直播网络我来建:教学指南第二单元项目式学习主题设计

文摘   2024-09-22 13:51   山东  
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在这个数字时代,互联网已成为我们生活中不可或缺的一部分。如何让学生深入了解互联网背后的奥秘、掌握信息科技的核心技能、承担起未来网络强国建设的责任,已成为信息科技教育的重要使命。“我是网络工程师”项目式学习,以模拟真实场景搭建视频直播网络为任务主线,将抽象的网络知识融入趣味十足的实践活动,点燃学生学习兴趣,激发创新思维,为培育未来网络强国人才奠定坚实基础。
本单元可以按照项目实施步骤的顺序,根据每个课时的教学设计进行优化,每个环节的教学时长仅供参考。
情境创设与趣味体验:每个课时都设计了贴近学生生活的情境导入和模拟体验活动,例如“数据包旅行”游戏、“域名解析寻宝游戏”、“路由寻路大挑战”等,将原本抽象的网络知识融入到生动有趣的活动中,激发学生的学习兴趣,让学生在玩中学、做中学。

知识探究与技能训练:每个课时都包含了相应的知识探究和技能训练环节,例如讲解IP地址、域名、路由等基本概念,以及使用ping、tracert、ipconfig等网络命令进行网络测试,并使用抓包软件分析网络数据包。通过理论学习和实践操作相结合,帮助学生理解网络知识,掌握网络技能。

团队合作与问题解决:项目实施以小组合作的方式进行,每个小组都需要共同完成搭建直播网络和进行直播的任务。在项目实施过程中,学生需要进行分工合作、沟通交流、协调配合,共同解决遇到的问题和挑战,培养他们的团队合作精神和问题解决能力。

核心素养培养:项目设计融入信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等核心素养目标,例如在讲解网络安全知识时,引导学生认识到网络安全的重要性,并学习如何防范网络攻击,提升他们的信息社会责任感。

可以借助教学实验平台完成相关教学活动
单元主题:“我是网络工程师”

项目目标:
模拟真实场景,让学生扮演“网络工程师”的角色,通过小组合作,搭建一个可以进行视频直播的小型网络,并完成一场模拟的校园活动直播,在实践中理解互联网底层工作原理,体会网络协议的重要性,提升团队协作能力和问题解决能力。

项目设计思路:

本项目以“做中学”为理念,围绕“直播网络我来建”这一核心目标,将单元知识点融入到项目实施的各个环节中,让学生在解决实际问题的过程中,主动探究、合作学习,并最终完成项目成果,体验“网络工程师”的工作,感受互联网技术的魅力。

项目实施步骤:

阶段一:前期准备(2课时)

1.课时一:互联网奇妙之旅(信息意识、计算思维)

情境导入:以学生喜爱的网络游戏、视频直播等应用场景为切入点,引导学生思考:这些应用是如何实现的?互联网是如何工作的?

模拟体验:利用互动游戏或模拟软件,让学生体验“数据包旅行”,感受数据在网络中传输的过程,初步理解网络协议的作用。

知识探究:介绍互联网的基本概念、网络协议的定义和分层思想,简单介绍TCP/IP协议族的基本结构。

2.课时二:网络工程师大揭秘(信息意识、数字化学习与创新)

职业体验:邀请网络工程师或播放相关职业介绍视频,让学生了解网络工程师的工作内容、所需技能以及职业发展路径,激发学生的学习兴趣。

任务发布:老师发布项目任务:以小组为单位,搭建一个可以进行视频直播的小型网络,并完成一场模拟的校园活动直播。

分组讨论:学生根据项目任务,进行小组讨论,确定直播主题、选定直播内容、分配小组角色(例如:网络架构师、设备管理员、测试工程师等),制定项目实施计划。

阶段二:网络搭建与测试(4课时)

1.课时三:数字身份大搜索(计算思维)

知识探究:讲解IP地址的概念、分类、表示方法以及IPv4和IPv6的区别。

实践探究:引导学生使用ipconfig命令查看自己电脑的IP地址,并利用在线工具查询公网IP地址,理解IP地址的作用。

小组任务:各小组确定直播网络中各设备的IP地址分配方案,并记录下来。

2.课时四:域名解析寻宝游戏(信息意识、计算思维)

知识探究:讲解域名的概念、域名解析的原理和过程,以及域名服务器的作用。

游戏体验:设计“域名解析寻宝游戏”,让学生模拟域名解析的过程,理解域名解析的工作原理。

小组任务:各小组确定直播网络中所使用的域名,并尝试使用ping命令进行域名解析测试。

3.课时五:路由寻路大挑战(计算思维、数字化学习与创新)

知识探究:讲解路由的概念、路由表和路由算法,以及路由器的工作原理。

模拟实验:利用模拟软件或真实路由器,让学生进行路由配置实验,体验路由的工作过程。

小组任务:各小组设计直播网络的拓扑结构,确定路由器连接方案,并进行路由配置。

4.课时六:网络测试大比拼(信息社会责任、数字化学习与创新)

知识探究:讲解网络测试的概念、方法和工具,以及网络安全的基本知识。

实践操作:引导学生使用ping、tracert等命令进行网络连通性测试,并使用抓包软件分析网络数据包,排查网络故障。

小组任务:各小组对搭建的直播网络进行全面测试,确保网络连通性、数据传输稳定性以及网络安全性,并记录测试结果。

阶段三:直播实战与总结(2课时)

1.课时七:校园活动精彩直播(信息社会责任、数字化学习与创新)

直播准备:各小组准备直播所需的软硬件设备,例如:摄像头、麦克风、直播软件等,并进行调试。

模拟直播:各小组进行模拟直播,检验直播效果,并进行优化调整。

正式直播:各小组按照计划,进行正式的校园活动直播,并邀请其他班级或老师进行观看。

2.课时八:项目总结与反思(信息意识、信息社会责任)

成果展示:各小组展示直播成果,并分享项目实施过程中的经验教训。

总结反思:引导学生对项目进行总结反思,例如:项目中遇到的困难和挑战、如何解决问题、团队合作的意义和价值、对互联网技术的新认识等等。

职业规划:结合项目体验,引导学生思考未来的职业规划,激发他们对信息科技的学习兴趣和探索热情。

单元评价:

1.过程性评价:关注学生在项目实施过程中的参与度、合作性、问题解决能力以及创新思维,并给予及时反馈和指导。

2.成果评价:评价直播网络搭建的质量、直播效果以及项目总结的深度和广度。

3.自我评价:引导学生对自己的学习过程和项目成果进行自我评价,反思自己的学习策略和不足,制定改进计划。

设计思路:

以学生为中心:整个项目设计以学生的兴趣和需求为出发点,通过模拟真实情景,让学生在实践中学习、在体验中成长,真正成为学习的主体。

注重探究和实践:项目设计以探究式学习为主线,鼓励学生主动思考、动手操作、合作探究,在实践中理解互联网的工作原理,提升信息技术应用能力。

强调团队合作:项目实施以小组合作的方式进行,引导学生学会沟通协作、共同解决问题,体验团队合作的意义和价值。

关注核心素养:项目设计融入信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等核心素养目标,促进学生全面发展。

联系生活实际:项目内容与学生的日常生活和未来发展密切相关,让学生感受到信息技术对个人生活和社会发展的影响,激发他们学习信息科技的兴趣和热情。

“我是网络工程师”项目式学习:第一课时互联网奇妙之旅

课时目标:

知识目标:了解互联网的基本概念,初步认识网络协议的作用和分层思想,了解TCP/IP协议族的基本结构。

技能目标:能够参与“数据包旅行”的模拟体验活动,初步体验数据在网络中传输的过程,并能够用自己的语言描述这一过程。

核心素养目标:

信息意识:能够感知互联网的存在,了解互联网对日常生活的影响,激发对互联网技术的探索兴趣。

计算思维:能够初步理解网络协议的作用,体验数据在网络中传输的过程,并能够将这一过程与现实生活中的情景进行类比,初步形成计算思维意识。

教学重点:

互联网的基本概念

网络协议的作用

数据包在网络中传输的过程

教学难点:

网络协议的分层思想

教学准备:

多媒体课件(包含网络游戏、视频直播、在线购物等应用场景的图片或视频)

“数据包旅行”游戏道具:

教室平面图(模拟互联网地图,标注各个网络节点,例如:服务器、路由器、个人电脑等)

不同颜色的小纸盒(代表不同的网络节点)

卡片(代表数据包,上面预留填写信息的空间,例如:发送方、接收方、数据内容、经过的节点等)

彩笔

教学过程:

一、情境导入(8分钟)

1.多媒体展示:播放网络游戏“王者荣耀”的精彩对战视频、网红董宇辉的直播带货视频、淘宝“双十一”购物狂欢节的盛况等学生熟悉的互联网应用场景,引发学生的兴趣和好奇心。

2.问题引导:引导学生思考,并进行课堂讨论:

同学们平时上网都做什么?(学生自由发言,例如:玩游戏、看视频、聊天、购物、查资料等)

如果没有互联网,我们的生活会变成什么样?(引导学生思考互联网对生活的影响,例如:无法与远方的亲人朋友视频通话、无法在线购物、无法玩网络游戏、获取信息不方便等)

你们知道互联网是如何将世界各地连接起来的吗?数据是如何在网络中传输的?(引导学生对互联网的工作原理产生好奇)

二、模拟体验:数据包旅行(20分钟)

1.游戏导入:

引入“数据包旅行”游戏,并讲解游戏规则:今天我们来玩一个游戏,模拟数据在互联网中传输的过程。请同学们扮演不同的网络设备,例如:服务器、路由器、个人电脑等等。我们将使用卡片代表数据包,看看数据包是如何在网络中“旅行”的。

展示教室平面图,向学生介绍图上的各个网络节点,讲解不同节点的作用。(例如:服务器存储着网站数据,路由器负责转发数据包,个人电脑是用户上网的终端设备)。

2.分配角色:将学生分成若干小组,每个小组代表一个网络节点,并为每个小组分配不同颜色的小纸盒或卡片,代表不同的节点类型。将教室布置成模拟的互联网环境。比如每个节点之间通过卡片(“数据包”)传递信息。卡片上需要写明发送方、接收方、数据内容以及经过的节点。每个节点收到卡片后,需要记录卡片信息,并按照规则传递到下一个节点,最终到达接收方。

注:模拟软件:如果使用模拟软件,老师需要提前准备好模拟场景,并指导学生操作软件,观察数据包在网络中传输的过程。

3.游戏过程:

学生参与游戏或软件模拟,体验数据包在网络中传输的过程,感受数据传输的复杂性和趣味性。

情景设置:模拟一个真实的网络应用场景,例如:小明在家里用电脑上网,访问“王者荣耀”游戏的服务器,下载游戏更新包。(老师可以根据学生的兴趣,选择其他更贴近学生生活的场景)。

数据包传递:

老师扮演小明家里的电脑,填写一张数据包卡片(发送方:小明电脑,接收方:王者荣耀服务器,数据内容:下载游戏更新包),并将卡片放入小明电脑对应的小纸盒中。

小明电脑小组根据卡片上的信息,查找“王者荣耀服务器”在地图上的位置,并将卡片传递到下一个节点(例如:家里的路由器)。

每个节点收到卡片后,需要记录卡片信息(例如:在卡片上写下“经过家里的路由器”),并根据地图和卡片信息,将卡片传递到下一个节点。

最终,卡片到达“王者荣耀服务器”小组,游戏结束。

4.问题引导:

数据包经过了哪些节点?(引导学生回顾数据包传递的路线,并在地图上指出)

数据包在传输过程中可能会遇到哪些问题?(例如:网络拥堵、线路故障、数据丢失等)

如果数据包丢失了怎么办?(引导学生思考如何保证数据传输的可靠性)

如何才能保证数据包准确、快速地到达目的地?

三、知识探究(15分钟)

1.什么是互联网:

结合游戏体验,讲解互联网的概念:互联网就像一张巨大的“网”,将世界各地的计算机连接起来,让我们可以共享信息和资源。

互联网的组成:互联网是由各种各样的网络设备组成的,例如:服务器、路由器、个人电脑、手机等等。每个设备都有一个唯一的地址,就像我们的家庭住址一样,这样才能在网络中找到彼此。

互联网的作用:互联网为我们提供了各种各样的服务,例如:浏览网页、玩游戏、看视频、聊天、购物、学习等等。互联网已经成为我们生活中不可缺少的一部分。

2.什么是网络协议:

结合游戏规则,讲解网络协议的概念:网络协议就像交通规则一样,规定了数据在网络中传输的格式、方式和路径,保证数据能够准确、高效地到达目的地。

网络协议的作用:讲解网络协议的概念和作用,并结合游戏规则,解释网络协议是如何规范数据包的格式、传输方式以及路由规则等,以保证数据包能够准确、高效地传输。

举例说明:如果没有交通规则,道路上就会一片混乱,车辆无法正常行驶。同样,如果没有网络协议,数据包就会在网络中迷路,无法到达目的地。

3.网络协议的分层思想:

简要介绍TCP/IP协议族的四层结构(应用层、传输层、网络层、网络接口层),以学生熟悉的网络应用为例,说明不同协议层的功能和作用。

类比讲解:将TCP/IP协议族比喻成一个快递公司,不同的协议层就像快递公司的不同部门,每个部门负责不同的工作,共同完成快递包裹的运输。

分层介绍:

应用层:负责处理用户应用程序的数据,例如:浏览器、游戏客户端、邮件客户端等等。

传输层:负责保证数据传输的可靠性和完整性,例如:TCP协议。

网络层:负责将数据包从源地址路由到目的地址,例如:IP协议。

网络接口层:负责将数据包转换成电信号或光信号,通过物理线路进行传输。

四、课堂小结(2分钟)

1.知识回顾:今天我们学习了互联网的基本概念、网络协议的作用以及数据包在网络中传输的过程。

2.拓展思考:你们认为网络协议对互联网的发展有什么重要意义?(引导学生思考网络协议的重要性,并为下一节课“网络工程师大揭秘”做铺垫)

五、任务预告(5分钟)

1.预告下一节课内容:下一节课我们将学习“网络工程师大揭秘”,了解网络工程师的工作内容、所需技能以及职业发展路径。

2.布置预习任务:请同学们上网搜索网络工程师的相关信息,并思考:为什么需要网络工程师?网络工程师的工作都包含哪些内容

教学反思:

第一课时的教学,重点在于激发学生的学习兴趣,并引导他们初步认识互联网和网络协议。采用贴近学生生活的案例和场景,创设情景,更容易让学生产生共鸣和理解。并通过亲身参与“数据包旅行”的游戏,可以让学生更加直观地感受数据包在网络中传输的过程,并引发他们对网络协议的思考。

在讲解网络协议的分层思想时,避免过于抽象的理论,使用通俗易懂的例子和比喻,帮助学生理解。例如:可以将TCP/IP协议族比喻成一个快递公司,不同的协议层就像快递公司的不同部门,每个部门负责不同的工作,共同完成快递包裹的运输,化抽象为具体,降低学生理解的难度。

将课堂内容与学生的职业发展联系起来,引导学生思考未来的职业规划,激发他们学习信息科技的兴趣和热情。

“我是网络工程师”项目式学习:第二课时网络工程师大揭秘

课时目标:

知识目标:了解网络工程师的职业特点、工作内容、所需技能以及职业发展路径。

技能目标:能够根据项目任务,进行小组讨论,确定直播主题、选定直播内容、分配小组角色(例如:网络架构师、设备管理员、测试工程师等),制定项目实施计划。

核心素养:

信息意识:认识到网络工程师在互联网发展中的重要角色,了解信息技术领域的多样化职业发展方向。

数字化学习与创新:能够利用网络资源,自主搜集、整理和分析信息,为项目设计提供参考。

教学重点:

网络工程师的职业特点和工作内容

项目任务的发布和解析

教学难点:

项目实施计划的制定

教学准备:

多媒体课件(包含网络工程师职业介绍视频或PPT、项目任务书、项目实施计划模板)

网络工程师职业信息资料(例如:网络工程师岗位职责、技能要求、薪资待遇、职业发展方向等)

教学过程:

一、回顾导入(5分钟)

1.知识回顾:引导学生回顾上一节课所学的互联网和网络协议的相关知识,并提问:“互联网的正常运行需要哪些专业人士的支持?”(引导学生思考网络工程师的作用)

二、职业体验:网络工程师大揭秘(20分钟)

1.播放视频或PPT:

播放网络工程师职业介绍视频(可以是真实的网络工程师工作场景,也可以是动画或卡通形式的职业介绍),或者展示网络工程师职业介绍的PPT,让学生对网络工程师的工作有一个直观的了解。

2.小组讨论:学生以小组为单位,根据视频或PPT的内容,讨论以下问题:

网络工程师的工作内容有哪些?(例如:网络规划与设计、网络设备安装与调试、网络故障排除、网络安全维护等等)

网络工程师需要具备哪些技能?(例如:网络协议、网络操作系统、网络安全、编程语言等等)

网络工程师的职业发展路径有哪些?(例如:网络管理员、网络安全工程师、云计算工程师等等)

3.信息补充:老师补充讲解网络工程师职业的相关信息,例如:岗位职责、技能要求、薪资待遇、职业发展方向等,并鼓励学生提问,进一步了解网络工程师职业。

三、任务发布:我是网络工程师(10分钟)

1.宣布任务:老师宣布本单元的项目任务:“我是网络工程师”,并说明项目目标:模拟真实的场景,以小组为单位,搭建一个可以进行视频直播的小型网络,并完成一场模拟的校园活动直播。

2.解析任务:老师对项目任务进行详细的解析,包括:

直播主题:学生可以选择自己感兴趣的校园活动作为直播主题,例如:运动会、文艺汇演、科技节等等。

直播内容:学生需要根据直播主题,确定直播的内容,例如:比赛实况、节目表演、作品展示等等。

直播网络:学生需要搭建一个小型网络,以实现视频直播的功能,网络中需要包含哪些设备?这些设备之间如何连接?如何进行配置?

直播演示:项目完成后,每个小组需要进行直播演示,并向全班同学介绍他们的直播网络和直播内容。

四、制定计划:我的项目我做主(10分钟)

1.分组讨论:学生以小组为单位,根据项目任务书,进行小组讨论,确定直播主题、选定直播内容、分配小组角色(例如:网络架构师、设备管理员、测试工程师等),并开始制定项目实施计划。

2.计划模板:老师提供项目实施计划模板,指导学生如何制定计划,模板中需要包含以下内容:

项目目标

项目分工

时间安排

所需资源

预期成果

3.计划展示:每个小组展示他们的项目实施计划,并进行简要说明。老师对各小组的计划进行点评和指导,帮助学生完善计划。

五、课堂小结(5分钟)

1.任务回顾:今天我们学习了网络工程师的职业特点,并发布了“我是网络工程师”的项目任务。

2.展望未来:在接下来的几节课中,我们将学习搭建网络、配置设备、测试网络以及进行直播的相关知识和技能,希望大家能够积极参与项目,发挥团队合作精神,完成我们的“网络工程师”梦想!

教学反思:

第二课时的教学重点是激发学生的学习兴趣和项目参与热情,并引导学生进行项目规划。通过网络工程师职业的介绍,让学生了解信息技术领域的多样化职业发展方向,拓宽学生的视野。清晰的项目任务和实施计划,可以让学生明确学习目标和方向,增强学习的主动性和目的性。

“我是网络工程师”项目式学习:第三课时数字身份大搜索

课时目标:

知识目标:理解IP地址的概念、分类、表示方法以及IPv4和IPv6的区别。

技能目标:能够使用ipconfig命令查看自己电脑的IP地址,并利用在线工具查询公网IP地址,理解IP地址在网络通信中的作用。

核心素养目标:

计算思维:能够理解IP地址的二进制本质,并将IP地址与现实生活中的地址进行类比,进一步提升抽象思维能力和问题解决能力。

教学重点:

IP地址的概念和作用

IP地址的分类和表示方法

教学难点:

IPv4和IPv6的区别

教学准备:

多媒体课件(包含IP地址的讲解、ipconfig命令的使用演示、在线IP地址查询工具的操作演示)

学生每人一台联网的计算机

教学过程:

一、游戏回顾,引入新知(5分钟)

1.回顾游戏:引导学生回顾上一节课的“数据包旅行”游戏,并提问:

在游戏中,数据包是如何找到目的地的?(学生回忆游戏过程,可能会提到按照地图上的路线传递数据包)

如果每个网络设备都没有地址,会发生什么情况?(引导学生思考地址在网络通信中的重要性)

2.引入新知:在互联网中,每个联网的设备都有一个唯一的地址,就像我们的家庭住址一样,这个地址叫做IP地址。今天我们就来学习IP地址的相关知识。

二、揭秘数字身份:IP地址(15分钟)
1.IP地址的概念:

类比讲解:将IP地址比喻成网络世界中的“门牌号”,每个联网的设备都有一个独一无二的IP地址,这样才能在网络中互相找到对方,进行通信。

展示图片:展示互联网地图,以及不同网络设备上的IP地址标识,让学生直观地感受IP地址的存在。

解释作用:讲解IP地址在网络通信中的作用:当我们上网浏览网页、玩游戏、看视频时,数据包都是通过IP地址找到目标服务器,并将数据传输到我们的电脑上的。

2.IP地址的分类:

公网IP地址:公网IP地址就像我们家里的门牌号,是在整个互联网中唯一的,可以被其他任何人找到。

私网IP地址:私网IP地址就像我们家里的房间号,只能在家里使用,出了家门别人就不知道了。家里的路由器会将私网IP地址转换为公网IP地址,才能与互联网上的其他设备进行通信。

举例说明:假设小明家里的电脑IP地址是192.168.1.100(私网IP地址),他家里的路由器公网IP地址是110.242.68.3,当小明访问百度网站(服务器公网IP地址是220.181.38.148)时,数据包会先从他的电脑发送到家里的路由器,路由器将数据包的源IP地址转换为自己的公网IP地址,然后发送到百度服务器,百度服务器再将数据包发送回小明的路由器,路由器再将数据包转发给小明的电脑。

城阳区张军玲名师工作室
青岛市城阳区张军玲名师工作室信息发布与活动开展、信息技术与学科融合、人工智能与编程教学等相关内容。
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