高中信息技术-IP地址及其管理教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE8PAGE《IP地址及其管理》教学设计【学习目标】一、知识与技能1）学生能够说出IP地址的基本格式及结构。2）学生能够说出IP地址的分类及适用情况。3）学生能够使用多种方法判断各类IP地址。二、过程与方法1）通过案例的分析和学习，能够掌握类比推理的思想方法。2）能够熟练的掌握十进制和二进制之间的转换技巧。三、情感、态度与价值观通过对因特网发展历史的了解，体会学习计算机科学家们积极探索、百折不挠的精神。【学习重难点】重点：IP地址的格式、分类以及子网掩码的作用。难点：1）十进制和二进制间的转换法则。2）根据多种方法判断各类IP地址。【教学方法】问题驱动、启发引导式教学法。【教学过程设计】教学环节教师活动学生活动设计意图历史引入【ARPAnet的产生】首先我们回到上个世纪六十年代中期，刚好那个时候赶上美苏冷战对峙的高峰期，当时美国军方为了使自己的计算机网络在受到袭击的时候，即使部分网络被摧毁，其余部分仍能保持联系。便由美国国防部的高级研究计划局（ARPA）建设了一个军用网，叫做“阿帕网”（ARPAnet）.于是，在研究的过程中，项目主要负责人提出，什么是分布式网络结构啊？其实分布式网络结构就是我们以前讲过的网型拓扑结构，在分布式网络结构中，节点间是采用的点到点的通信方式，而且每个节点至少有两条链路与其他节点相连。所以我们说，网型结构中如果某一条链路或者节点坏掉，我们还可以有另外的至少一条链路可以传输数据。这刚好符合了我们设计阿帕网的其中一个考虑，因此阿帕网的设计最终采用了分布式的布局结构，在这种网络结构中，没有网络中心，参与联网的各台主机即提供资源，又承担通信任务。这样，在以上理论和技术的支持下，1969年10月在相隔数百里的美国加州大学洛杉机分校和斯坦福大学研究院里的两台计算机成功连接，就在这年年底加州大学圣巴巴拉分校和盐湖城犹他大学的另外两台计算机也成功连接。由此，世界上第一个远程计算机网络产生并正式运行。人们把它称为阿帕网（ARPRNET）。随后阿帕网扩大到几十所大学和公司。阿帕网的产生，标志着以资源共享为目的的现代计算机网络诞生了,可以说是计算机网络史上的一个里程碑。【由ARPAnet到Internet】随后人们就开始考虑下一项工作——为了进一步实现资源的共享，壮大计算机网络，所以我们可以以阿帕网为基础，使全球各个大大小小的计算机网络互联互通。这就是我们上一节课讲过的知识了，科学家们提出，要把全球不同地区不同类型的网络连接在一起实现数据通信的话，计算机之间要遵循一个共同的通信准则，这个共同的通信准则就被称为“网络协议”。于是，1973年，美国的两位科学家，文特·塞尔夫和罗伯特·卡恩发表了论文，提出了Internet网络最关键的两个协议——IP（Internetprotocol）和TCP（传输控制协议），合起来就是我们上一节课讲的TCP/IP协议。TCP/IP协议的产生极大程度上的推动了计算机网络的发展，帮助实现了不同计算机网络的互联，形成一种叫“互联网”的网络，研究人员将其称之为“internetwork”，简称“internet”,这就是因特网的由来。【中国加入Internet】通过这个历史背景我们会发现，其实因特网最初的时候是用于美国军方的专用网络，但是经过了三四十年的发展之后，因特网已经成为了一个没有领袖，没有国界的国际性网络，1994年5月，中国科学院高能物理研究所，通过卫星线路连接到美国的因特网主干网上，标志着因特网这是延伸到中国。据有关统计，1998年10月，也就是4年以后，中国互联网的用户超过150万人，2000年3月用户超过1000万人，现在的中国互联网的用户急剧膨胀，数量已经很难估计了。【提出问题】故事讲完了，那么接下来，问题来了，既然因特网的接入用户不断地增加，那么我们应该如何来管理这些接入用户呢？用户数这么多，我们是不是需要为每一个用户添加一个唯一的标记来区分不同的用户啊？跟随老师回忆历史，理解网络的发展背景。故事引入，激发学生的好奇心和积极性。新课教学【设计教学情境】我校将进行高一年级阶段测试，面对如此多的考生，应如何管理？使用姓名区分每一位同学？（可能存在重名的情况）使用身份证号？（每个身份证号唯一且固定的对应于每一位同学，可以使用）。于是学校决定以身份证号作为区分学生的唯一标记，为其分配不同的考场（例如同学X考场Y座位；同学M考场N座位）考试如期进行，但是在过程中听说有人作弊，请同学们根据老师提供的身份证号将这位同学找出来……当前老师只安排了三个考场，每考场四位同学，假如是下面这个样子呢？当前展示的还不够多，假如是这个样子呢？同学们想一下，加入本次考试有几千万几亿人，那么寻找这么一位同学是不是非常困难！那么这次事件为老师带来了很大的困扰，意识下次考试的时候，老师决定要修改一下规定：学校将为每一位同学分配一个考号，考号是由四位阿拉伯数字构成，其中第一位表示该生的考场号，后面三位表示该生的座号，比如：5002—第五考场第2座位；1023—第一考场第23个座位；2001—第二考场第1个座位。这样将极大程度上方便对学生的管理。【分析一下】身份证号—固定的、物理上的—MAC地址—很难管理。考号—可变的、逻辑上的—IP地址—容易管理及分层。【如何获取IP地址？】图形化界面的方法：首先我们回到桌面，在桌面最下面的任务栏这一条，我们在最右侧找到一个小电脑的图标，这个图标是“网络与internet设置”的按钮，我们在这个图标上面点击右键，选择“网络与internet设置”然后选择我们连接的“以太网”，同样右键选择“属性”就进入了以太网的属性面板，在属性面板中，我们找到“internet协议版本4（TCP/IPV4）”这么一个选项。双击该选项，我们将进入Internet协议版本4的属性。这里面就有我们当前的IP地址，看到没有同学们？我们的IP地址是这个样子的192.168.1.126。DOS命令：“win键+R”—cmd命令—输入ipconfig命令就可以获取IP。【IP地址的格式】我们会发现，IP地址是由三个小数点隔开的四个十进制数组成，这就是IP协议的第四版本——IPV4规定的，而且这其中每一个十进制数的取值范围都是0~255，为什么取值范围是0~255呢？首先在之前的课程我们讲过，计算机处理和加工任何信息，不管是文字还是数字，不管是英文还是中文，都是采用二进制的形式，也就是处理01代码，那么在IPV4的版本中规定，一个IP地址由32位二进制数构成，也就是32个bit，32bit等于多少字节来着同学们？我们之前一直强调过一句话，计算机在处理数据的时候一般是以每8位作为一个字节来进行处理，也就是说，1B=8bit，所以IP地址占32/8,=4个字节，并且，为了简化记忆，每一个字节我们都可以用一个十进制整数数字来表示，假如说，这八位2进制数都是0，那么我们经过2进制与10进制的转换法则，可以这样计算，……=0；同理，如果这八位都是1，那么同样我们使用计算法则可以算出，=255，所以说，IP地址的每一位，每一个十进制数的取值范围是0~255.这是通过二进制，算出的相应的IP地址的10进制的表示方法，当然，假如说我们有一串IP地址，它采用的是这种十进制的表示方法，就比如这个，我们同样可以使用十进制转二进制的转换法则将其转换成二进制，就举这么一个小小的例子……，所以这么一串IP，对应的就是这么一串二进制代码。【IP地址的分类】以上就是IP地址定义和格式的相关内容，下面我们来进入这样的一个情境中去，某天，我们要进行期中考试了，那么在考试的时候同学们都要去指定的教室、指定的位置去考试，是吧，好了，为了让每一位同学都能准确的得知自己的位置，我们的老师呢就每一位同学分配了一个考生号，就像屏幕上展示的这样，并且告诉各位同学，我们的考号总共有4位，其中，第一位表示你们的考场号，第二位表示你们在该考场的座号，这样你们是不是就能准确的知道你们的考试地点啦？来我们看一下，图上的这三位同学，他们的考试地点分别是哪里？来一起说一下……很好，那么我们来思考这么一个问题，按照你们老师给你们安排的，第一位表示考场号，第二位表示座号，那么按照这么一个规则，请问，咱们学校最多可以安排多少个考场啊？（10个），那么同理，每个考场最多可以安排多少个座位啊？（1000个）很好，看来啊，这种划分学生考号的规则比较适合那种，教室的数量比较少，但是每一间教室都比较大的学校，是吧同学们？能理解吧？很好，就像刚才所说的，安排考试的老师也注意到了这一点，他发现啊，我们学校没有这么大的可以容纳1000人的教室，而且呢我们所需要的考场数也不仅仅是10个考场，那么，同学们思考一下，应该怎么办？【提问】【有人会说将考号的长度】说得很好，但是我们想一下，如果不修改考号的总长度，还有没有什么更好的方法啊？是的，我们是不是可以这样，让考号的前两位表示考场号，后两位表示座号，这样是不是就可以解决我们的问题？那么在这种新的规则下，请问我们学校最多可以安排多少个考场啊？（100个）每个考场最多可以安排多少个考生啊？（100个），对的，这样的规则就比较符合我们学校的具体情况了。当然了，还可能存在另一种情况，就是学校要求设置的考场数非常多，但是每个考场不会超过10个人，那么我们是不是还可以再次修改一下我们的规则啊？怎么修改，对的，我们可以让考号的前三位表示考场号，最后一位表示学生的座号，那么在这种规则下，学校最多可以开设多少个考场啊？（1000个）每个考场最多可以容纳多少人啊？（10人）很好。刚才我们讲的是期中考试的考生号这么一个情景，接下来我们就要把这个情景与今天所讲的IP地址进行联系了。我们刚才讲过了，IP地址是一个32位的二进制数，那么和考生号类似的，IP地址的设计者们也将这么一个32位的二进制数分成两部分，前面的第一部分为网络号，用于识别和区分主机所在的不同的网络，第二部分为主机号，用于识别和区分该网络中不同的主机。其实和我们刚才说的考场号和座号是类似的，不同的网络我就可以看成是不同的考场，不同的主机同理我可以看成是不同的座位。那么，根据我们刚才所分析的，假如说前面这个的地方的网络号分配得到的二进制位比较多，那么，这样的一类IP地址，所能标识的网络数就比较多，是吧，相应的所能够标识的主机号就比较少，相反的，如果我前面的网络号所分配得到的二进制位比较少，那么这样的一类IP地址，所能标志的网络书就比较少，相应的，主机号就比较多。好了，建立在对IP地址的进一步了解的基础之上，我们就可以将IP地址进行分类：IP地址共分为5类，分别是A类B类C类D类E类这五类在A类地址中，前8位用来表示网络号，后面的24位用来表示主机号，所以我们说，A类地址比较适合网络数比较少，但是每个网络的主机数量比较多的大型网络。【提问：网络号占几个字节？】在B类地址中，前16位用来表示网络号，后面的16用来表示主机号，同理我们可以得到，B类地址比较适合网络数目中等，主机数目也是中等的情况。C类地址，前面24位用来表示网络号，后面8位用来表示主机号，所以，C类地址比较适合网络数比较多，但是每个网络的主机数比较少的小型网络，就比如企业网，一个企业可能拥有很多很多的部门，因此需要N多个子网，不过每一个子网的网络数需求不高。所以比较适合使用C类网络。以上的三类地址就是我们计算机通信正常使用的三类IP地址，下面第四种叫D类，叫组播地址，又叫多播地址，我们平时使用的计算机通信方式一般为一对一的，但是组播不一样，组播是一种一对多或者多对多的通信方式，有点类似与我们之前讲的集线器的广播的传输形式，但是和广播也不完全一样，这一点同学们简单知道就可以了。第五类，E类地址，是保留到以后使用的，我们也不做过多的解释了。【判别各类IP的几种方法】1）死记硬背法：根据IP地址的范围。2）二进制形式下前几位的值：我们之前说过，IP地址可以表示成二进制的形式，那么我们现在就将这个IP地址的第一个十进制数转化为二进制数，好了，这就是这么一串二进制，然后呢我们来看，这个二进制数的首位，如果第一位是0，那么我们就可以认定它是一个A类地址，如果前面两位是10，那么……一直到E类地址，这就是IP地址分类的绝对的准确的判定依据。3）子网掩码：我们目前高中阶段还有第二种方法，那就是使用——子网掩码，子网掩码和IP地址一样，也是由32位比特位构成的，他的主要作用就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。我们举一个例子，就比如B类地址，前面16位是网络位，后面16位是主机位，那么好了，我们让表示网络地址的比特位全部为1，表示主机地址的比特位全部为0，那么就得到这样一个二进制数，同样，我们将其转化为4个十进制数，因此就得到了B类地址的默认子网掩码：255.255.0.0所以说子网掩码并不是单独存在的，每一个子网掩码肯定对应一个IP地址，所有有的时候，我们同样可以利用子网掩码来区分各类地址，当然仅限于我们高中阶段。同理，我们来一起计算一下C类地址的子网掩码，……从而得到C类地址的子网掩码，以上就是我们所学习的IP地址与子网掩码的内容，我们来回顾一下。认真思考，积极讨论。创设情境，让同学们投入到情境中，营造良好的学习氛围。《IP地址及其管理》教学对象分析：本案例的教学对象为高二学生，高二学生思维活跃，因特网作为当今最流行、最受欢迎的传媒之一，对学生的吸引力也是相当大的。但学生平时都热衷于使用因特网的各种功能，而很少思考网络是如何联通的，在生活中也经常遇到网络故障等问题，但普遍缺乏对网络背后原理的思考，缺少解决网络故障等的知识储备与实际经验。《IP地址及其管理》效果分析：本次课效果良好，首先我通过历史故事的引入，讲述了Internet的前世今生，激发了同学们的好奇心和积极性，并提出了本节课需要解决的问题。紧接着选择了合适的教学情境，将枯燥无味的知识具体化，生动有趣的展现在同学们面前。然后，我采用了问题驱动法，将一系列复杂问题划分成若干个小问题，演示清楚，并且层层递进。通过我的演示和讲解，同学们学习的积极性得到了很大的提升，充分的发挥了自己想象力，将抽象的问题理解清楚，最终达成我们的教学目标。但是在设计的过程中，让同学们亲自动手尝试、计算的部分较少，不利于同学们理解记忆，还需继续改进。《IP地址及其管理》教材分析【教材版本】普通高中课程标准实验教科书《信息技术（选修3）网络技术应用》第二章第二节，广东教育出版社。【教材分析】在互联网中，作为通信对象的计算机只有通过IP地址才能被识别，IP地址是网络中计算机的身份标识。理解IP地址的格式及其分类，掌握IP地址的查看与设置方法，是将计算机正确接入网络的前提，因此这一节的教学旨在使学生理解IP地址的概念、格式及其分类，并注重培养学生解决问题的能力，习得解决一类问题的方法。例如查看与设置IP地址的方法，IP地址冲突的可能原因分析与解决方法等。现行的IP地址版本为IPv4，大约能提供约40亿个独立IP地址，由于互联网的蓬勃发展，IP地址短缺问题越来越严重，且IP地址的分配地区差异明显，严重不均衡，我国互联网起步较晚，虽然人口众多，但所分得的IP地址大多是C类，总量也与美国相比有一定的差距，因此，使学生了解IP地址的管理与分配，体会到民族发展的危机感与紧迫感，也是这一节课需要解决的内容。IPv4地址在2011年2月就已经全部分配完毕，IP地址的不足势必影响互联网的发展，而IPv6将地址空间从32位扩展到128位，将一劳永逸地解决IP地址不足的问题，并为物联网的发展做好保障，给过去在互联网技术开发上处于劣势的国家提供了想象的空间。因此这一节课的教学还旨在打开学生的眼界，展望IP地址发展的前景，了解IP地址的发展对社会发展的影响。2.2IP地址及其管理一、选择题1.学校计算机房中某台电脑的IP地址为“192.168.0.27”此地址为(C)地址A.A类B.B类c类.D类2.为了解决现有IP地址资源短缺、分配严重不均衡的局面,我国协同世界各国正在开发下一代IP地址技术,此IP地址简称为(D)A.IPv3B.IPv4C.IPv5D.IPv63.下列哪个IP地址是不合法的(D)A.202.100.199.8B.202.172.16.35C.172.16.16.16D.192.168.258.14.有一主机IP地址为:126.0.254.251,它属哪一种网络地址(D)A.B类B.c类C.D类D.A类5.主机IP地址为:126.0.254.251的机器中,代表网络标识的数字是(A)A.126B.0C.254D.251二、判断题1.IP地址是惟一标识出主机所在网络及其网络中位置的编号,而不是主机的惟一标识(F)2.当前在因特网中的IP地址是无限的,可以自由使用。(F)3.我国的IP地址与域名的管理是由CNNIC来进行管理的。(T)4.可以只有IP地址,没有域名。(T)5.输入IP地址或域名都可以调出网页。(T)6.一个IP地址可同时对应多个域名地址。(T)三、填空题1.因特网上定义了两种方法来标识网上的计算机,这两种方法分别是因特网的___和___。2.IP地址是一串四组有圆点分割的数字组成,每组数字不超过___。《IP地址及其管理》教学反思：在本次授课中，我首先带领同学们回顾历史，回顾由ARPAnet到Internet的发展过程，给同学们自由思考的空间，通过最后“用户数如此之多，我们应该如何管