IP地址教学设计

IP地址教学设计
南京师范大学附属中学   代正军
【教材分析】：
1、地位和作用
 本节课在教材中占据十分重要的地位，也是这门课中最基础最重要的内容之一。IP地址在实际应用中具有很强的实用价值，如在不同网络中接驳，判断网络连通性等等都需要具备IP地址的相关知识。因此让学生知道IP地址的结构与原理以及如何利用IP地址的知识解决实际生活中遇到的问题是非常必要的。
2、重点、难点分析
重点：
 IP地址的点分十进制表示以及网络位和主机位的划分
 分类IP地址和子网掩码的原理
难点：
 IP地址的网络位和主机位的划分。
【教学目标分析】
1、知识与技能
 通过本节课，应使得学生认识IP地址的构成，能初步掌握IP地址的构成，能在简单的网络环境下设置合理的IP地址并测试其连通性。
2、过程与方法
 通过类比与实验相结合，在理论与实践中相互印证。
3、情感态度与价值观
 通过合作完成实验，培养学生协作能力，激发学生学习网络知识的兴趣。
【学情分析】
 本节课的内容，具有很强的理论性，也是十分抽象的内容。另外学生在日常生活中对网络底层的知识直接接触的机会并不多。因而对绝大部分学生来说都是全新的内容。因此，如何使学生快速接受这些抽象而又枯燥的内容成了急需解决的难题。本节课通过实验和讨论等互动手段，试图将这些抽象的内容尽可能直观简单地完成教学任务。本论文由论文格式网整理,转载请注明来源www.lwgsw.com,更多论文,请点论文格式范文查看
【教学设想及教法分析】
 通过提出问题，在类比中解决问题，并通过动手实验和讨论等手段，使学生知道IP地址是什么，可以做什么以及知道怎么做。
【教学过程】

一、引入：
{本部分以身份证为例，简单分析身份证号码的作用及其编码，为IP地址的作用和编码作参考、对照，完成课堂引入}
[提问]：身份证的作用是什么？身份证号是如何编码的？
 {引导学生回答身份证号码是唯一标识一个人的号码，强调每个人编号都具有唯一性即可。在学生回答如何编码的问题时只要回答出是由地区编码加上个人信息编码两部分构成即可，因此，这里并不需要更加详细去讨论身份证的编码规则。}
[讲解]同我们人一样，对于每台连入网络的计算机也需要一个类似的身份证，用来唯一标识自己。计算机的“身份证”是一个32位的二进制编号。

二、新课讲解：
{第一部分，本部分主要讲解IP地址是什么，点分十进制记法，以及通过动手实验证明IP地址的是由网络标识和主机标识两部分构成及其作用}
[展示]按每8位为一组稍微分隔的32个二进制位，同时注明IPV4字样。
[讲解]IPV4中IP地址是由32位二进制构成。下一代IPV6是128位二进制构成。为了便于记忆，引入点分十进制表示法。
{这里可能需要补充二进制和十进制之间相互转换的知识，视学生情况而定。}
[同屏展示对应的点分十进制表示]
[思考]请确定点分十进制表示法中每一小节的最小值和最大值各是多少。
 {分别是0和255}
[讲解]与身份证类似，IP地址也由网络标识和主机标识两部分构成。并且同时规定，只有具有相同网络编号的计算机才能直接通信。
[动手实验]
 {课前先设定机房所有计算机的IP地址按顺序设为192.168.0.1-192.168.0.54，子网掩码为255.255.255.0，保证机房所有计算机的连通性（或者其他连续的IP地址）}
请同学们做以下测试：
 {先告知其网络标识为前面的三小节192.168.0，后面的一小节为主机标识，并记录下原始设置，实验完成后还原至初始设置。分组：以相邻两个同学或三个同学为一组}
1、更改其中一个同学IP地址的主机号，使得两台计算机的IP地址完全相同，并记录现象。（提示IP地址冲突）
2、继续更改该计算机的主机号至另一个没有被使用的IP地址，比如34更改为为134，使用 "ping"命令测试其连通性。记录现象。（连通）
3、继续更改该计算机网络标识中的任意一小节的值，然后测试其连通性（不通）
4、还原所有的设置。
[小结]
1、每台联网的计算机都有与其它计算机不同的IP地址。
2、每个IP地址都有网络标识和主机标识组成。
3、不同网络标识的计算机不能直接通信。具有相同网络标识的计算机可以直接通信。
4、从前面的结论还可以推导出IP地址在分配的时候，一般情况下都是以网络为单位分配，而不是单独分配一个或者几个IP地址，这样才能保证不同的公司得到的IP地址不在同一个网络下，提升网络安全。

{第二部分，怎样确定网络标识位的长度？通过现实中IP地址分配时可能遇到的问题着手，提出问题，解决问题。实际上分类IP地址是在早期因特网规模还不是太大的条件下相对合理的一种分配方案，它简单地考虑到了不同规模网络的IP地址需求。}
[思考]在32位的IP地址中，多少位用于网络标识，多少位用于主机标识？
[讲解]请学生计算在刚才的实验中24位网络标识的条件下，可以为该网络号最多分配多少个IP地址给计算机。
 {学生可以得出最多256台计算机可以分配到IP地址}
[讲解]在相同网络标识下，有两个特殊的IP地址是不能分配给计算机的，一个用于网络地址，一个用于广播。因此，实际分配给主机的IP地址只有256-2=254个
 {简单解释广播的原理}
[讨论]只能给254台计算机分配IP地址的网络显然不适合大型网络的IP地址的分配。对于一个更大型的网络而言，如何分配IP地址？
[学生讨论并回答]
 {一种可能答案}再分配一个网络号。
 {得出这个答案的理由是基于网络与网络之间总是互相连通的，不可能完全孤立。尽管在前面的实验中已经得出不能直接通信的结论。如果有这样的回答我们可以用增加了额外的设备——实质上是路由器和额外的管理成本为由来否定这不是一个比较好的解决方案。这里提问的目的主要是为讲解IP地址的分类作铺垫}
{另一种答案，也是我们需要的答案}减少网络位的长度，增加主机号的长度。
[追问并让学生讨论]
那设置多长的网络标识位比较合理呢？
 {这个问题并不需要准确的答案，也没有准确的答案。主要目的是让学生自己推导出无论多长的网络位和主机位都无法较好地满足各种规模网络的IP地址分配，尽管没有完美的分配方案，但我们应该找出一个更加合理的分配方案来。}
[小节]
 从前面的讨论中得出，无论设置多长的网络位都不能很好地满足不同网络规模的IP地址分配需求，因此我们需要一个相对灵活的方案来满足不同网络大小的IP地址分配。
[讲解]请同学们打开课本《网络技术应用》第23页仔细阅读1-4标题下的内容，请注意不同分类IP地址的变化规律。
[展示]

{第三部分，引入子网掩码实现网络标识和主机标识的确定。从因特网的快速扩张导致IP地址的需求急剧增加，分析原有分类IP地址的不合理性，从而提出更为灵活的分配方案——引入子网掩码来确定网络标识。}
[讲解]
 随着网络规模的扩大，这种分类IP地址的分配方法越来越显现出其局限性。例如，还是前面的例子，如果某个公司有255台计算机如何分配IP地址？
 {引导学生在前面的学习中可以得出不可能分配A类和B类地址，否则会造成更大的浪费。因此只能分配两个C类地址。但即使是通过增加设备使得两个C类地址把网络连起来，也依然造成了253个IP地址的浪费}
[讲解]无论怎样分配都会造成253个IP地址的闲置。需要更为合理的分配方案——引入了子网掩码。
[展示实例]

[请学生思考]在展示的例子中，子网掩码如何确定IP地址的网络标识和主机标识？
 {引导学生观察规律得出结论}
[结论]
 子网掩码同IP地址一样，也是32位的二进制数。由前半部分全为1和后半部分全为0的二进制数构成。前半部分为1的长度决定了IP地址中网络标识的长度。换句话说，子网掩码中1所覆盖的范围就是网络标识的长度。在同一个网络中，由于需要网络号相同，因此同一网络中的子网掩码也必然是相同的。
通过这种机制，使得IP地址的分配更趋于灵活和合理。大大减少了IP地址的闲置。

三、总结
 IP地址是一个32位的二进制地址，用于计算机的信息通信。由网络标识和主机标识两部分组成。通过分类IP地址和引入子网掩码两种方案来确定网络标识和主机标识。
【课堂反思】
 本节课通过理论联系实际，着重从实际应用中遇到的问题及其解决办法着手，相比纯粹的理论介绍而言更具有明显的课堂教学效果。不过，本节课反复在二进制和十进制之间来回转换，这对学生对进制转换的技能要求比较高。因此课前可能需要在这方面的技能做一些铺垫，对于理解IP地址及其网络标识和主机标识位的确定会有更好的效果。另外，在子网掩码的讲解过程中，也可以设计实验让学生更改子网掩码来验证其功能，但是考虑到如果只改一台计算机的子网掩码，从不同方向ping另一台计算机会导致不同的实验现象，并且需要比较复杂的解释导致问题复杂化，因此本课放弃了该实验的设计