数据交换技术

缪艳红

☆学科教学案例☆

数据交换技术

缪艳红

教学内容分析思路比较清楚，这为后续环节的设计打下了一个比较良好的基础。

网络技术专业性强、知识点多，难于理解与记忆，这是事实，但学生不愿接受的是死板、枯燥、满堂灌式的教学方式，并不是网络技术本身。

如果能够通过通俗、合理而又不失科学性的方式让学生掌握这些知识，学生未必不喜欢学习这部分内容。

能力与情感态度是两回事。

教师力图通过学生身边的事例，讲解深奥的计算机网络工作原理，这是本课教学设计的一个亮点。

一、教材分析

在网络通信的工作原理中，本节教学的主要目的是让学生了解网络通信的工作原理，经过上节课的学习，学生已经了解了网络数据的大致传输过程，知道数据在网络中传输采用的是层次性结构，每层又都有相互约定的协议，在发送数据端将要发送的数据经过层层协议放到发送端口做好发送的准备，而另一接收端将接到的数据逆向地、将接收到的数据，层层按协议恢复到原发送的状态。但是发送端的数据放到网络发送端口后在网络上又是如何传输到接收端的呢？这就是本节课要学习的内容—数据交换技术。数据交换其实分为3种技术，要深入了解网络数据的交换过程必须结合学习另外两种交换技术才能掌握得更清楚。3种交换技术单纯讲内容比较枯燥，但它与我们的货物运输过程非常相似，所以以货物运输过程作为类比，学生的学习就会有了依托，学起来也更简单易懂。

二、学生分析

网络技术的专业性比较强，单纯讲网络技术就比较枯燥，学生不太愿意接受这样的教学方式。但本节内容可以借鉴学生已有的经验，采用学生比较愿意参与的快递游戏方法，在游戏中掌握数据传输过程的基本特点后，再延伸到网络数据传输的学习中来，学生不仅容易接受，对知识点理解得也会更透彻。

三、教学目标分析

(1)知识技能目标：掌握3种数据交换技术的过程及其各自的特点。

(2)过程方法目标：先通过快递过程的分析，了解快递可能存在的途径方法及其各自的优缺点，然后进行知识迁移，明白3种数据交换的过程及其特点。

(3)情感态度价值观：培养学生的自主探究精神；培养知识的迁移能力。

四、教学重点、难点分析及处理思路

3种数据交换技术传输数据的过程。解决方法是通过帮助快递公司完成一项快递任务来让学生先了解货物传输可能有的几个过程，然后在比较中，了解各种传输的特点，再与数据传输的过程结合起来，达到理解数据传输过程的目的。

五、教学过程

1.引入

几个DHL(中外运敦豪国际航空快递有限公司)的广告，内容为：

(1)度假过程中到处都可看到DHL公司在利用各种各样的途径为客户送快递；

教师进行简单讲解，该广告的目的是让学生感受现在发达的物流、快递行业，可能学生很少接触物流、快递行业，所以对快递行业一点不了解，而无法深入地参与到课堂讨论中来。

(2)为了加快快递送达的时间，用专机来完成；

(3)碰到堵车为了及时把客户的快递送达由自行车从巷子里走帮助送快递。

六、自我评析

本堂课总体效果比较好，DHL广告的引入激发了学生对课堂学习的兴趣，经过货物运输的类比，学生掌握起来比较轻松，总体掌握情况较好。不足之处是学生设计的运送货物的方法不能刚好符合教师的要求，讲到教师要求到3种方式，而其他类似的重复的方法比较多，这样课的衔接就不太完美，需要改进。

[1] 吴松年.有效教学艺术[M].北京：教育科学出版社，2008

稿件编号：P1105044

缪艳红，本科，中教一级。

江苏省武进高级中学。

这两个广告的目的是为了让学生体验多种多样的快递方式，从而给学生以完成下面教师给出的任务一些启示。

2.布置任务

从以上的例子大家可以知道快递的作用，以下为任务的布置：

任务内容：常州某个家具企业要参加上海的一个展览会，要把他们最新制作好的整套家具尽快送到上海的展览馆，请你按照：(1)最短时间；(2)最省事；(3)最省钱等多种思路进行设计，一个组至少设计两种方案，有两种以上更好。

注意点：(1)因为路途不是太远，所以要求都用汽车在公路上完成此运输任务；(2)大家在设想时可以用极端的想法，就像物理中不计摩擦力一样。

3.分组讨论

每组五六个人，可采用头脑风暴的方式，由组长负责记录并对头脑风暴内容进行整理，将整理结果先告知组员，由组员审核通过后，参与课堂竞答和讨论。

4.课堂竞答讨论

由每组组长介绍各组讨论结果，教师在黑板上作记录，其他组在此基础上进行补充。

5.教师总结

对学生想出的办法作归类，大致归成3类，见表1：

(1)最快捷的方法：路上一路绿灯，没有任何交通阻塞，所有车辆、行人都为你让路，就像外国政要来访华的时候，不会去等红灯一样，从他出发的地方到目的地之间，交通警已经为他开好了路，在这样的路上走肯定是最快捷的；

(2)最省事的方法：用一辆大车把整套完整的家具装好后送到目的地，不需要重新进行组装；

(3)最省钱的方法：把家具拆成板材，然后分成几辆小车分别送到目的地，中间如果碰到堵车，可看情况走不同的路到达同一目的地，到了目的地再把家具组装起来即可。

（2）我见这会稽城市中的人，有穿着那宽衫大袖的乔文假醋，诗云子曰，可不知他读书也不曾！（元·无名氏《渔樵记》第一折

用学生熟悉的身边事件作对比，这是突破教学难点的一种有效方法。使用这种方法的条件是二者之间具有较高的相似度。

现实生活中物品递送过程中所遇到的问题有很多，与数据交换所面临的问题有很大差距，在布置学生讨论时，需要针对二者工作方式相近的地方，限定一些条件，让可变因素相对集中，学生讨论的结果才能相对集中。

若学生真的进行头脑风暴，得出的结果可能五花八门，未必是教师后面总结的这三种方法。

如果教师硬把学生的思路拉到这三种方式上来，前面学生讨论的作用又何在呢？

路上交通顺畅，这是运输的条件。某个个体选择何种方法对运输条件不会有根本影响。

这种方法因为拆卸、组装增加了的工作流程，大车换小车降低了运输效率，运输成本会大大增加。

现实生活中运大件送家具时一般都是要把家具拆成散件的，但是散后的散件所占空间减小，更容易放进一辆车里。谁见过用一串车,每辆车只装一块木板送家具的？

这种类比的科学性值得商榷。

物理链路在任何方式下都是必须的，只不过报文交换不需要专门的、独立的物理链路。

表1

最快捷的方法 最省事的方法 最省钱的方法从出发地到目的地的路全部实施交通管制，只有运送家具的车可以通过，家具运送完毕后道路恢复原样供其他车辆通过。先将家具拆开，并在每个部分上面作上标记，如“大衣柜左边第一扇门”，然后用几辆车分别发送往目的地，几辆车在路途中可分别选择司机认为最好走的路到达目的地，到达目的地后按照每个部分的标记将家具拼装起来，形成原来的一个整体。电路交换 报文交换 分组交换A设备到D设备的专用通道建立后再将报文数据一起从A发到D，报文数据发送完毕后，线路断开可供其他数据交换使用将所有家具作为一个整体，装上一辆大车，选择畅通的线路一段一段通过，如遇堵车，则等道路畅通后再通过，最终到达目的地。在A设备处将所有报文数据作为一个整体一起发送，发送过程中尽量选择畅通的线路走到下一中间设备如B，C，如果线路都堵，则先将数据存储在中间设备上等待其他数据通过后再传往下一设备，直到到达D设备。发送前在A处将报文数据分成几部分，并且给它们加上“首部”——即家具上作的标记，然后分组选择最通畅的线路经过B，C等中间设备分别发往D处，到达D处后按照“首部”信息，将数据重新组合成原来的报文数据。1.通话前先拨号建立连接。可能只要经过一个交换机；可能要经过多个交换机。2.通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。3.通话结束后，挂机释放连接(物理线路被断开)。不需要事先建立物理链路1.将发送数据作为一个整体发给中间交换设备。2.中间设备将数据存储起来，把整体数据发送给下一个中间交换设备。3.如此循环直至目的节点。•在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块。•每个块增加带有控制信息的首部构成分组(包)。•依次把各分组发送到接收端•接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文。实例：老式电话 实例：电报系统 实例：计算机网络、IP电话

6.学生自主探究

刚才教师总结了3种不同的途径，是否把大家的想法都包括进去了？是。其实网络上用到的数据交换技术就是其中的1种，包括网络数据传输的技术，数据交换技术一共有3种类型：电路交换、报文交换和分组交换。

学生自主探究学习：根据图1所给出的3种不同的数据交换方法，结合教师前面总结的3种运送家具的方法，理解图中的内容，并给予解释，见表1。

自由探究一般需要从生活中的实际问题出发，经过抽象概括，转换为学术问题，通过总结归纳实验现象，得到初步假设，再经过搜集证据证实假设，用初步验证假设的假设演绎出新的现象，再经过实验验证将假设的真实合理性。

如果学生只是通过阅读材料，了解某项事实，这与探究学习的本质相差得还很远。

传统电话确切的含义是什么？除了IP电话以外的电话都是传统电话吗？过去我们利用MODEM通过电话线上网，使用的是什么数据交换技术？实际情况比较复杂，恐怕很难一概而论。

教师课后对教学效果的反思很客观，认识非常清醒。

看来如何选取更适合的事例来讲解数据交换的原理，还需要进一步研究、探索。

图1

7.新课讲授

学习结束后，学生跟着教师再一起理解一遍3种数据传输过程。不让学生讲是因为学生讲可能不完整，这样会浪费上课的时间，教师讲的时候给学生说留一定的余地，不一口气说完，适当给出一些问题，让学生跟着说，教师不多予评价，以自问自答为主，一方面有助于激发他们参与的积极性，另一方面也会理解得更透彻。在讲授过程中将数据交换技术与前面家具的运输方法结合着讲，学生更容易明白。

8.分组讨论

分组讨论3种数据交换技术各自的优缺点见表2，完成书上表3～6。注意：还是可以参考家具运输过程给出的提示，并从通讯速度、线路使用率、对中间设备的要求考虑。

表2

通讯方式 数据交换技术 优点 缺点传统电话 电路交换电报 报文交换IP电话 分组交换

9.教师归纳总结

讨论结束后，教师对课堂内容作归纳总结。

10.反思性练习

学生在了解各种数据交换技术的基础上做综合练习：

阅读资料判断下列哪几种说法是不正确的( )

A.IP电话是分组交换，传统电话是电Z路交换

B.IP电话是共享线路而传统电话是独占线路

C.IP电话通话时不受带宽、延迟、网络拥堵的影响，通话质量高

D.通信的费用差别很大，IP电话比较便宜，尤其在打国际长途时更能体现出来