教学设计：网络中的数据通信

网络中的数据通信
【教材分析】
数据通信是网络技术课程中必要的学习内容，然而，网络数据通信的基础知识和概念难以在一节课中呈现出来，作为高中信息技术教程，重点选择了通信信号、modem、信道、带宽、分组交换技术等几个与数据通信有紧密联系的概念让学生学习，帮助学生通过学习能解释生活中所遇到的一些问题。

【学情分析】
本节内容原理、概念比较多，学生对生僻的术语、概念感觉枯燥，对生活中的实际应用和解决应用中的问题更感兴趣，因而学习难度较大。

生活中，学生对网络应用比较熟练，对于数据传输、数据通信速率有一定的体会和感受。

利用学生对网络应用的需求，根据他们网络应用的实际情况，引导他们学习网络技术的一些基础知识，让他们能够解决一些问题，解释一些现象，提高他们的学习兴趣。

【学习目标】
一、知识与技能
1、了解网络数据通信中数据的表达和传输的方式；
2、能够区分两种通信信号：数字信号与模拟信号；
3、理解网络数据通信术语信道与带宽的定义；
4、理解网络通信的信息交换方法和用途。

二、过程与方法
1、通过实例视频，提高学习兴趣，提出问题寻找答案，导入新课内容；
2、利用已有的知识理解专业术语，通过思考探究找到真理，增强学生对概念的理解力；
3、现学现用，课堂小练，加强教学过程性诊断评价，有利于教师掌握学生学习情况并及时调整教学方法；
4、课堂小结，引导学生归纳总结本节课学习内容，加深对本节课知识点记忆。

三、情感态度价值观
1、在分组探究过程中，提高学生合作交流的能力；
2、引导学生在不断的思考过程中，提高探究科学、解决问题的能力；
3、在解释电话线、有线电视线等通信设施设备是如何传输计算机信息的时候，让学生明白合理利用资源，并拥有不断改进创新的科学态度。

【教学重点、难点】
1、网络数据通信的专业术语；
2、网络通信中的信息交换技术及其用途；
3、线路交换技术与分组交换技术的运行方式。

【教学过程】
一、新课引入
教师：同学们，信息传递是社会文明得以传承和发展的基础，人类也经历了语言、文字、印刷术、电话电报以及电子计算机等五代信息技术变革，每次信息技术的变革，都给我们的生活带来巨大的改变。

现在，电话、手机已经是人们最常用的通信工具了，通过它们可以很
方便的联系到父母、朋友，告诉你的近况。

问题：那么电话是如何实现信息通信的呢？请通过信念节目《电话之父·贝尔》寻找答案。

播放视频：电话之父·贝尔
二、通信信号
教师：“功夫不负有心人”，电话的发明是经历了很多困难和挫折，最终在贝尔和他的同伴汉森的努力和坚持下成功了，不容易。

视频也是传递信息的一种方式，你们通过视频获取了什么信息？
通过视频，学生会获取一些有关电话通信的信息，比如：电话是用电流传递声音，最早是用电报线来传输等。

（一）电话通信方式
信息的传递是通过发送信号实现的，通过短片，你清楚电话的信号是如何表示，又是如何传送的吗？
（二）计算机中的信息传送
1. 在计算机网络中，计算机中的信息是如何表达？又如何传送到另一台计算机中的呢？
声波 声波 电流 模拟信号
编码 解码
生成波形 还原代码 数字信号 01000001 A
2. ASCII 是美国国家信息交换标准代码，字母A 的ASCII 码为65；
ASCII 的二进制形式需要7位，最左位常用0填充；数字0-9的数值代码是48-57，大写字母“A ”到“Z ”数值代码是65-90；小写字母“a ”到“b ”数值代码是97-122。

（三）模拟信号和数字信号 模拟信号：信号电平是连续变化的；
数字信号：用高低电平去表示1、0的脉冲信号。

（四）Modem 的功能
思考：为什么计算机在拨号上网时，要使用Modem 呢？
调制解调器（Modem ）<俗称“猫”>，它是一种信号变换器，具有调制和解调的功能，具有数字信号和模拟信号相互转换的双向功能。

调制：把数字信号变换成模拟信号的过程
解调：把模拟信号变换成数字信号的过程 65 2 32 1 2 16 0 2 8 0 2 4 0 2 0
2 2 1 0
2 0 1
(a)
v(t)v(t)(b)
计算机处理的是数字信号，电话线上传输的是模拟信号，要通过电话线传输信息，必须把数字信号转换为模拟信号。

三、信道与带宽
（一）思考：计算机进行拨号上网的时候，我们可以同时打电话吗？
3.常见的三种拨号上网方式：
（1）使用56K MODEM拨号上网；
（2）使用ISDN（综合业务数字网）拨号上网；
（3）使用ADSL（非对称数字用户专线）宽带拨号上网。

4.信道、信道的带宽：
信道：是指以传输介质为基础传送信号的通道；可划分为有线信道、无线信道两大类。

信道带宽：指信道的传输容量。

5.宽带与带宽区别：
宽带是上网的接入方式，指的是具备高通信速率和高吞吐量的计算机网络，能够满足多媒体数据传输的要求。

带宽是一个具体的数值，用来表示网络速度。

模拟信号信道用赫兹（Hz）来表示带宽
数字信号信道用比特率（bps）表示带宽
如果选择56K MODEM拨号上网方式，就不能一边上网一边打电话；选择ISDN拨号和ADSL宽带拨号上网就可以一边上网一边打电话。

（二）练习
1.某同学家网络的带宽是2Mbps，要下载一个300MB的电影，如果能够达到全速下载的理想状态，他最快能多少时间将电影下载完？
300MB/(2Mbps/8)=1200（s）
1.小明在家上网，在没有使用其他程序的情况下，最大下载速度为365KB/s，估算他家的带宽是多少？
365KB/s=(365/1024)*8Mbps
四、信息交换技术
在任何数据通信的网络中，通过网络节点某种连接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间接通数据通路的技术，就称为数据交换技术。

（一）思考：信息交换技术对计算机网络发展有什么影响呢？
1.数据交换技术的演进过程：
线路交换技术、分组交换技术、快速交换技术、光交换技术（未来）
线路交换技术：通信双方间建立一条转接式的通道，直到通信结束才释放线路。

分组交换技术：利用“接收——存储——转发”技术，使数据以接力的方式在网络中的各个节点上进行传递，逐段被传送到目的地。

2.“传统电话”与“IP电话（也称为“网络电话”）”
教师：IP电话为什么比普通电话省钱？
（教师动画演示）普通的电话是通过电话网传送的，而IP电话是利用因特网传送的。

现有电话网为线路交换，就是每一次成功的呼叫都提供一条固定的专用的信道，只要用户没有挂机，这条信道始终不能被别的用户使用，即使没有人说话或是在语音停顿期间也如此。

而IP电话则不同，它所经网络使用分组交换，就是语音信息不占用固定的信道，而是有信息时才传送，无信息时信道就空闲，供他人使用。

（二）讨论：网络数据通信中分组交换技术还有那些用途？
网络视频、网络电话等。

五、课堂小结
（一）知识点回顾：
1.调制解调器的作用是数字信号和模拟信号转换
2.信道：传递信号的通道。

3.带宽：通信信道的传输容量。

4.分组交换技术：资源占用合理，降低通信成本。

（二）学以致用
1.自己家庭的网络是宽带网吗？带宽是多少？是什么含义？
2.调制解调器在数据传输过程中起到的作用是什么？
3.如果家里带宽为2Mbps，最大网速如何计算?
【教学反思】
教学内容过多，使得教学时间太紧凑；教师讲的时间太多，学生自己思考探究的内容没有发挥更好的作用。