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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(1
0
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。
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4MjY5NTAyMw==&mid=2451959036&idx=1&sn=ab7ffd6da6875dcd688a3ae8a388c9b5
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荷兰
柬埔寨
俄罗斯
巴西
智利
卢森堡
芬兰
瑞典
比利时
瑞士
土耳其
斐济
挪威
朝鲜
尼日利亚
阿根廷
匈牙利
爱尔兰
印度
老挝
葡萄牙
乌克兰
印度尼西亚
哈萨克斯坦
塔吉克斯坦
希腊
南非
蒙古
奥地利
肯尼亚
加纳
丹麦
津巴布韦
埃及
坦桑尼亚
捷克
阿联酋
安哥拉