資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
七年級信息科技教學設計
課題 第8課 路由路徑靠算法 課型 新授課
備課時間 月 日 主備人 Xinxijishu886 授課時間 月 日- 月 日
教學內容及教材分析 本節課是人教版《初中信息技術七年級（上冊）》第二單元《直播網絡我來建》第8課，課題為《路由路徑靠算法》。教材圍繞路由算法的核心概念和原理進行組織，通過清晰的邏輯結構和豐富的實例，逐步引導學生從基礎到深入理解路由路徑的選擇機制。教材注重理論與實踐的結合，不僅講解了各種路由算法的理論基礎，還提供了實際的網絡場景和模擬實驗，幫助學生將知識應用于具體問題。然而，教材在算法的數學推導和實際網絡配置方面可能較為抽象，需要教師補充具體案例和實操指導，以增強學生的理解和操作能力。
課標要求 學生對網絡路由的概念可能已有初步了解，但對于路由算法的具體原理和操作細節可能感到陌生。了解找到通信路徑的方法。了解路由服務自主可控的重要意義。了解路由器的主要功能，會追蹤所用計算機訪問目的地時經過的路徑。
核心素養目標 信息意識：使學生理解路由路徑和算法的基本概念。了解常見的路由算法（如最短路徑算法、距離向量算法等）的基本原理。計算思維：掌握路由器如何根據算法選擇最優路徑。能夠分析并解釋簡單的路由決策過程。初步具備配置和使用簡單路由設備的能力（可通過模擬軟件實現）。數字化學習與創新：激發學生對信息技術的興趣和探索欲。培養學生的邏輯思維能力和問題解決能力。信息社會責任：學讓學生了解網絡安全和規范使用網絡資源的重要性，增強學生的信息安全意識和社會責任感。
教學重點 知道域名和 IP 地址的關系，理解域名解析過程。
教學難點 了解我國在根服務器相關領域的成就、了解域名解析服務自主可控的意義。
教學方法 講解法，練習法，指導探究，操作法
學習方法 合作交流法，動手實踐
教學工具 多媒體網絡電腦教室、網線、無線路由器等硬件設備、教師自制課件。
教學過程 教 學 內 容
復習鞏固：教師首先通過一段視頻或動畫展示互聯網中的數據包如何在全球范圍內傳輸，引導學生思考：“當我們在網上發送一條消息或下載一個文件時，這些數據是如何從我們的電腦到達目的地的呢？”新課導入：提出問題：“在這個過程中，數據包需要經過多個路由器才能到達最終的目的地。那么，路由器是如何決定數據包應該走哪條路徑的呢？是不是隨機選擇的？還是有什么規律或算法在起作用？”通過學生的思考和討論，教師自然引出本節課的主題——《路由路徑靠算法》。并簡要介紹路由算法在網絡通信中的重要性，為后續學習奠定基礎。新課教學：在互聯網通信中，不同位置的網絡設備到底是如何找到通信路徑的呢？本課介紹尋找通信路徑的服務——路由服務。學習活動1有同學繪制了圖 8.1 來展示心目中的互聯網，并認為：互聯網由不同的網絡互相連接而成；位于中心的網絡是網狀的，這樣更健壯；家庭或學校中的計算機網絡一般位于互聯網邊緣。有同學繪制了右圖來展示心目中的互聯網，并認為:1．互聯網由不同的網絡互相連接而成；2．位于中心的網絡是網狀的，這樣更健壯；3．家庭或學校中的計算機網絡一般位于互聯網邊緣。 對于這位同學繪制的圖和他的觀點，你有什么看法？ 活動的目標是引導學生形成對互聯網的整體認知，只有頭腦中有了不同網絡互聯這個整體印象，后面介紹路由服務才有意義。如果僅局限在本地網絡，路由服務的作用是體現不出來的。一、路由的作用經過前面的學習，大家知道互聯網由不同網絡連接而成，網絡通信時需要使用與圖 8.2 類似的 IP 數據包（域名會轉換成 IP 地址）。但 IP 數據包到底是如何到達目的地的呢？域名要經過域名解析，轉換成 IP 地址，才能真正用于互聯網數據通信；正是由于 IP 數據包中有目的地 IP 地址，路由服務才能發揮作用。路由器工作在網絡層，處理的都是 IP 數據包。互聯網中的路由服務，就是來解決這一問題的。路由服務由數量眾多的路由器協同實現，這些設備收到 IP 數據包后，會根據其中的目的地 IP 地址，計算出下一個要到達的位置。這樣一步一步，最終到達目的地。學習活動2一、路由的作用實驗目的　查看訪問一個網站時需要經過的路由器 實驗條件　可聯網的計算機 實驗步驟 1．執行ipconfig命令，觀察窗口中的顯示。其中“默認網關”一行中標注的地址，就是通信時經過的第一個路由。它是2．執行tracert www.命令，觀察屏幕顯示可以發現，到達這個網站經過了 個路由器。 實驗結論 找出通信路徑一般需要（□多個　□一個）路由器彼此配合。使用 tracert 命令追蹤通信路徑時，需要與相關設備進行交互。網絡中的一些設備，出于安全等因素的考慮，會拒絕回應tracert 的部分請求或全部請求。這時，相應的位置也會顯示為星號。不同地區、不同時刻執行同樣的命令，可能會因網絡狀況的變化，得到不同的通信路徑或不同的 IP 地址。網絡中的一些設備，出于安全等因素的考慮，會拒絕回應tracert的部分請求或全部請求。這時，相應的位置也會顯示為星號。顯示效果二、路由與算法對于路由器來說，工作時依據的是路由表。路由器收到 IP 數據包后，會根據目的地 IP 地址，在表中找出記錄好的傳輸路徑，然后把 IP 數據包轉發出去。有多條傳輸路徑可以到達目的地時，路由器會根據權重等信息，選擇更優的路徑（圖 8.4）。圖 8.4路由工作示意圖查路由表對學生來說不難理解，但路由器如何獲得這張表，如何維護這張表呢？獲得和維護這張表可以由人來完成，當網絡發生變化，也由人更改路由表來適應新的變化。此外，也可以由路由器彼此交換信息自動更新路由表，涉及的算法非常復雜。學生適當了解即可。學習活動3根據圖 8.5 展示的信息，按要求展示路由過程。192.168.10.2 跟 192.168.20.7 通信，可選擇的通信路徑：192.168.10.2—R1—R2—192.168.20.7192.168.10.2 跟 192.168.30.7 通信，可選擇的通信路徑：192.168.10.2—R1—R2—R3—192.168.30.7192.168.10.2 跟 192.168.40.7 通信，可選擇的通信路徑：192.168.10.2—R1—R2—R4—192.168.40.7三、與路由相關的安全問題路由服務是基本的互聯網服務之一。網絡傳輸過程中，IP 數據包要借助路由服務進行傳輸。所以，控制了路由服務就意味著控制了網絡傳輸過程。路由服務的安全，關系著整個網絡的安全。學習活動4閱讀下面的資料，從國家網絡安全和個人信息安全兩個角度梳理與路由服務相關的安全問題。自主可控事關國家網絡安全。如果不法分子通過路由器破壞通信路徑、竊聽通信數據，將引發安全風險，甚至嚴重威脅我國信息安全。因此，路由器硬件生產、軟件開發、算法設計等各個層面的自主可控，是關系國家網絡安全的大事。早在 2017 年，相關部門就已把路由器列為網絡關鍵設備，并制定了相應的技術規范。合理使用事關個人信息安全。越來越多的家庭開始使用路由器共享上網，越來越多的人開始利用機場、酒店等場所的路由器上網……無論是網絡的組建者還是使用者，都應了解相關的安全知識，提升保障信息安全的意識。教學時，可安排學生只選取一個角度進行梳理，然后通過交流討論、教師點評等環節，幫助他們形成整體認識。對于學有余力的學生，可以引導他們自行搜索因路由服務問題引發的網絡安全事件，并通過簡單分析，幫助他們理解路由服務自主可控的重要性。
課堂練習 有同學說：“域名解析服務決定數據去哪，路由服務決定數據如何去。”對于這個觀點，你怎么看？域名解析服務器可以將域名轉變為 IP 地址，分配 IP 數據包的去向。路由器會分析 IP 數據包中的目的地等信息，經過計算后，指明通信路徑。
課堂小結 1．路由服務是互聯網的基本服務之一。2．路由器是提供路由服務的設備。3．路由器根據IP數據包中的目的地IP地址，通過查表尋找傳輸路徑。4．路由服務自主可控事關國家網絡安全。
作業布置 做信息科技學生手冊58頁的任務單
板書設計 第8課 路由路徑靠算法一、路由的作用二、路由與算法三、與路由相關的安全問題
組長審批意見及簽字 簽字： 年 月 日
教學反思
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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