（1）、同一根電話線接入家中，為什么電話費(最低0.11元/分鐘)比上網費（0.04元/分鐘）高？（2）、為什么打本市小區外的電話每分鐘0.4元，比國內長途（0.25元）還貴？甚至比往美國（0.39元）打電話還貴？（3）、為什么往美國打國際長途，在號碼前+17951話費就由每分鐘6.88元將為0.39元？4、體驗數據交換技術傳輸5張紙，從第一排同學傳到最后一排同學，假設每位同學轉發一張紙需要時間都是1秒。電路交換：專線傳輸，專線上每一個同學收到一張紙就開始轉發給下一個同學。報文交換：整體存儲轉發，每一個同學收齊5張紙之后，轉發給下一排一個同學。分組交換：分組傳輸，6張紙（增加10%）隨機發放，每一個同學收到一張紙就開始轉發給下一排空閑同學。每小組演示一種。5、當堂訓練1、下列不屬于數據交換技術的是()A．電路交換B．電報交換C．分組交換D．報文交換2、城市電話網在數據傳輸時，在源節點與目的節點之間有一條臨時專用物理連接線路。這種市電話話網采用()技術。A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數據交換3、IP電話、電報和專線電話分別使用的數據交換技術是()A．電路交換技術、報文交換技術和分組交換技術B．分組交換技術、報文交換技術和電路交換技術C．報文交換技術、分組交換技術和電路交換技術D．電路交換技術、分組交換技術和報文交換技術4、電子郵件的收發使用的數據交換技術是()A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數據交換5、與電路交換相比較，分組交換主要有以下特點（）A、實時性差，線路利用率低，B、實時性差，線路利用率高C、實時性好，線路利用率高D、實時性好，線路利用率低6、現在需要選擇一種實時性好，交互性強的數據交換技術，可以選擇（）A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數據交換學情分析網絡技術的專業性比較強，單純講網絡技術就比較枯燥，學生不太愿意接受這樣的教學方式。但本節內容可以借鑒學生已有的經驗，首先分析鐵路運輸火箭的方法，掌握貨物傳輸過程的基本特點后，再延伸到網絡數據傳輸的學習中來，通過火箭運輸方法和三種數據交換技術對比，學生不僅容易接受，對知識點理解得也會更透徹。效果分析本節課通過普通電話、IP電話、網絡費用的對比，激發學生對于通信網絡數據交換技術的興趣。通過火箭運輸和數據交換技術的對比，讓學生深刻理解數據是如何在網絡節點之間進行轉接的，突破教學重點。通過對火箭運輸方案和數據交換技術分析，觀看電話數據傳輸過程、電報發報過程、TCP/IP協議工作原理視頻，理解三種數據交換技術的優缺點，突破教學難點。通過傳紙游戲讓學生體驗三種數據交換技術，加深對數據傳輸過程和優缺點的認知。教材分析《數據交換技術》是科教版高中信息技術選修課程《網絡技術應用》第三章第二節的內容。在網絡通信的工作原理中，本節教學的主要目的是讓學生了解網絡通信的數據在通信網絡中的傳輸過程，經過上節課的學習，學生已經了解了網絡數據的大致傳輸過程，知道數據在網絡中傳輸采用的是層次性結構，每層又都有相互約定的協議，在發送數據端將要發送的數據經過層層協議放到發送端口做好發送的準備，而另一接收端將接到的數據逆向地、將接收到的數據，層層按協議恢復到原發送的狀態。但是發送端的數據放到網絡發送端口后在網絡上又是如何傳輸到接收端的呢？這就是本節課要學習的內容―數據交換技術。數據交換其實分為3種技術，要深入了解網絡數據的交換過程必須結合學習另外兩種交換技術才能掌握得更清楚。3種交換技術單純講內容比較枯燥，但它與我們的貨物運輸過程非常相似，所以以貨物運輸過程作為類比，學生的學習就會有了依托，學起來也更簡單易懂評測練習1、下列不屬于數據交換技術的是()A．電路交換B．電報交換C．分組交換D．報文交換2、城市電話網在數據傳輸時，在源節點與目的節點之間有一條臨時專用物理連接線路。這種市電話話網采用()技術。A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數據交換3、IP電話、電報和專線電話分別使用的數據交換技術是()A．電路交換技術、報文交換技術和分組交換技術B．分組交換技術、報文交換技術和電路交換技術C．報文交換技術、分組交換技術和電路交換技術D．電路交換技術、分組交換技術和報文交換技術4、電子郵件的收發使用的數據交換技術是()A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數據交換5、與電路交換相比較，分組交換主要有以下特點（）A、實時性差，線路利用率低，B、實時性差，線路利用率高C、實時性好，線路利用率高D、實時性好，線路利用率低6、現在需要選擇一種實時性好，交互性強的數據交換技術，可以選擇（）A．報文交換B．電路交換C．分組交換D．數據交換課后反思本節課的總體效果比較好，用通訊費用的差別調動學生的學習興趣和積極性，從學生容易理解的火箭運輸，到網絡數據的傳輸，從形象到抽象，充分調動學生思維。經過火箭運輸的類比，傳紙游戲的體驗，學生對于三種數據交換技術的傳輸過程和優缺點，掌握起來比較輕松，總體掌握情況較好。同時也培養了學生借助自身使用經驗，思考原理、領悟原理、關注技術的意識。不足之處是沒有讓學生自主設計的火箭的運輸方法，對于運輸過程的掌握不夠深刻，這節課的銜接也不太完美，對于技術的進步過程沒有滲透，需要改進。課標分析網絡是現代通信技術應用的典型代表，網絡技術正在改變著人們的工作、生活與學習方式。在信息社會中，因特網已經成為人們進行信息交流的強有力工具。《網絡技術應用》模塊介紹網絡的基本功能和因特網的主要應用。要求學生掌握網絡的基礎知識和基本應用技能。在教